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夏季上升流影响下琼州海峡温盐结构的天气时间尺度内变化及调控机制

批准号:
42106017
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:
白鹏
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:
白鹏
关键词:

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
夏季,海南岛东北岸频有沿岸上升流发育(即琼东北上升流),受风场的调制该上升流生消过程具有典型的天气时间尺度;同时,在潮流-地形联合作用以及强潮混合等因素共同影响下,琼东北上升流冷核常出现于琼州海峡东口处。因此,在琼东北上升流事件背景下,海峡东口处涌升的低温、高盐上升流水体很可能在海峡内强烈的准东西向往复潮流的输运下进出海峡,从而在天气时间尺度内对海峡内温盐时空格局产生关键影响。然而,当前人们对夏季上升流影响背景下海峡内温盐结构的天气时间尺度内变化过程及其物理调控机制的认识还较为缺乏。本项目将利用多源数据分析、海洋数值模拟等手段,明确天气时间尺度内琼东北上升流影响下琼州海峡内温盐场的三维结构及时空演变特征,理清风场、潮、地形、混合及背景环流等因子在琼东北上升流生消过程及其水体进出海峡过程中扮演的动力角色,最终揭示夏季上升流影响下琼州海峡温盐结构的天气时间尺度内变化的调控机制。
英文摘要
In summer, upwelling events frequently develop off the northeast coast of Hainan Island. Modulated by the varying winds, the upwelling and relaxation events characterize typical synoptic time scales. Meanwhile, the cold-core of this upwelling is generally located in the east entrance area of the Qiongzhou Strait due to the current-topography interaction and strong tidal mixing. Thus, under upwelling events, the upwelled cold and saline water in the east entrance area of the Qiongzhou Strait will probably pass in and out the strait following the intense tidal currents, thereby remarkably modulating the thermohaline structure of the strait. However, to date, we still have poor knowledge of the variation of the thermohaline structure in the Qiongzhou Strait under the influence of upwelling events and the underlying physical mechanisms remain to be elucidated. Based on multi-source observational and reanalysis data and numerical simulation, this project will explore the three-dimensional structure and spatiotemporal variations of the thermohaline distribution in the Qiongzhou Strait, demonstrate the different dynamical roles of winds, tides, topography, mixing, and background circulation in the upwelling and relaxation events and their contributions to the expansion of the upwelling waters toward the inner strait, and finally clarify the mechanisms dominating the variations of thermohaline in the Qiongzhou Strait under the influence of upwelling.
沿岸上升流是近海环流的重要构成因子及物质输送的关键纽带,理解其生物地球化学效应是区域海洋学研究的热点问题。项目综合运用多源数据客观分析、数值模拟、动力诊断等手段,对夏季天气时间尺度内琼东北上升流对琼州海峡内水文要素时空格局的影响开展了系统研究。探明了琼东北上升流水体入侵琼州海峡背景下海峡西口处海温演变规律及内在机理:琼东上升流冷核位于琼州海峡东口使得海峡东口处被冷水占据,而海峡西口处则被混合均匀的暖水支配,这是海峡内温度交换的基本背景;海峡西口处海温水平方向上变化剧烈而垂向上混合均一,当地海温结构可近似简化成二维问题;海峡西口处交替分布的海槽/海脊状地形调制出强/弱交替的潮流,进而诱发快/慢交替的西向冷水输运或东向暖水输运,最终产生锯齿状的温度分布结构,并形成“三叉戟”形温度锋面。发展了一种基于海温估算海峡内余流的行之有效算法:针对夏季琼州海峡“东冷西热”、狭长状地形以及终年盛行西向余流的独特动力背景,构建了包含时间变率项、水平平流项、水平扩散项、热强迫项的一维海温控制方程对夏季琼州海峡海温分布进行了可靠刻画;成功基于海表温度对2003–2022这20年间夏季琼州海峡余流进行了合理估算;指出夏季琼州海峡内西向余流强度呈显著的年际变化,南海西北部气旋式风场异常发生时有助于西向余流的强化,而反气旋式风场异常出现后将削弱西向余流。揭示了冬春季浙闽沿岸温度锋年代际变化规律及调控机制:发现冬春季浙闽沿岸温度锋在1982–2002年间强度持续衰减,而在2002–2022年间持续增强;指出弱化的浙闽沿岸流在全球变暖背景下主导了锋面强度衰减过程;发现强化的浙闽沿岸流、增长的长江径流以及更强的黑潮西向入侵共同支配了锋面强度增强过程。本项目加深了对琼东北上升流及浙闽沿岸温度锋的动力认知,为研究海区内动力-生态耦合研究提供了良好基础,也为更好地经略研究海域提供了科学支撑。
冬春季浙闽沿岸温度锋年代记变化及物理机制研究
  • 批准号:
    MS25D060017
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    白鹏
  • 依托单位:
国内基金
海外基金