北太平洋波浪輸運和西邊界流的季節(jié)變化.pdf

1、整個大洋要保持總的輸運平衡，因此在同一個緯度上，西邊界流一年中的輸運變化可以通過內(nèi)區(qū)Sverdrup輸運的區(qū)域積分推算出來。但是在實際的觀測當中，西邊界流的觀測值與Sverdrup理論值存在很大的差異。黑潮和灣流的體積輸運要大于Sverdrup體積輸運。也就是說，理論的Sverdrup輸運要小于西邊流地區(qū)的觀測值，其具體的原因目前還沒有定論。 波浪的大尺度效應(yīng)研究日益受到人們的重視，Polton et al.(2005)和Lew

2、is(2004)研究了波浪對海洋Ekman層剖面結(jié)構(gòu)的影響。觀測事實表明，經(jīng)典的Ekman理論預(yù)測的Ekman螺旋結(jié)構(gòu)與實測資料并不符合。研究發(fā)現(xiàn)，波浪誘導(dǎo)的Coriolis-Stokes力對Ekman層剖面結(jié)構(gòu)有重要的影響。將Coriolis-Stokes力加入到Ekman層動量方程后，理論結(jié)果與觀測事實非常符合。McWilliams和Restrepo(1999)詳細論述了波浪驅(qū)動的大洋環(huán)流，并利用全球再分析風場得到了風生Ekman輸

3、運和波浪輸運的全球分布。 本文首先利用ECMWF再分析風場數(shù)據(jù)，計算了44年的月平均的風應(yīng)力旋度及Sverdrup體積輸運，在北太平洋3條緯度上對Sverdrup體積輸運進行積分，得出Sverdrup體積輸運的季節(jié)變化，從中發(fā)現(xiàn)，在向赤道流動的方向上，Sverdrup體積輸運在冬季存在最大值，夏季存在最小值；同樣再利用ECMWF再分析波浪數(shù)據(jù)，計算了44年的月平均的Stokes體積輸運及風場，在相同緯度上對Stokes體積輸運進

4、行積分，得到Stokes體積輸運的季節(jié)變化，從結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，在向赤道流動的方向上，Stokes輸運在冬季存在最大值，在夏季存在最小值。在本論文中設(shè)定R=Tst/Txv×100％，Tst為Stokes體積輸運，Tsv為Sverdrup體積輸運。我們發(fā)現(xiàn)Stokes輸運和Sverdrup輸運存在同相位的季節(jié)變化，并且R冬季平均值在5％左右，年平均值R在2-3％左右，從而推斷出波浪誘導(dǎo)的輸運對Sverdrup輸運，既西邊界流有不可忽視的貢獻。