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台湾岛以东黑潮热输运的季节及年际变化特征.docx
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台湾岛以东黑潮热输运的季节及年际变化特征.docx
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黑潮是西北太平洋的一支强西边界流, 也是太平洋经向热输送的重要通道, 通过将低纬海区热量输
送到中高纬海区, 对全球热平衡及热量的再分配有重要的影响。东海黑潮在台湾岛东侧进入东海, 对东海
陆架环流系统、沿海生态环境有着显著影响
[1]
, 同时, 台湾岛以东黑潮水量和热量输运的变化及黑潮跨陆
架的入侵影响相邻海域的局地海-气相互交换过程, 进一步影响到我国沿海区域的气候环境
[2-5]
。因此, 开
展台湾岛以东黑潮动力输运过程研究对深入了解东海海洋生态环境及气候变化具有十分重要的意义。
自 20 世纪 60 年代, 国内外学者基于黑潮区的现场观测数据和数值模拟结果, 对台湾岛以东黑潮动
力输运的结构变化特征进行了一系列研究。根据研究, 台湾岛以东黑潮流量变化范围为 15~33 Sv(1 Sv=
10
6
m
3
/s)
[6-8]
, 不同数据、计算方法及黑潮的变异都会对流量结果产生影响。台湾岛以东黑潮流量存在季
节及季节内的变化。东台湾岛水道南部黑潮存在 30~ 70 天和 100~200 天的季节内变化
[6-7]
。黑潮流量
30~ 70 天的变化是黑潮与底地形相互作用的结果, 而 100~200 天的变化则受到太平洋内部中尺度涡西向
迁移的影响
[7]
。台湾岛东北部黑潮存在显著的季节变化, 黑潮流量夏季较大, 冬季偏小
[9-10]
。台湾岛东北部
黑潮流量的季节变化主要受到陆架海域的季风和热通量的影响
[11]
, 而 Chang 等
[12]
利用 29 年的验潮站数据
指出台湾岛东北部黑潮流量秋季大, 春季小, 季节变化受到副热带逆流涡旋的季节性迁移影响。台湾岛东
南部黑潮流量夏季大, 冬季小, 主要受到吕宋海峡和吕宋岛以东黑潮的联合影响
[13]
。由于受到大尺度海气
相互作用过程和中尺度涡旋的影响, 台湾岛以东黑潮流量还存在年际变异。Hwang 等
[14]
指出台湾岛东北
部黑潮和台湾岛东南部黑潮流量与 ENSO 指数反相关, 且时间滞后差异较大, 台湾岛东北部流量与 ENSO
存在 1 个月的滞后, 而台湾岛东南部流量与 ENSO 存在 9~10 个月的时间滞后。Soeyanto 等
[15]
指出 2002
年前后台湾岛以东黑潮流量的年际变化与 PDO 指数存在相关性。许灵静等
[5]
利用 1993—2015 年的
AVISO 海表面绝对动力高度数据研究了黑潮的低频变异, 表明 PTO (Philippines-Taiwan Oscilla tion)年际
振荡所导致的副热带逆流区反气旋式涡旋与气旋式涡旋的相对强度是影响台湾岛以东黑潮年际变化的主要
动力因素。
近年来, 随着研究者们对海洋中热量输运及空间再分配问题的关注, 对黑潮热量输运的研究也取得
一些有益的成果。Hsueh
[16]
基于 Bryan-Cox 模型数据得到台湾岛东部黑潮热输运年均值为 1.13 PW。
Zhang 等
[17]
利用实测数据估算 PCM-1 断面黑潮热输运平均值为 1.79 PW, 且具有夏季大, 冬季小的季节
变化特征。Jan 等
[8]
于 2012 年 9 月~2014 年 9 月期间对台湾岛以东 23.75°N 断面(称为 KTV1)进行了 9 次
走航观测, 利用观测测数据计算得到台湾岛以东 23.75°N 断面黑潮热输运平均值为 1.52 PW。齐庆华等
[18]
利用 52 年的水文资料研究台湾岛以东 24°N 断面(台湾岛—125°E)黑潮热输运的低频变异, 指出通过此断
面的黑潮热输运年均值为 1.33 PW, 存在明显的准 2 年和约 16 年的周期振荡, 并且发现黑潮热输运异常
的低频变化存在季节差异, 春季呈减弱趋势, 其他季节则为增强趋势。基于全球变网格海洋模式, Fang 等
[19]
估算台湾岛以东黑潮热输运的变化范围为 1.37~2.10 PW。Seo 等
[20]
利用 ROMS 数值模拟结果得到台
湾岛东北部黑潮热输运年均值为 1.62 PW, 具有较小的季节变化, 1989—1993 年和 1995—1997 年两个时
间段的黑潮热输运量值偏大。表 1 列出已有研究成果给出的黑潮热输运结果, 由于断面、零流面的选取不
同及观测时间和数值模式分辨率等的不同, 黑潮热输运结果存在较大的变化范围。
表 1 黑潮热输运研究结果统计表 Tab. 1 Kuroshio heat transport based on previous studies
来源
数据
时间
位置
热输运/PW
Hsueh
[13]
Bryan-Cox 模型
1991—1994
台湾岛东部 24°N
1.13
Zhang 等
[17]
PCM-1 Array
1994.9—1996.5
PCM-1 断面
1.79
齐庆华等
[18]
日本气象厅水文资料
1955—2006
台湾岛东部 24°N
1.33
Seo 等
[20]
ROMS 模型(1/10°)
1980.1—2009.12
台湾岛东北部
1.62
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