南海北部环流影响中尺度涡传播、演变的诊断研究

Mesoscale eddies have significant influence on the ocean thermodynamics and dynamics, biology, and military and civil activities, and have been one of the research focuses. A typical circulation pattern exists on the North South China Sea (NSCS), which is also an area with high occurrence frequency of mesoscale eddies. Therefore, flow-eddy interactions inevitably play an important role in the propagation and evolution of mesoscale eddies and circulation variabilities. However, there are less studies in this area. Based on a large number of observations, this project aims to study the characteristics of the propagation and evolution of mesoscale eddies under the influence of the NSCS circulation. Based on the simulations of observational cases using numerical ocean model, we further analyze the dynamic mechanisms of the interaction between the NSCS circulation and the mesoscale eddy using energetic diagnostic methods and quasi-geostrophic enstrophy diagnostic methods.

中尺度涡的存在和演变在海洋热、动力学、生物学以及军民保障方面皆有重要的影响和意义，一直是国内外海洋学家的研究热点。南海北部具有典型的环流结构且又是中尺度涡高发区域，涡-流相互作用必然对该区域的中尺度涡传播、演变以及环流的变异具有重要作用，而这方面的研究还比较少。本项目以大量观测为基础，数值模拟为手段，紧密结合数值模式与观测资料，通过常规统计方法给出南海北部环流影响中尺度涡传播、演变的规律性认识，在此基础上，通过数值模式对观测个例的再现，利用能量学诊断方法以及准地转涡度拟能诊断方法，揭示南海北部环流影响中尺度涡传播、演变的动力机制。

中尺度涡具有可以与大尺度环流相比拟的巨大动能,在热、盐、水团、动量和其他化学物质输送中起着重要作用,能够显著影响海域环流结构、水团分布和海洋生态环境等，因而是近年来海洋科学研究的热点与前沿之一。.本项目揭示了南海涡旋与中尺度涡相互作用的特征，并讨论了地形对中尺度涡传播的影响，给出了南海北部跨陆坡流的三维结构与动力成因，提高了对南海环流与中尺度涡相互作用的认识。.围绕本项目主题“南海北部环流影响中尺度涡传播、演变的诊断研究”，按照研究计划，主要针对以下4 个方面开展：.a) 中尺度涡与平均流的相互作用特征:诊断分析了中尺度涡与平均环流的相互作用特征，并利用海面高度计资料探索了中尺度涡在南海北部传播的主要路径。.b）地形对中尺度涡运动的影响：基于卫星海面高度计资料，发现中尺度涡在南海北部基本沿陆坡方向向西传播，但是在遇到东沙地形时其速度会突然降低。本项目利用包含了地形效应的准地转方程讨论了该现象的成因。.c）南海北部跨陆坡运动三维结构及其动力机制：利用三维数值模型揭示了南海北部陆坡区域跨陆坡运动的三维结构及其季节变化特征，并利用理论及数值实验的手段揭示其动力成因。.d）数据集的建立：收集现场观测，整理2004-2013年十年间的海气观测，建立了南海融合观测数据集SCSPOD14。.通过本项目的开展，不仅可以帮助我们认识南海北部海洋环流特征，提高对南海海洋动力过程的认识，也有助于我们阐明南海的动力过程对生态环境的影响，并对我国华南沿海地区的经济发展和安全具有重要的意义。

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