基于多平臺(tái)觀測(cè)西北太平洋海域上層生物物理過(guò)程對(duì)熱帶氣旋的響應(yīng)：個(gè)例研究.pdf

1、熱帶氣旋是天氣尺度上影響最大的海氣相互作用過(guò)程，一方面，熱帶氣旋的形成和發(fā)展與海洋上層的溫鹽結(jié)構(gòu)有著直接聯(lián)系；另一方面熱帶氣旋對(duì)上層海洋的熱能交換、海表高度、混合過(guò)程乃至生化過(guò)程也有顯著影響。西北太平洋熱帶氣旋發(fā)生次數(shù)最多，占全球熱帶氣旋總數(shù)的30％以上。本文利用多衛(wèi)星觀測(cè)資料并結(jié)合Argo浮標(biāo)以及巡航觀測(cè)資料，對(duì)西北太平洋中至今研究甚少的沙漠海域(20°～30°N，138°～148°E)和日本南部黑潮海域(27°～33°N，138°～

2、148°E)的上層生物物理過(guò)程對(duì)熱帶氣旋的響應(yīng)進(jìn)行了個(gè)例分析和初步統(tǒng)計(jì)研究。 首先，本文選取西北太平洋海洋沙漠區(qū)域(20°～30°N，138°～148°E)作為研究區(qū)域。分析研究了2004年熱帶氣旋婷婷(Tingting)引起海洋上層溫鹽結(jié)構(gòu)和葉綠素濃度的時(shí)空變化特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，熱帶氣旋婷婷過(guò)境時(shí)沿著其路徑誘發(fā)強(qiáng)烈的上升流，混合層內(nèi)海水混合加劇，冷渦加強(qiáng)，出現(xiàn)了大范圍的海溫降低和葉綠素增加現(xiàn)象。熱帶氣旋過(guò)境前的冷渦區(qū)域，會(huì)出現(xiàn)大

3、面積的“冷斑”和“藻華帶”，且維持時(shí)間更長(zhǎng)；而在熱帶氣旋過(guò)境前的暖渦區(qū)域內(nèi)，生物物理響應(yīng)不明顯。因此，先前的海洋環(huán)境(中尺度渦)對(duì)于熱帶氣旋引起的上層生物物理響應(yīng)具有重要意義。初步的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明熱帶氣旋對(duì)當(dāng)?shù)厝晟a(chǎn)力貢獻(xiàn)的影響并不顯著。 其次，分析研究了2004年夏季黑潮路徑在日本南部發(fā)生大彎曲的成因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，7月29日到8月4日期間，熱帶氣旋南川和瑪瑙經(jīng)過(guò)日本南部黑潮海域引起強(qiáng)烈的海洋上層擾動(dòng)和深層海水上翻，先前存在的氣旋

4、式渦加強(qiáng)，促使黑潮路徑隨之發(fā)生顯著彎曲。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，6月份經(jīng)過(guò)吐噶喇海峽的熱帶氣旋康森和電母對(duì)黑潮路徑的初始彎曲也有影響。研究表明，通過(guò)熱帶氣旋-冷渦-黑潮三者相互作用的機(jī)制可以有效解釋黑潮路徑的彎曲成因，熱帶氣旋和氣旋式渦在黑潮彎曲過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。這將對(duì)全面理解和模擬西邊界流的動(dòng)力學(xué)特征有著重要意義，同時(shí)為中尺度渦模式研究提供改進(jìn)依據(jù)。 最后，本論文選取日本南部黑潮區(qū)域(27°～33°N，138°～148°E)作為研究

5、區(qū)域，分析了日本南部黑潮海域上層對(duì)2004年夏季熱帶氣旋的生物物理響應(yīng)過(guò)程。研究表明，首先局地過(guò)程(垂直混合和上升流)主導(dǎo)海洋上層對(duì)熱帶氣旋南川的生物物理響應(yīng)過(guò)程。其次，南川同樣能引起非局地響應(yīng)過(guò)程：由于水平對(duì)流輸送作用，在遠(yuǎn)離熱帶氣旋路徑的海域有海表冷舌和水華的發(fā)生。因此，在熱帶氣旋經(jīng)過(guò)外海海域時(shí)，一些非局地過(guò)程(如平流輸送等)在海洋上層的生物物理響應(yīng)過(guò)程中扮演不可忽視的角色。最后，2004年夏季黑潮大彎曲同樣誘發(fā)了其西南方向的海域出