南海北部跨越等深线流动及其输运和机制的研究

Based on diagnostic calculation on all sorts of hydrographic data,mooring and ADCP data and remote sensing data, and on numerical results of sub-mesoscale eddy resolved model in northern SCS, we study the cross-isobath flow and its effect on mass, salt and heat transport and its mechanism in the juncture region where continental shelf and slope meet. We diagnostically calculate the 3D distribution of the cross-isobath flow by integration of all sorts of hydrographic date, mooring and ADCP current data, Argo, and remote sensing data. We study its 3D structure and characteristics and its effect on cross-isobath transport of mass, salt and heat content. We calculate the statistic distribution of meso-scale eddies and their contribution in those cross-isobath transports by using the hydrographic diagnoses and numerical simulation, and study the individual eddy case and its effect on cross-isobath transport. We further our study on the main factors that cause the cross-isobath flow and research on its possible dynamic mechanism behind by using diagnostic method of dynamics in the model.

综合利用各种水文、流速等观测及遥感资料，结合高分辨率区域模型，研究南海北部关键海区，即陆架/坡交界区的跨等深线流及由此引起的水体和热盐输运特征并探讨跨陆架/坡流的主要成因和动力机制。以多种南海北部现场水文观测资料，综合常规水文分析方法、优化盒子模型、逆方法等手段，计算南海北部陆架/坡交界区域的跨等深线流动的三维结构，计算由此导致的跨陆架/坡的物质和热盐输运。并综合利用现场观测、遥感数据以及模式模拟，计算由涡旋导致的统计意义上的跨越等深线的水体和热盐输送。在关键海区，通过涡旋个例的研究，讨论涡旋引起的跨越等深线的水体和热盐输运过程；诊断分析南海北部高分辨率模型的输出结果，并设计敏感试验，解明南海北部关键海区跨陆架/坡流动的主要成因，并对跨陆架/坡流动的动力机制深入探讨。

跨陆架/坡流动是开阔大洋与大陆架之间物质交换的重要动力过程，伴随着巨大的动量，能量以及热盐交换，在陆架海洋动力及海洋生态过程中具有非常重要的作用。因而，对跨陆架/坡流动的研究对探索近岸海洋动力过程以及生态过程具有重要的意义。.通过本项目的开展揭示了南海北部跨陆架/坡流动及热盐输运的三维结构及季节演变特征，并利用数值试验和动力诊断分析， 进一步阐明南海北部跨陆架/坡流动演变过程中主要的驱动因子；讨论了涡旋与平均流的相互作用特征。.围绕本项目主题“南海北部跨越等深线流动及其输运和机制的研究”，按照研究计划，主要针对以下4 个方面开展：.a）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以及其季节变化特征，并利用理论及数值实验的手段揭示其动力成因。.b) 中尺度涡与平均流的相互作用特征: 利用长时间定点观测，评估了中尺度涡对平均环流的能量贡献，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。.c）地形对中尺度涡运动的影响：基于卫星海面高度计资料，发现中尺度涡基本上在南海北部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。.d）模式改进：在数值模式试验期间，针对区域海洋模式POM，开发了守恒开边界条件，同时改进了其正斜压时间分裂方法。.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。