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【海院科研進展】海南島西岸上升流動力特征研究取得新進展

作者:來源: 閱讀次數:日期:2020-09-25

沿岸上升流作為近海海洋環流的重要構成因子及物質輸送的關鍵紐帶,其在海區内的生态系統、理化環境、海底沉積、局地天氣等中扮演舉足輕重的角色。夏季,盡管偏南季風誘發的向岸埃克曼輸運傾向于在海南島西岸形成下降流,但因當地強潮流誘發的潮混合鋒的存在,鋒面處向岸壓強梯度力可在地形坡的配合下促使下層冷水上湧并與風的作用形成對抗,使得夏季海南島西岸時常有上升流現象發生。雖然該上升流的生成機制已達成較為統一的認知,但其短期的動力特性及調控機制仍有待進一步探究。

我院物理海洋團隊基于MODIS Level-2海表面溫度數據發現該上升流區海表面溫度可在3 h内逆海溫日變化規律快速降溫或升溫1℃以上。基于ROMS海洋模式的數值研究表明漲潮流可使得該上升流強度迅速增強,而落潮流則可使其強度驟降。進一步的動力分析提出強潮流導緻的強平流輸運以及潮流場的輻聚輻散誘發的高垂向速度是該上升流區海表面溫度能夠迅猛變化的物理機制。經驗證,該機制可較好的解釋上升流強度驟變發生的時機以及海表面溫度變化的空間分布。此外,研究發現在潮流位相轉換或小潮期間,緩潮流伴随的平流及流場輻聚輻散誘發的垂向速度均較弱,故難以引發當地上升流強度的迅疾變化。

該成果發表于SCI二區期刊《Ocean Modelling》,物理海洋團隊成員白鵬為第一作者,我院實驗教學中心楊婧靈老師為通訊作者。

作者言:海南島西岸上升流有着較為獨特的生成機制,對其動力特征的系統認知仍處于進行時,因作者水平有限,熱切期待讀者能夠指正當前工作中存在的不當甚至錯誤之處,敬請緻信baip@gdou.edu.cn。

圖1.正壓實驗模拟的海南島西側海域漲潮流(a)及落潮流(b)期間深度平均的水平流場及其散度場,以及漲潮流(c)和落潮流(d)期間深度平均的垂向流速。(e),(f),(g)和(h)依次與(a),(b),(c)和(d)相同,但為斜壓實驗結果。斷面CD上漲潮流(i)及落潮流(j)期間溫度及垂向流速分布,圖中黑色實線指示正(向上)垂向速度,紫色虛線标識負(向下)垂向速度,繪圖時垂向速度量值放大1000倍。

論文鍊接:

Bai Peng, Ling Zheng, Zhang Shuwen, Xie Lingling, Yang Jingling*.2020. Fast-changing upwelling off the west coast of Hainan Island. Ocean Modelling, 148, 101589.DOI: 10.1016/j.ocemod.2020.101589