海洋行星波动对南印度洋中层条带状流的作用
批准号:
42106023
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
夏一凡
依托单位:
学科分类:
物理海洋学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
夏一凡
中文摘要
旋转星体的流体运动中普遍存在条带状流动结构,这是地转湍动不稳定下存在的一种特殊流场结构,扰动能量通过各项异性的反向串级传递到平均流上,条带状结构对于海洋中能量及物质的传递起到了重要的作用。表层海流在大尺度风场作用下通常表现为大尺度环流圈结构,而条带状流动往往在中深层更明显。南热带印度洋具有独特的季风以及海陆分布,探究其条带状结构的特征有助于提升我们对海洋中深层环流的认识。海洋行星波动对于中深层流场条带状结构的生成和变异起到了关键作用,讨论其生成机制及不同源区的波动过程对其的调制,能够完善条带状流生成及变异的理论。本项目将通过实测数据分析南印度洋的中层条带状流结构特征,利用高分辨率模式数据诊断其可能的生成及变异机制,通过约化重力模式敏感性实验,探讨南印度洋中层流场条带状结构的变异与动力机制。本项目的开展有助于提升对中深层环流结构的理解,也能够加深中深层海洋动力及能量平衡的认识。
英文摘要
Striation-like jets are found in the rotating planet, which are forced by the geostrophic turbulence. The mid-scale energy is transferred to the mean flow through the anisotropic inverse cascade. The striation-like jet plays an important role in exploring the transfer of energy and water mass in the ocean. The large-scale surface circulation is driven by the large scale wind stress, while the striation-like structure is more obvious in the midddepth. The southern tropical Indian Ocean has a unique monsoon and topography. Exploring the characteristics of striation-like structure is helpful to improve the understanding of the circulation in deep ocean. The ocean wave plays a key role in the generation and variation of the middepth striations. The generation mechanism of the striations may interact with ocean waves from different source regions. This project aim to show the characteristics and dynamic mechanism of the middepth striation in the South Indian Ocean based on the observation, the high-resolution model data, and explore the variation and dynamic mechanism of the striations through sensitivity experiments based on the reduced gravity model. The implementation of this project can be supportive to enrich our understandings regarding the middepth circulation structure, and also deepen the understanding of the energy balance in the middepth.
海洋中深层纬向流场普遍具有特殊的东西向流交替的条带状流动结构,其经向尺度小于表层环流,这是地转湍动不稳定下存在的一种特殊流场结构,对于海洋中能量及物质的传递起到了重要的作用。但深海环流复杂的动力机制以及稀缺的观测数据使得对热带海洋中深层环流,尤其是具有独特的海陆分布与季风气候系统的印度洋的研究较为困难。本项目基于Argo观测数据重构了南印度洋及周边海域三维纬向地转流场的基本结构;分析了南印度洋及周边海域中层流场条带状结构的分布规律及尺度特征。利用了模式及再分析数据,诊断分析了中层条带状流可能的生成机制,探讨了赤道波动过程对于不同区域带状流场生成的作用;利用2层半约化重力模式诊断分析了南热带印度洋中层条带状结构分布以及结构特征的控制因素,最后基于重构的气候态月平均数据及模式资料分析了近赤道中层条带状流场的季节变化规律,探究了赤道波动过程对于南印度洋中层条带状流变异的区域性差异影响。上述结果补充了全球中层流场条带状流研究,为研究条带状流生成及变异机制提供新的视角。
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