南半球中高纬度海区风生环流的动力学研究

西风带驱动南极绕极流（ACC）和副热带环流，ACC沟通着南大洋各海盆，在全球海洋结构形成中起着重要作用。南太平洋的东边界流Peru寒流源头对秘鲁沿岸冷水有重要的支撑作用，后者与太平洋暖池共同维持Walker环流。ACC的流轴在南太平洋中部脱离西风带中心趋向Drake海峡，然后迅速回复与西风带中心位置一致，在澳洲下游的气流阻塞迫使西风带有周期性的南北摆动，实测资料表明通过Drake海峡的ACC流量134sv有10～20sv的摆动。我们的兴趣是气流阻塞产生的西风异常与ACC流量及Peru寒流源头变异是否相关？为此我们构建南半球中高纬度风生环流动力学模型，在环形带状扣除陆地的不规则海区上，利用我们构建的扩展谱方法和改进Fourier方法求解微分方程的边值问题，获得简洁的解析解，然后讨论西风异常、ACC位置和Peru寒流源头之间的关系。

将南半球20ºs至70ºs的海区从Drake海峡处切开，展成矩形海区，其东西边界为南美洲东西海岸。忽略澳洲东西宽度，只考虑澳洲的阻挡作用，于是将矩形海区按纬度划分为四个条带海区，Drake海峡所处海区满足周期性条件，其他三个在侧边界上满足固壁粘滞性条件，各海区之间满足光滑衔接条件。利用本文所建立的改进Fourier展开方法求解，得到了包含东西边界层的Fourier级数，计算结果表明，南极绕极流贯穿东西，东边界存在北向东边界流，其强度约为西边界流的1/3—1/5，从而对南极绕极流和秘鲁寒流的负反馈关系给出一种理论解释。.完成论文5篇。