南大洋内潮与混合研究

论文摘要

本文利用我国多年的南极考察资料,结合前人对参数化混合模型的研究工作选择适当的模型,对南极大面积海域的混合情况进行了估算及其分析。资料利用主要为中国第19、21、22次南极考察数据,针对海区为ACC（Antarctic Circumpolar Current）流域、威德尔海、普里滋湾、毛德皇后地陆架陆架坡等海域。在埃默里冰架东侧,我们利用Kunze（2006）混合估算方法求得的结果和Turbomap湍流剖面仪直接测量的结果进行对比,发现除在表层以外基本吻合。而本文所列出的一系列模型也主要是针对深海大洋而言,所以说该混合模型在高纬度地区同样适用。通过对埃默里冰架前缘东西两侧的两个连续站的研究,可以看出:埃默里冰架东西两侧正压潮、斜压潮均以半日潮为主,斜压能量主要是向下传播的,并且混合也具有明显的半日周期变化特征。利用我国南极考察资料和Kunze混合估算方法得到的南大洋混合分布中,发现在南极广阔的陆架陆架坡上存在强烈的混合。这可能是由于南极陆架陆架坡上的强流场与剧烈变化的地形相互作用的结果。从普里滋湾的三个经向断面可以非常清楚的看到在陆坡底部存在强混合区,最大混合率为6×10-4 m2s-1,并且强混合区厚度可以达到几百米。毛德皇后地陆架陆架坡的混合也明显强于其它的海域。在整个南大洋存在着大面积的辐散区（主要是指Antarctic Shelf Front,简称ASF）,就观测到的海域来说辐散区都是混合比较强烈的区域。这一点在横跨ACC流域断面、沿ACC流域断面、普里滋湾经向断面等均有体现,在层结较弱的绕极深层水CDW（Circumpolar Deep Water）中表现最为明显。另外当有大量陆架水SW（Shelf Water）注入的地方混合最强,例如在威德尔海东侧经向断面4个辐散区站位的平均混合率达7.42×10-4 m2s-1,在普里滋湾外面同样混合明显加强。通过对威德尔海北部断面的研究再次佐证了强流场和粗糙地形相互作用,会产生强烈的混合。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1、引言
• 1.1 海洋内波混合的研究意义与现状
• 1.2 南大洋混合研究意义及其现状
• 1.3 本文的技术路线及其创新点
• 2、实验仪器及其混合模型介绍
• 2.1 海洋调查仪器介绍
• 2.1.1 水文测量仪器
• 2.1.2 流速测量仪器
• 2.1.3 TurboMAP-II 微尺度剖面仪
• 2.2 混合模型简介
• 2.2.1 混合模型的产生背景
• 2.2.2 混合模型的发展
• 3、普里滋湾内潮及其混合研究
• 3.1 数据介绍
• 3.2 基本物理场介绍
• 3.2.1 水团介绍
• 3.2.2 基本环流介绍
• 3.3 埃默里冰架前缘内潮及其混合研究
• 3.3.1 流速分解及其结果
• 3.3.2 混合模型验证及其混合率估算
• 3.4 普里滋湾经向断面混合研究
• 3.4.1 数据及其处理介绍
• 3.4.2 结果分析
• 4、南大洋 ACC 流域混合研究
• 4.1 南大洋背景场介绍
• 4.1.1 南大洋地形简介
• 4.1.2 南大洋海流特征
• 4.1.3 南大洋水文特征
• 4.2 沿ACC 流域混合研究
• 4.3 横跨ACC 流域混合研究
• 5、威德尔海、毛德皇后地陆架陆坡混合研究
• 5.1 威德尔海混合研究
• 5.1.1 威德尔海简介
• 5.1.2 水团环流简介
• 5.1.3 耗散率混合率估算
• 5.2 毛德皇后地陆架陆架坡混合研究
• 5.2.1 数据及其背景场简介
• 5.2.2 耗散率混合率估计
• 6、结论与展望
• 7、参考文献
• 致谢