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北太平洋波浪输运和西边界流的季节变化

作　者: 张坤兰
导　师: 吴克俭
学　校: 中国海洋大学
专　业: 物理海洋
关键词: Stokes体积输运 Sverdrup体积输运西边界流季节变化
分类号: P731.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 73次
引　用: 1次
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内容摘要

整个大洋要保持总的输运平衡,因此在同一个纬度上,西边界流一年中的输运变化可以通过内区Sverdrup输运的区域积分推算出来。但是在实际的观测当中,西边界流的观测值与Sverdrup理论值存在很大的差异。黑潮和湾流的体积输运要大于Sverdrup体积输运。也就是说,理论的Sverdrup输运要小于西边流地区的观测值,其具体的原因目前还没有定论。波浪的大尺度效应研究日益受到人们的重视,Polton et al.（2005）和Lewis （2004）研究了波浪对海洋Ekman层剖面结构的影响。观测事实表明,经典的Ekman理论预测的Ekman螺旋结构与实测资料并不符合。研究发现,波浪诱导的Coriolis-Stokes力对Ekman层剖面结构有重要的影响。将Coriolis-Stokes力加入到Ekman层动量方程后,理论结果与观测事实非常符合。McWilliams和Restrepo（1999）详细论述了波浪驱动的大洋环流,并利用全球再分析风场得到了风生Ekman输运和波浪输运的全球分布。本文首先利用ECMWF再分析风场数据,计算了44年的月平均的风应力旋度及Sverdrup体积输运,在北太平洋3条纬度上对Sverdrup体积输运进行积分,得出Sverdrup体积输运的季节变化,从中发现,在向赤道流动的方向上,Sverdrup体积输运在冬季存在最大值,夏季存在最小值;同样再利用ECMWF再分析波浪数据,计算了44年的月平均的Stokes体积输运及风场,在相同纬度上对Stokes体积输运进行积分,得到Stokes体积输运的季节变化,从结果中发现,在向赤道流动的方向上,Stokes输运在冬季存在最大值,在夏季存在最小值。在本论文中设定, T_st为Stokes体积输运, T_sv为Sverdrup体积输运。我们发现Stokes输运和Sverdrup输运存在同相位的季节变化,并且R冬季平均值在5%左右,年平均值（R|-）在2-3%左右,从而推断出波浪诱导的输运对Sverdrup输运,既西边界流有不可忽视的贡献。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
1 引言  11-19
  1.1 研究背景  11-13
    1.1.1 西边界流与涌浪东向强化  11-13
  1.2 研究现状  13-17
    1.2.1 西边界流的流量  13-15
    1.2.2 波浪的大尺度效应  15-16
    1.2.3 波浪对对大洋环流的驱动  16-17
  1.3 本文工作  17-19
2 大洋风生环流理论  19-39
  2.1 Ekman输运  19-22
  2.2 Sverdrup平衡  22-24
  2.3 西边界流输运  24-25
  2.4 风应力旋度  25-27
  2.5 Sverdrup 体积输运  27-34
  2.6 Sverdrup 体积输运季节变化  34-36
  2.7 对比分析  36-39
3 太平洋波浪诱导的体积输运及其变化  39-56
  3.1 Stokes波  39-40
  3.2 波浪诱导的Stokes体积输运及其全球分布  40-51
  3.3 黑潮路径和纬线选取示意图  51-52
  3.4 波浪体积输运季节变化  52-54
  3.5 小结  54-56
4 结论与展望  56-57
参考文献  57-60
致谢  60

北太平洋波浪输运和西边界流的季节变化

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