全球海洋季節(jié)內(nèi)振蕩分布特征及機(jī)制研究.pdf

1、本文通過分析衛(wèi)星高度計(jì)海表面高度異常SLA數(shù)據(jù)、OFES模式輸出的海表面高度異常SLA數(shù)據(jù)以及TMI的海表面溫度SST數(shù)據(jù)得到在海洋中不同周期的顯著季節(jié)內(nèi)振蕩信號(hào)具有緯向帶狀分布特征。如周期為1個(gè)月的信號(hào)主要分布在以南北緯7°為中心的兩個(gè)緯度帶上，周期為2個(gè)月的信號(hào)主要分布在以南北緯14°為中心的兩個(gè)緯度帶上，周期為3個(gè)月的信號(hào)主要分布在以南北緯20°為中心的兩個(gè)緯度帶上，周期為4個(gè)月的信號(hào)主要分布在以南北緯26°為中心的兩個(gè)緯度帶上，

2、周期為5個(gè)月的信號(hào)主要分布在以南北緯32°為中心的兩個(gè)緯度帶上。隨著周期的增加，顯著季節(jié)內(nèi)振蕩信號(hào)所在的緯度也相應(yīng)增加。基于線性波動(dòng)理論，通過垂直模態(tài)分解方法和WKB近似方法利用WOA01溫度、鹽度資料計(jì)算得到第一斜壓模Rossby變形半徑和群速為零時(shí)第一斜壓模Rossby波的周期，即閾值周期。結(jié)果顯示不同周期的季節(jié)內(nèi)振蕩信號(hào)顯著分布的緯度帶與對(duì)應(yīng)的第一斜壓模Rossby波閾值周期等值線所在的緯度一致。進(jìn)一步通過對(duì)海表面高度異常和海表面

3、溫度進(jìn)行二維傅氏變換得到波數(shù)-頻率功率譜，結(jié)果表明海洋中季節(jié)內(nèi)顯著振蕩信號(hào)基本符合群速為零的第一斜壓模Rossby波的頻散關(guān)系。對(duì)海洋中的31個(gè)驗(yàn)潮站水位時(shí)間序列的分析結(jié)果亦顯示許多驗(yàn)潮站資料的功率譜在該站點(diǎn)的第一斜壓模Rossby波閾值周期附近存在譜峰。 為了進(jìn)一步證明全球大洋中顯著季節(jié)內(nèi)振蕩信號(hào)是群速為零的第一斜壓模Rossby波，本文基于一層半約化重力模式設(shè)計(jì)了數(shù)值實(shí)驗(yàn)。數(shù)值實(shí)驗(yàn)主要通過以下三個(gè)方面進(jìn)行：第一，驗(yàn)證一層半約

4、化重力模式是否能夠模擬出海洋中顯著季節(jié)內(nèi)振蕩信號(hào)有緯向帶狀分布特征，并且通過在模式中選擇不同的側(cè)摩擦系數(shù)，分析側(cè)摩擦項(xiàng)對(duì)顯著季節(jié)內(nèi)振蕩信號(hào)緯向帶狀特征的影響：第二，考慮模式中非線性項(xiàng)對(duì)海洋中顯著季節(jié)內(nèi)振蕩信號(hào)緯向帶狀分布特征的影響；第三，選擇不同的海水上下兩層的密度差和上層海水的初始層厚值來改變模式中第一斜壓模Rossby波的閾值周期，通過分析模式輸出的海表面高度異常時(shí)間序列來驗(yàn)證不同周期的季節(jié)內(nèi)振蕩信號(hào)顯著分布的緯度帶是否隨著閾值周期

5、的改變而改變。通過對(duì)以上數(shù)值實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析得到以下結(jié)論：一層半約化重力模式可以模擬出海洋中顯著季節(jié)內(nèi)振蕩信號(hào)的緯向帶狀分布特征；模式中非線性項(xiàng)的存在與否對(duì)顯著季節(jié)內(nèi)振蕩信號(hào)的緯向帶狀分布特征沒有很大的影響；當(dāng)模式中第一斜壓模Rossby波的理論閾值周期發(fā)生改變時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果中顯著季節(jié)內(nèi)振蕩信號(hào)分布的緯度帶也隨之改變，并且顯著信號(hào)所分布的緯度帶與對(duì)應(yīng)的第一斜壓模Rossby波閾值周期等值線的分布保持一致。 本文的研究工作通過資料分析