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陡峭陆坡附近的涡度平衡:台湾东北黑潮入侵

刘晓辉   2020-05-14

      近日,我室刘晓辉副研究员在国际知名期刊Journal of Physical Oceanography上发表了台湾东北黑潮入侵的涡度收支三维结构特征的研究成果。

      已有的关于台湾东北海域黑潮入侵的动力机制分析多采用垂向平均的二维涡度守恒方程,并认为底形-斜压联合效应(JEBAR)是黑潮向陆架入侵的主要动力机制。

      我们基于ROMS海洋模式的高分辨率模拟结果,提出了随底坐标系海洋模式的三维涡度平衡方程计算方法,并计算了台湾东北海域黑潮入侵的涡度收支结构。在二维涡度平衡中(图1),尽管位涡平流项(APV)和JEBAR为主导项,但两者并不是引起黑潮向陆架入侵的动力机制,而两者的差与底压力扭矩(BPT)的分布一致。三维涡度收支的结果进一步表明(图2),上层的涡度平衡中非线性项与水平辐散项占主导;而下层的涡度收支则表现为耗散项、非线性项与水平辐散项的共同作用;二维垂向平均的涡度方程不能刻画涡度收支的这种垂向结构特征。研究还利用数值模式的敏感性实验阐明了非线性项在黑潮向陆架入侵的重要作用。

      研究从涡度平衡的角度讨论了台湾东北海域黑潮入侵的动力机制,并为随底坐标系海洋模式的三维涡度守恒计算提供了适用的方法。

      引用:Liu, X., D.-P. Wang, J. Su, D. Chen, T. Lian, C. Dong, and T. Liu (2020). On the Vorticity Balance over Steep Slopes: Kuroshio Intrusions Northeast of Taiwan, Journal of Physical Oceanography, https://doi.org/10.1175/JPO-D-19-0272.1.

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图1 台湾东北海域二维垂向平均涡度平衡方程的各项分布

 

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图2 陆坡附近三维涡度平衡方程的垂向分布