冬季南海西边界急流的动力机制分析

利用高分辨率的无结构网格海洋数值模式FVCOM(Finite Volume Coastal Ocean Model),结合卫星高度计资料,分析了南海冬季西边界急流的三维空间结构特征及其形成与维持的动力机制。研究结果显示,冬季南海西向强化特征显著,存在西边界急流。该急流的水平和垂向结构复杂多变,表层与次表层海流的流场结构、流速与流幅均有较大差异。动力机制分析表明,该西边界急流具有明显的地转流特征,其压强梯度力与科氏力有较好的对应关系;同时,由于风应力、地形及平流效应的影响,西边界急流还具有显著的局地变化特征。进一步的数值实验分析表明,压强梯度力与海面风应力对南海冬季西边界急流的形成与维持起重要作用。其中,压强梯度力的垂向分布特征与西边界急流的三维结构吻合良好;而风应力对南海冬季西边界急流的影响与岸线及地形的分布特征有密切的联系。

夏季风爆发期南海西边界急流的变化特征研究

南海西边界区域的海流是南海环流中的主要流系,其物质、动量及能量交换可以影响到整个南海。通过分析高分辨率的HYCOM同化数据,同时结合再分析风场数据,对季风爆发时南海西边界急流的特征进行研究,主要结论概括如下:夏季风爆发时期南海环流最主要的变化发生在西边界区,西边界急流的型态转变导致了南海整体环流型态的变化;由截面流速分析结果可知,每年南海西边界急流在季风爆发过程中的变化相较于其它区域是比较恒定的,但其它区域的不稳定变化并不影响南海环流型态的过渡过程;地形、黑潮同季风一样是南海西边界急流型态转变的重要动力因素。

风生边界急流稳定性的渐近理论

观测表明,当冬季盛吹北风时,在南中国海西边界附近将形成一支向南的急流,在一定条件下这支急流可弯曲成波动甚至形成涡旋.本文应用等值浅水模式,采用截断模方法,分析了急流的稳定性,并给出急流上不稳定波出现的条件.分析表明只有当向南的风生急流很强很窄时,由变性的Kelvin波和风应力强迫出的地形Rossby波在长波波段耦合而出现不稳定,不稳定波在波长约200 km时向北传播的相速度约为0.2 m.s-1,波振幅增长到e倍所需的时间约1.5天.分析进一步表明,夏季向北的风生流在海洋的西边界附近是稳定的.这些结果在一定程度上解释了观测结果.