基于再分析数据的全球海洋水体和热盐输运及其季节变化

全球海洋环流复杂,其产生的水体和热盐输运决定了各大洋物质和能量的再分配,并且对海气相互作用以及全球气候变化产生重要影响。本研究基于GLORYS12、GLORYS2V4、C-GLORS05、FOAM和ORAS5五种再分析资料对全球12个关键截面处的海洋水体和热盐输运进行了估算。平均计算结果显示,纬向积分的海洋经向盐量输运与经向体积输运的变化基本一致,这主要是由于海水盐度垂向变化较小,水体盐量输运与体积输运大小成比例。全球海洋在35°S附近呈现经向体积输运极值,其南向输运量接近10 Sv。由于海洋温度随深度增加迅速减小,且中下层较为稳定,因此海洋经向热量输运与上层海洋环流相关性更高。全球海洋在南北半球均呈现向极的经向热量输运,北半球中低纬度输运量在1.5~2.0PW,南半球中低纬度输运量在1.0 PW左右。N向热量输运横跨整个大西洋,南大西洋中低纬度输运量在0.3~1.0 PW,北大西洋中低纬度输运量在1.0~1.3 PW。与大洋经向输运相比,南大洋由于强劲的南极绕极流的E向流动,其纬向水体和热盐输运显著。计算结果显示,通过南大洋20°E、146°E截面以及德雷克海峡分别约有144.50、162.46和146.05 Sv的体积输运(对应5.10×10^(9)、5.74×10^(9)和5.15×10^(9)kg/s的盐量输运,以及1.27、2.28和1.58 PW的热量输运)。另外,海洋水体和热盐输运气候态月变化显示,各大洋水体和热盐经向输运均呈现较明显的季节变化,相较于体积和盐量输运,南大洋纬向热量输运季节变化最为显著。

南海南部与外海间的体积和热、盐输运及其对印尼贯穿流的贡献

根据中国近海高分辨率 ( 1 / 6°)环流模式的模拟结果 ,计算了南沙邻近海域与外海之间的海水体积、热量和盐量输运及其对印度尼西亚贯穿流的贡献。研究海域为 0°— 1 4°N的整个南海南部海域。计算得出 ,穿过研究海域流向印度尼西亚海域 ,最终流向印度洋的年平均体积、热量和盐量输运分别为 5 .2Sv( 1Sv =1× 1 0 6m3·s- 1 )、0 .5 7PW和 1 84Gg·s- 1 ,大约占印度尼西亚贯穿流相应输运量的 1 / 4。这一结果表明南海是全球大传送带这一全球海洋最主要热盐环流系统的重要通道之一。从南海流向印度尼西亚海域的通道以卡里马塔海峡为最主要 ,以下依次为巴拉巴克海峡、民都洛海峡和马六甲海峡。大的南向通量主要发生在冬、秋季 ,春末夏初总的通量向北。计算还得出输入本海区的热输运量比输出少 0 .0 64PW ,由这一结果推得 ,通过海 -气界面由大气进入海洋的年平均净热通量约为 30W·m- 2 。

南海18°N断面上的体积和热盐输运

以2005—2008年4年中南海北部开放航次所获得的水文观测资料为基础,结合卫星高度计遥感资料,采用动力计算方法计算南海18°N断面的经向地转流,并与声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profilers,ADCP)走航观测资料进行对比,进而计算出通过南海18°N断面1000m以浅的各站位以及断面上总的经向地转体积、热、盐输运量。结果表明,2005—2008年南海北部开放航次期间18°N断面上的经向地转流呈相间带状分布,各站位经向地转流流速垂向分布和ADCP观测的大体一致。从卫星高度计获得的海面高度场可知,经向地转流流向的空间变化与海洋中尺度涡旋的活动密切相关。2005—2007年航次期间南海18°N断面上1000m以浅总的经向地转体积、热、盐输运均为南向输运,其3年的平均输运量分别为11.8Sv(1Sv=106m3.s 1)、0.38PW、418.8Gg.s 1;其年际间差别较大,经向地转体积、热、盐输运量均为2005年最大,2006年次之,2007年最小。2008年110°—117°E之间1000m以浅总的海水地转体积、热、盐输运量分别为7.3Sv、0.22PW、259.4Gg.s 1。

东印度沿岸流的季节变化及其热盐输运

基于卫星高度计数据、模式数据和同化资料揭示了东印度沿岸流(East India Coastal Current, EICC)年周期上的时空分布特征,并探讨了其可能的影响机制及热盐输运。在年周期上EICC呈现3种分布状态,受季风影响,在东北季风前期(10—12月)和后期(2—5月)为一致的南向(北向)流动;而6—8月EICC呈3段式分布,与另外两个时间段明显不同,表现为9°N以南、16°N以北区域的南向流动和9°—16°N区域的北向流动。前人研究认为印度东海岸的局地风应力是EICC的主要机制,本研究发现除局地风应力外,来自孟加拉湾中部的艾克曼抽吸(EkmanPumping)在全年也发挥着重要作用,并在2—5月(10—12月)驱动EICC的北向(南向)流动,而局地风应力则在10—12月有利于EICC的南向流动。EICC是孟加拉湾低盐水向赤道东印度洋和阿拉伯海输运的一个因素,在海盆间的热盐交换上发挥着重要作用。EICC的热输运在6—12月(2—5月)有利于(不利于)湾内温度的升高;盐输运则在全年都有利于孟加拉湾内盐度的增加。此外,EICC的一致南向(北向)流动以及3段式结构促进了湾内热盐的再分配,对于维持北印度洋的热量和盐度收支平衡具有重要作用。

中国近海域际水、热、盐输运:全球变网格模式结果

建立了一个全球大洋变网格环流数值模式,中国近海的分辨率为1/6°.由模式得出了通过南海和东海开边界的体积、热、盐输运的各月和全年平均值,所得结果与已有的基于观测所得的体积输运估计值有良好一致性.结果显示,通过南海加入印尼贯穿流的体积、热、盐输运值为5.3 Sv,0.57 PW和184 Gg·s-1。,约占印尼贯穿流的1/4,表明南海是太平洋到印度洋贯穿流的重要通道之一.东海的黑潮输运值各为25.6 Sv,2.32 PW和894 Gg·s-1。,其中不到1/4通过西表岛与冲绳岛之间的水道.热平衡计算表明,南海从太阳和大气获得净热通量,其值为0.08 PW;而大气则从渤黄东海获得净热通量,其值为0.05 PW.

印度洋热带环流圈热盐输运及其对区域气候模态的影响

受季风系统影响,热带印度洋的环流具有明显的季节变化,这在北印度洋尤其明显。但在气候平均态意义上,热带印度洋环流在赤道为东向流动,在赤道以南为西向流动,在东、西部边界分别向南、向北流动,从而与其他大洋类似,形成一个相对闭合的热带环流圈,称之为印度洋热带环流圈。立足于此环流圈,从环流热盐输运及其气候影响等方面,综述了相关的研究,讨论了印度洋热带环流系统与温盐分布和区域主要气候模态的关系。

长江口北支水沙盐输运模拟技术研究

长江口北支属巨型复杂河口的支汉，与上游、长江口南支及口外存在复杂的动力联系，再加上三峡水库和南水北调运行后，长江中下游河道水沙变异导致长江口洪潮势力对比发生变化，对长江口北支河段高含沙量、高盐度梯度、水沙盐倒灌南支等问题产生新的影响，也使得长江口水沙动力要素研究更趋复杂。