中国东部海域台风海洋涡旋特征及其影响机制研究

发布时间：2020-10-16 17:06

　　 中国东部海域水域环境复杂,面积狭窄,黄海浅水与东海深水相邻水域水深差异达上千米,此海域不仅包含台湾岛、琉球群岛,还包含著名的强势海流系统黑潮,因此该海域的台风海洋涡旋特征不同于宽阔海域的海洋涡旋。本文运用海气再分析资料和数值模拟,系统性探讨台风经过中国东部海域不同海区时驱动的海洋涡旋,以及海洋涡旋不对称性引起的区域海气相互作用,尤其是研究不同海区涡旋的结构特征及能量输送过程,并通过区域海洋模式模拟,研究此海域内环境因子对台风海洋涡旋的影响机制。研究结果显示:以K均值法对台风及其海洋涡旋依据路径特点分为A, B,C三类,同时根据海域特点分为三个海区:黑潮南部宽阔深海区,穿越黑潮主流区,黑潮北部黄东海浅海区。合成分析显示,A类中线台风海洋涡旋强盛,经黑潮时形成黑潮逆流;B类再入海台风海洋涡旋近台湾岛,受黑潮西部与台湾岛共同影响,涡旋变形减弱;C类偏朝鲜半岛台风海洋涡旋被群岛影响,产生附加新生涡旋,遇黑潮时形成增幅效应。分析结果还显示,涡旋强流区表层强辐散有利于形成海洋上升流和SST冷中心,加强近海面混合层和混合层下的低温低盐涌升流。在偏南的I区II区台风海洋涡旋强流区与潜热通量大值区对应,支持台风CISK (第二类条件不稳定发展)机制。对典型涡旋的垂直结构分析显示,涌升层厚度显著浅于海域水深,涌升强度与分区水深成正比,弱于海域内近岸上升流。涡旋向下衰减迅速,I区和II区厚度可达700m,III区可达整层(80m)而低层水平环流会发生逆转。各区强流区强于0.2J的动能下传层次仅为涡旋深度的一半,并且强流区下传强度以及传输速度均大于涡旋中心的传输。FVCOM数值模拟重点模拟了中线类台风梅花海洋涡旋及其伴随的反气旋式涡旋在Ⅲ区黄海海域特征,并通过波浪,底摩擦,地形水深,以及能量转换等因子效应探讨台风海洋涡旋结构特征的影响机制。在耦合波浪模块后,模拟结果显示海洋涡旋海表流场明显增强,涡旋的形状更完整,水位梯度显著增强,涡旋强度进一步加大。区域海洋模式模拟出了夏季存在于北部黄海向北的沿岸流,其与台风海洋涡旋强流,以及海岸地形共同作用,形成了台风海洋涡旋伴随的反气旋式海流涡,海洋气旋涡和反气旋涡强流区的能量下传速度均显示比涡旋中心部分更快,维持时间更长,能量传输值也更大。气旋涡的动能主要来源于台风风应力驱动动能,反气旋涡的动能主要受到海流梯度最大区和海岸地形的影响。底部摩擦力的增大有利于底层气旋涡和反气旋涡的加强。在海洋气旋涡和反气旋涡的显著辐散区有温盐要素的明显的涌升,但海底地形升降驱动的温盐涌升与下沉,其强度更强些。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P732
【部分图文】：

ＦＶＣＯＭ模式目前己成功应用于研宄河口和陆架区域，及其复杂不规则海岸线和地??形，包括内潮涨落［６２］。??本文采用了?ＦＶＣＯＭ版本３．１．６，其运算过程与模块如图２．１所示，该版本??９??

３．１．１中国东部海域台风及涡旋分类统计??本文对２００５－２０１５年经过中国东部海域的台风，即经过西太平洋海域到达??黄东海海域的台风进行统计，共１３个台风，具体如图３．１及表３．１所示。按照??台风的移动路径和Ｋ均值法对台风依据登陆点平均它们可分为三类：经黄海中??线台风Ａ类（图３．１ａ），再入海台ＫＢ类（图３．１ｂ），近朝鲜半岛台风Ｃ类（图??３．１ｃ）。其中Ａ类经黄海中线台风４个，主要沿中国东部海域中线北上。Ｂ类再??入海台风５个，从中国东部海域登陆，然后从江苏海岸再次入海。Ｃ类近朝鲜??半岛台风４个，主要为偏东路径，沿偏朝鲜半岛一侧北上。为确定海洋涡旋是??否为对应台风所造成，对每个台风追踪１８小时，包括台风进入研究区之前６小??时和到达研究区的３小时，分析所研究海域流场，确认所获得的海洋涡旋为对??应台风所驱动形成（见表３．１和图３．Ｉｄ）。图３．Ｉｄ显示台风中心（图中红点）与??其驱动的涡旋中心接近重合。??２０１２／８／２６?０Ｚ??顧丽際ＩＢ，??：滅：＿??Ｉ２０Ｅ?Ｉ３０Ｅ?Ｉ２０Ｅ?１３０Ｅ?１２０Ｅ?１３０Ｅ?１２４Ｅ?１２６Ｅ?１２８Ｅ?１３０Ｅ?１３２Ｅ??图３．１近１０年经过中国东部海域的台风路径分类??（ａ）?Ａ类黄海中线台风路径

黑潮北部黄东海浅海区。第Ｉ区为西北太平洋区域，大致在１２０°Ｅ?—?１３５°Ｅ，??１８〇Ｎ＿３〇°Ｎ以内，此区域水深达几千米，且分布众多岛屿，如琉球群岛等，如??图３．２ａ，?ｂ，?ｃ中最下端实心圆指示位置。第ＩＩ区穿越黑潮区，为台风在黑潮两??侧附近及经过黑潮时的范围，例如图３．２ａ，ｂ，?ｃ中靠近黑潮的实心圆指示的位??置。而ＩＩＩ区黑潮北部黄东海浅海区为黄海及东海北部区域，此区域水深仅仅几??十到上百米，且岸线环绕，海岸地形作用明显。图３．２显示三类台风的典型路径??与所经海区。??Ｍｕｉｆａ??Ｋｏｌｍｏｅｇｉ??Ｋｏｍｐｏｓｕ??１２０Ｅ?１２５Ｅ?１３０Ｅ?１２０Ｅ?１２５Ｅ?１３０Ｅ?１２０Ｅ?１２５Ｅ?１３０Ｅ??图３．２二类台风路径与海流矢Ｍ场（ａ）?Ａ类中路“梅花”（Ｍｕｉｆａ），?（ｂ）?Ｂ类再入海“海??区鸟”（Ｋａｌｍａｅｇｉ），?（ｃ）?Ｃ类近平．岛“圆规”（Ｋｏｍｐａｓｕ），实心圓台风符号表不台风在二个海??区的典耶位置，矢读为海流．图中黑色虚线为二类台风的三个Ｒ的大致分界，由于黑潮位丁―??ＩＩ区，其倾斜位置影响三类涡旋的Ｉ区与ＩＩ区分界略有差异。??３．１．３台风海洋涡旋分类合成??台风引起的海洋涡旋
【参考文献】

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1 苗春生;宋萍;王坚红;牛丹;;春夏季节黄河气旋经渤海发展时影响因子对比研究[J];气象;2015年09期

2 马静;徐海明;董昌明;;大气对黑潮延伸区中尺度海洋涡旋的响应——冬季暖、冷涡个例分析[J];大气科学;2014年03期

3 陈大可;雷小途;王伟;王桂华;韩桂军;周磊;;上层海洋对台风的响应和调制机理[J];地球科学进展;2013年10期

4 尚晓东;徐驰;陈桂英;练树民;;海洋中尺度涡的机械能及其源汇研究[J];热带海洋学报;2013年02期

5 冯涛;黄荣辉;陈光华;武亮;黄平;王磊;;近年来关于西北太平洋热带气旋和台风活动的气候学研究进展[J];大气科学;2013年02期

6 蒋迪;黄菲;郝光华;黄健;吕卫华;;南海土台风生成及发展过程海气热通量交换特征[J];热带气象学报;2012年06期

7 杨元建;冼桃;孙亮;傅云飞;荀尚培;;连续台风对海表温度和海表高度的影响[J];海洋学报(中文版);2012年01期

8 雷小途;;全球气候变化对台风影响的主要评估结论和问题[J];中国科学基金;2011年02期

9 杨元建;傅云飞;孙亮;刘鹏;冯沙;;基于多卫星和Argo浮标观测海洋上层对台风婷婷的响应[J];中国科学技术大学学报;2010年01期

10 雷小途;徐明;任福民;;全球变暖对台风活动影响的研究进展[J];气象学报;2009年05期

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1 李迎新;台风对西北太平洋气旋涡的影响[D];中国科学技术大学;2015年

2 冯洋;大洋有效位能及浮力通量对其作用机制研究[D];中国海洋大学;2006年

3 梁兼霞;黄海夏季环流结构的观测与数值研究[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2005年

4 林鹏飞;南海和西北太平洋中尺度涡的统计特征分析[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2005年

本文编号：2843533