A tale of two eddies: Diagnosing coherent eddies through acoustic remote sensing
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2011
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
Two years of observations of warm-core anticyclones in the Labrador Sea and their seasonal cycle in heat and salt stratification
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2014
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
Global observations of nonlinear mesoscale eddies
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2011
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
... 本文采用最外层闭合等值线法对中尺度涡进行识别,即通过寻找SLA的最外层闭合等值线,确定涡旋的边界及影响范围.该方法基于地转平衡状态下,SLA等值线近似平行于流线等值线,可代替后者,在节省计算量的同时,最大程度保留观测信号变化,减少人为确定阈值带来的误差[33].相比Okubo-Weiss参数法(O-W法),该方法计算简便,得到的涡旋形态能够有效反映流场本身的特点[3]. ...
... 借鉴Chelton等[3]设定的中尺度涡识别条件,并结合南海北部实际情况,本文设定以下识别条件: ...
... (3)中尺度涡的生命周期与涡旋强度、移动距离等呈正相关[3,24].因本文主要关注动力特征强、能在中长距离上运动的涡旋,同时为提高识别结果的准确性,仅统计持续活动超过28天的涡旋. ...
... 平流非线性度(Nonlinearity)可衡量中尺度涡搬运水体和物质的能力大小,定义为中尺度涡的旋转速度(U)和传播速度(c)的比值U/c[3],其中U是中尺度涡边缘的最大平均地转流速.U/c>1,表示中尺度涡具有非线性特征,比值越大非线性程度越高,代表中尺度涡的搬运能力越强. ...
... 观测期内,在南海北部共识别出69个反气旋涡和36个气旋涡,平均每年分别约生成8.6个和4.5个,二者比例接近2∶1,而在全球范围内,这一比例接近1∶1[3,38].反气旋涡和气旋涡的涡心最大SLA高度差异较大,分别为59和-29 cm,而平均振幅和平均半径则较为接近,分别为9.1和8.6 cm以及91和90 km(图2),接近全球平均数据[3].此外,频数分布显示,反气旋涡的振幅及半径变化范围大于气旋涡.例如,统计期间气旋涡最大振幅和最大半径分别不超过15 cm和118 km,而有5%以上的反气旋涡可超过该阈值.根据各动力指标所示(表2),反气旋涡的EKE及非线性度也相对较高,说明反气旋涡的动力特征普遍强于气旋涡,反气旋涡的EI值略偏小,证明其形状更接近椭圆形.受地转效应控制,南海北部中尺度涡大多自东向西运动,反气旋涡传播速度略慢,但持续活动时间较长.统计结果表明,反气旋涡和气旋涡的平均传播速度分别约为6.8和7.8 cm/s,平均生命周期分别为56和48天,最终二者的平均移动距离接近,分别约为337和321 km.前人已有结论与本文统计结果相比存在异同.在南海海域内,Wang等[23]针对活动时间超过60天的涡旋,通过闭合等值线法得到的涡旋数目比接近,但平均振幅、半径、生命周期显著偏大;Xiu等[24]通过O-W法得到的平均半径与本文一致,但平均振幅约为2倍;林鹏飞等[26]统计发现近半数涡旋生命周期为30~60天,与本文具有较好的一致性,但涡旋的纬向传播速度则相比本文结论较慢.当仅统计吕宋海峡附近的涡旋活动时,Nan等[27]利用O-W法得到的平均周期与本文接近、但平均半径却比本文结果减小30%,Wang等[28]利用闭合等值线法得到的平均半径和周期则与本文相似、而涡旋移动距离更远.一方面,中尺度涡运动在南海内非均匀分布,统计区域的不同可能导致结果差异;另一方面,随着资料时空分辨率的不断提高,中尺度涡动力研究不断趋于精细化.同时,也证实O-W法对涡旋识别较为严格,可能人为忽略涡旋部分动力特征,造成统计偏差. ...
... [3].此外,频数分布显示,反气旋涡的振幅及半径变化范围大于气旋涡.例如,统计期间气旋涡最大振幅和最大半径分别不超过15 cm和118 km,而有5%以上的反气旋涡可超过该阈值.根据各动力指标所示(表2),反气旋涡的EKE及非线性度也相对较高,说明反气旋涡的动力特征普遍强于气旋涡,反气旋涡的EI值略偏小,证明其形状更接近椭圆形.受地转效应控制,南海北部中尺度涡大多自东向西运动,反气旋涡传播速度略慢,但持续活动时间较长.统计结果表明,反气旋涡和气旋涡的平均传播速度分别约为6.8和7.8 cm/s,平均生命周期分别为56和48天,最终二者的平均移动距离接近,分别约为337和321 km.前人已有结论与本文统计结果相比存在异同.在南海海域内,Wang等[23]针对活动时间超过60天的涡旋,通过闭合等值线法得到的涡旋数目比接近,但平均振幅、半径、生命周期显著偏大;Xiu等[24]通过O-W法得到的平均半径与本文一致,但平均振幅约为2倍;林鹏飞等[26]统计发现近半数涡旋生命周期为30~60天,与本文具有较好的一致性,但涡旋的纬向传播速度则相比本文结论较慢.当仅统计吕宋海峡附近的涡旋活动时,Nan等[27]利用O-W法得到的平均周期与本文接近、但平均半径却比本文结果减小30%,Wang等[28]利用闭合等值线法得到的平均半径和周期则与本文相似、而涡旋移动距离更远.一方面,中尺度涡运动在南海内非均匀分布,统计区域的不同可能导致结果差异;另一方面,随着资料时空分辨率的不断提高,中尺度涡动力研究不断趋于精细化.同时,也证实O-W法对涡旋识别较为严格,可能人为忽略涡旋部分动力特征,造成统计偏差. ...
... 为了区分不同强度的中尺度涡,进一步约束筛选条件:涡旋运动期间,涡心SLA的最大高度超过20 cm(反气旋涡)/小于-8 cm(气旋涡);平均振幅大于10 cm;生命周期超过45天.统计表明这些筛选条件能较好地得到强度高、持续时间久、运动距离更远的中尺度涡.筛选后得到24个强反气旋涡和11个强气旋涡,约占总数的1/3,比例仍约为2∶1.对比发现,强涡旋的动力指标明显增大.例如,反气旋涡的平均半径和平均传播速度分别增加12%和4%,达到102 km和7.1 cm/s,非线性度从5.1上升至6.1,生命周期和移动距离则增加近50%.虽然强气旋涡的平均振幅、传播速度也相应增加,但平均半径和非线性度没有显著提升.在长时间统计结果中,Chelton等[3]发现全球平均振幅超过10.1 cm的中尺度涡,有47%生命周期超过16周,与此相比,南海北部强涡旋的平均生命周期偏短. ...
Modification of turbulent dissipation rates by a deep southern ocean eddy
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2015
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
Persistent and energetic bottom-trapped topographic Rossby waves observed in the southern South China Sea
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2016
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
The roles of Kuroshio intrusion and mesoscale eddy in upper mixing in the northern South China Sea
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2013
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
... 统计结果表明,在2011—2018年,Looping,Leaking和Leaping 3种路径的平均发生概率分别为15.9%,68.5%和15.6%.其中,Looping路径发生概率较低且具有季节变化特征[11],对中尺度涡的生成有重要影响,尤其是在秋冬季生成的强涡旋表现出强动力特征、持续时间长、具有显著的斜压模态[6,41].KSI指数的时间变化特征与吕宋海峡水通量变化特征相似[12],说明KSI指数能较为准确地反映黑潮对南海北部多尺度运动的影响.然而, Huang等[49]指出KSI指数存在两个缺陷,首先是对积分区域敏感,其次是积分区域内正负涡度值可能互相抵消,造成不同路径的错判或漏判,因此其通过采用对正负涡度分别积分的双指数方法,优化了对黑潮入侵南海的判定,进一步确定了黑潮Looping路径的季节变化对南海北部冬季强反气旋涡的驱动机制,同时发现作为常态的Leaking路径发生概率超过70%,高于Nan等[47]方法的计算结果. ...
The nature and consequences of oceanic eddies
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2008
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
On the role of eddies and surface forcing in the heat transport and overturning circulation in marginal seas
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2011
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
Oceanic mass transport by mesoscale eddies
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2014
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
... [9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
... KSI指数显示季节变化特征,负值主要出现在秋冬季,而春夏季一般高于平均值.与此相应,Looping路径在秋末冬初发生概率显著增强(图5a),最长持续时间为46天(2017年1月).在此机制下形成的涡对中,反气旋涡可持续活动近100天,从120°E移动至113°E附近,且影响深度深.Wang等[41]发现此类强反气旋涡具有显著的第一斜压模态特征,证明黑潮入侵南海北部后首先形成流套,进而由于锋面上的斜压不稳定造成流套脱落、形成涡旋,且在不同水深上均表现出强烈的非线性结构.涡旋对中的气旋涡生命周期则相对较短(平均约为45天),水平移动距离较小,往往消失于117oE附近.Zhang等[9]通过观测得到的海水温盐等进行水团性质分析,认为该气旋涡非黑潮直接脱落形成,而是台湾岛南侧近岸浅水在流套脱落过程中伴随产生的.相比而言,Leaping路径发生概率的季节变化特征较弱,仅在夏季风盛行前后略有增加,在此期间,黑潮主轴偏北,在菲律宾吕宋岛西侧易形成气旋涡,并在其周围伴随生成反气旋涡[49].然而,本文在夏季期间未发现持续活动时间超过半个月的气旋涡,结合KSI指数的变化,一方面反映了夏季黑潮入侵南海的概率降低、非该季节内涡旋生成的主要机制,另一方面也印证了黑潮对南海北部冬季强中尺度涡的生成具有重要影响. ...
Mesoscale eddies in the northern South China Sea
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2007
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
Surface Kuroshio path in the Luzon Strait area derived from satellite remote sensing data
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2006
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
... (3)因高度计数据不能有效去除浅海陆架上潮汐和内波等高频运动带来的信号干扰[11],因此水深小于200 m处的极值点忽略不计. ...
... 统计结果表明,在2011—2018年,Looping,Leaking和Leaping 3种路径的平均发生概率分别为15.9%,68.5%和15.6%.其中,Looping路径发生概率较低且具有季节变化特征[11],对中尺度涡的生成有重要影响,尤其是在秋冬季生成的强涡旋表现出强动力特征、持续时间长、具有显著的斜压模态[6,41].KSI指数的时间变化特征与吕宋海峡水通量变化特征相似[12],说明KSI指数能较为准确地反映黑潮对南海北部多尺度运动的影响.然而, Huang等[49]指出KSI指数存在两个缺陷,首先是对积分区域敏感,其次是积分区域内正负涡度值可能互相抵消,造成不同路径的错判或漏判,因此其通过采用对正负涡度分别积分的双指数方法,优化了对黑潮入侵南海的判定,进一步确定了黑潮Looping路径的季节变化对南海北部冬季强反气旋涡的驱动机制,同时发现作为常态的Leaking路径发生概率超过70%,高于Nan等[47]方法的计算结果. ...
The nondeterministic nature of Kuroshio penetration and eddy shedding in the South China Sea
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2001
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
... 黑潮是南海北部重要的动力来源之一,其流速快、动力强、影响深度大,当主轴随季节发生摇摆时,可通过吕宋海峡进入南海北部,因此对该地中尺度涡的形成有重要影响[12,44].前人将黑潮进入南海的路径分为流套(Looping)、跨越(Leaping)和直接进入(Leaking)3种[13].本文采用Nan等[47]建立的黑潮南海指数(Kuroshio South China Sea Index, KSI),量化判定黑潮对南海中尺度涡生成的影响: ...
... 统计结果表明,在2011—2018年,Looping,Leaking和Leaping 3种路径的平均发生概率分别为15.9%,68.5%和15.6%.其中,Looping路径发生概率较低且具有季节变化特征[11],对中尺度涡的生成有重要影响,尤其是在秋冬季生成的强涡旋表现出强动力特征、持续时间长、具有显著的斜压模态[6,41].KSI指数的时间变化特征与吕宋海峡水通量变化特征相似[12],说明KSI指数能较为准确地反映黑潮对南海北部多尺度运动的影响.然而, Huang等[49]指出KSI指数存在两个缺陷,首先是对积分区域敏感,其次是积分区域内正负涡度值可能互相抵消,造成不同路径的错判或漏判,因此其通过采用对正负涡度分别积分的双指数方法,优化了对黑潮入侵南海的判定,进一步确定了黑潮Looping路径的季节变化对南海北部冬季强反气旋涡的驱动机制,同时发现作为常态的Leaking路径发生概率超过70%,高于Nan等[47]方法的计算结果. ...
Interannual variability of the Kuroshio intrusion in the South China Sea
2
2006
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
... 黑潮是南海北部重要的动力来源之一,其流速快、动力强、影响深度大,当主轴随季节发生摇摆时,可通过吕宋海峡进入南海北部,因此对该地中尺度涡的形成有重要影响[12,44].前人将黑潮进入南海的路径分为流套(Looping)、跨越(Leaping)和直接进入(Leaking)3种[13].本文采用Nan等[47]建立的黑潮南海指数(Kuroshio South China Sea Index, KSI),量化判定黑潮对南海中尺度涡生成的影响: ...
Vertical structure and evolution of the Luzon warm eddy
1
2010
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
Anticyclonic Rings from the Kuroshio in the South China Sea
1
1998
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
Kuroshio Intrusion and the Circulation in the South China Sea
1
2004
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
A description of local and nonlocal eddy-mean flow interaction in a global eddy-permitting state estimate
1
2014
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
Anti-cyclonic eddies northwest of Luzon in summer-fall observed by satellite altimeters
2
2007
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
... 中尺度涡生成和移动表现出的时空分布特征与Wang等[23]划分一致,体现了不同季节、不同区域的形成机制差异(图3).通过对表层流场及水体通量进行模态分解,发现秋末冬初形成于台湾岛西南岸外的强反气旋涡来自于黑潮入侵南海[27].当东北向的冬季风吹过群岛间隙时,在菲律宾吕宋岛西北端产生地形风射流是该海域内中尺度涡形成和发展的重要机制[42].卫星观测发现,夏季在吕宋海峡附近生成的反气旋内部携带高叶绿素浓度水团,与黑潮水体性质相反,结合风应力旋度的季节变化,指示该季节内的反气旋涡是近岸水体在西南季风驱动下形成的[18].夏季向秋季过渡期间,快速转变的风向可改变黑潮主流轴位置和入侵南海的形态,并在黑潮进入南海后易引发锋面不稳定[43],决定了该季节反气旋涡的生成地点向吕宋海峡南端偏移. ...
Three long-lived anticyclonic eddies in the northern South China Sea
1
2011
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
Standing wave modes observed in the South China Sea deep basin
1
2014
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
Recent progress in studies of the South China Sea circulation
1
2008
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
Advances in research on the deep South China Sea circulation
1
2012
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
南海深海环流研究进展
1
2012
... 中尺度涡是具有封闭特点的旋转流体,水平半径介于几十至数百公里之间、垂向可穿透上千米的水层[1,2].中尺度涡在全球海洋中普遍存在,大多具有非线性特征[3],同时能有效提高跨密度面混合效率[4,5,6],因此是中长距离水体交换、热量及物质输送、垂向动力增强等过程的重要动力机制[7,8,9,10].南海处于东亚季风区,主要通过东北部的吕宋海峡与西北太平洋相通,海盆内多尺度环流受季风及太平洋水交换/黑潮控制显著.黑潮是北太平洋最强的西边界流,流经吕宋海峡东侧,在不同季节以不同方式对南海大尺度环流及中尺度涡过程产生深远影响[11,12,13].Chen等[14]观测指出,当与黑潮水混合后,南海北部中尺度涡的影响深度可显著增加至500 m以下.黑潮在冬季时以流套形式从主轴脱落,将产生强中尺度涡,水平半径可超过150 km、垂向上可影响至2 000 m深度[9,15].在风应力、正压/斜压不稳定、黑潮等多种动力机制的驱动下[16,17,18],南海的中尺度涡具有频发性、覆盖面广、动力特征强等特点,涡对、涡旋群等多涡现象普遍[19,20].因此,明确的驱动机制和复杂的内部涡流结构,使南海成为海洋中尺度涡研究的天然试验场所[21,22]. ...
Mesoscale eddies in the South China Sea observed with altimeter data
5
2003
... 近年来,随着卫星观测数据的积累和数值模式的发展,前人针对南海中尺度涡的生成和分布做了大量研究[23,24,25,26,27,28].统计结果显示,南海每年有10.8~48.6个中尺度涡事件,不同研究的统计数量差异显著,其中反气旋涡和气旋涡的数量比在0.92∶1~2.07∶1变化,中尺度涡平均半径存在从小于60 km到大于150 km的大范围变化,相应的,平均生命周期跨度为50~130天(表1),其中70%的中尺度涡半径小于100 km,且持续时间小于45天[24].造成南海中尺度涡数量统计结果差异的原因包括不同的数据来源和涡旋识别规则等.具体来说,模式模拟的中尺度涡一般比卫星观测结果更为活跃[29],基于流场的涡旋判定方法能识别出更多的涡旋活动[24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... [23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... 速度/(cm/s)
平均传播距离/km | 参考文献 | 1993—2000年 | 南海 | 闭合等值线法 | 10.8 | 2.07∶1 | 150 | 130 | 2.63 | 270 | [23] |
1993—2007年 | 南海 | Okubo-Weiss参数法 | 32.8 | 0.92∶1 | 87.4 ...
... 观测期内,在南海北部共识别出69个反气旋涡和36个气旋涡,平均每年分别约生成8.6个和4.5个,二者比例接近2∶1,而在全球范围内,这一比例接近1∶1[3,38].反气旋涡和气旋涡的涡心最大SLA高度差异较大,分别为59和-29 cm,而平均振幅和平均半径则较为接近,分别为9.1和8.6 cm以及91和90 km(图2),接近全球平均数据[3].此外,频数分布显示,反气旋涡的振幅及半径变化范围大于气旋涡.例如,统计期间气旋涡最大振幅和最大半径分别不超过15 cm和118 km,而有5%以上的反气旋涡可超过该阈值.根据各动力指标所示(表2),反气旋涡的EKE及非线性度也相对较高,说明反气旋涡的动力特征普遍强于气旋涡,反气旋涡的EI值略偏小,证明其形状更接近椭圆形.受地转效应控制,南海北部中尺度涡大多自东向西运动,反气旋涡传播速度略慢,但持续活动时间较长.统计结果表明,反气旋涡和气旋涡的平均传播速度分别约为6.8和7.8 cm/s,平均生命周期分别为56和48天,最终二者的平均移动距离接近,分别约为337和321 km.前人已有结论与本文统计结果相比存在异同.在南海海域内,Wang等[23]针对活动时间超过60天的涡旋,通过闭合等值线法得到的涡旋数目比接近,但平均振幅、半径、生命周期显著偏大;Xiu等[24]通过O-W法得到的平均半径与本文一致,但平均振幅约为2倍;林鹏飞等[26]统计发现近半数涡旋生命周期为30~60天,与本文具有较好的一致性,但涡旋的纬向传播速度则相比本文结论较慢.当仅统计吕宋海峡附近的涡旋活动时,Nan等[27]利用O-W法得到的平均周期与本文接近、但平均半径却比本文结果减小30%,Wang等[28]利用闭合等值线法得到的平均半径和周期则与本文相似、而涡旋移动距离更远.一方面,中尺度涡运动在南海内非均匀分布,统计区域的不同可能导致结果差异;另一方面,随着资料时空分辨率的不断提高,中尺度涡动力研究不断趋于精细化.同时,也证实O-W法对涡旋识别较为严格,可能人为忽略涡旋部分动力特征,造成统计偏差. ...
... 中尺度涡生成和移动表现出的时空分布特征与Wang等[23]划分一致,体现了不同季节、不同区域的形成机制差异(图3).通过对表层流场及水体通量进行模态分解,发现秋末冬初形成于台湾岛西南岸外的强反气旋涡来自于黑潮入侵南海[27].当东北向的冬季风吹过群岛间隙时,在菲律宾吕宋岛西北端产生地形风射流是该海域内中尺度涡形成和发展的重要机制[42].卫星观测发现,夏季在吕宋海峡附近生成的反气旋内部携带高叶绿素浓度水团,与黑潮水体性质相反,结合风应力旋度的季节变化,指示该季节内的反气旋涡是近岸水体在西南季风驱动下形成的[18].夏季向秋季过渡期间,快速转变的风向可改变黑潮主流轴位置和入侵南海的形态,并在黑潮进入南海后易引发锋面不稳定[43],决定了该季节反气旋涡的生成地点向吕宋海峡南端偏移. ...
A census of eddy activities in the South China Sea during 1993-2007
9
2010
... 近年来,随着卫星观测数据的积累和数值模式的发展,前人针对南海中尺度涡的生成和分布做了大量研究[23,24,25,26,27,28].统计结果显示,南海每年有10.8~48.6个中尺度涡事件,不同研究的统计数量差异显著,其中反气旋涡和气旋涡的数量比在0.92∶1~2.07∶1变化,中尺度涡平均半径存在从小于60 km到大于150 km的大范围变化,相应的,平均生命周期跨度为50~130天(表1),其中70%的中尺度涡半径小于100 km,且持续时间小于45天[24].造成南海中尺度涡数量统计结果差异的原因包括不同的数据来源和涡旋识别规则等.具体来说,模式模拟的中尺度涡一般比卫星观测结果更为活跃[29],基于流场的涡旋判定方法能识别出更多的涡旋活动[24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... [24].造成南海中尺度涡数量统计结果差异的原因包括不同的数据来源和涡旋识别规则等.具体来说,模式模拟的中尺度涡一般比卫星观测结果更为活跃[29],基于流场的涡旋判定方法能识别出更多的涡旋活动[24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... [24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... [24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... (<100占70%) | <60(占53%) | - | - | [24] |
1992—2009年 | 南海 | 风向角法 | 48.6 | 1.1∶1 | 132 | 65/58 | 5~9(北部) ...
... (3)中尺度涡的生命周期与涡旋强度、移动距离等呈正相关[3,24].因本文主要关注动力特征强、能在中长距离上运动的涡旋,同时为提高识别结果的准确性,仅统计持续活动超过28天的涡旋. ...
... 观测期内,在南海北部共识别出69个反气旋涡和36个气旋涡,平均每年分别约生成8.6个和4.5个,二者比例接近2∶1,而在全球范围内,这一比例接近1∶1[3,38].反气旋涡和气旋涡的涡心最大SLA高度差异较大,分别为59和-29 cm,而平均振幅和平均半径则较为接近,分别为9.1和8.6 cm以及91和90 km(图2),接近全球平均数据[3].此外,频数分布显示,反气旋涡的振幅及半径变化范围大于气旋涡.例如,统计期间气旋涡最大振幅和最大半径分别不超过15 cm和118 km,而有5%以上的反气旋涡可超过该阈值.根据各动力指标所示(表2),反气旋涡的EKE及非线性度也相对较高,说明反气旋涡的动力特征普遍强于气旋涡,反气旋涡的EI值略偏小,证明其形状更接近椭圆形.受地转效应控制,南海北部中尺度涡大多自东向西运动,反气旋涡传播速度略慢,但持续活动时间较长.统计结果表明,反气旋涡和气旋涡的平均传播速度分别约为6.8和7.8 cm/s,平均生命周期分别为56和48天,最终二者的平均移动距离接近,分别约为337和321 km.前人已有结论与本文统计结果相比存在异同.在南海海域内,Wang等[23]针对活动时间超过60天的涡旋,通过闭合等值线法得到的涡旋数目比接近,但平均振幅、半径、生命周期显著偏大;Xiu等[24]通过O-W法得到的平均半径与本文一致,但平均振幅约为2倍;林鹏飞等[26]统计发现近半数涡旋生命周期为30~60天,与本文具有较好的一致性,但涡旋的纬向传播速度则相比本文结论较慢.当仅统计吕宋海峡附近的涡旋活动时,Nan等[27]利用O-W法得到的平均周期与本文接近、但平均半径却比本文结果减小30%,Wang等[28]利用闭合等值线法得到的平均半径和周期则与本文相似、而涡旋移动距离更远.一方面,中尺度涡运动在南海内非均匀分布,统计区域的不同可能导致结果差异;另一方面,随着资料时空分辨率的不断提高,中尺度涡动力研究不断趋于精细化.同时,也证实O-W法对涡旋识别较为严格,可能人为忽略涡旋部分动力特征,造成统计偏差. ...
... 观测期间内,几乎每年秋冬季都会在台湾岛南端形成一个动力特征强劲的反气旋涡,并在其西北方伴随产生一个强气旋涡,二者形成涡对,共同沿2 000 m等深线向西南传播.东沙岛东南陆坡上的深层(1 700~2 000 m)观测显示,当表层强反气旋涡经过时,深层混合系数可高出背景值1个数量级,达到1.2×10-3 m2/s,同时引起底层(2 100 m)浊度的显著增高[39,40].结合模式数据,Wang等[41]计算得到一次强反气旋涡过程能在上1 500 m水层中引起约5.4×1021 J的热输送.Xiu等[24]指出南海水深大于1 000 m的海域中有超过9.8%的面积受中尺度涡活动影响.因此,针对动力更强、传播距离更远的强中尺度涡的深入研究,将有助于更好地理解南海北部表层及深层环流系统的能量输送和物质搬运过程. ...
... 中尺度涡的活动频率也表现出空间和季节变化特征.整体而言,涡旋活动的高频区以平行于海岸线的条带状分布为主,自台湾岛南端向西南延伸,与Xiu等[24]得到的分布一致但频率略高(图3).在不同季节中,高频区集中出现在冬季和春季,夏季较弱,且无显著气旋涡运动,而反气旋涡的活动频率高、覆盖海域广.具体表现在,反气旋涡在冬季生成区域集中,最高活动频率可超过30%,表示该海域冬季有超过30%的时间受反气旋涡影响.春季时反气旋涡的生成地点分散,此时涡旋的覆盖范围扩大、但活动频率下降,且冬季高频区随着强涡旋向西南活动而同步移动.气旋涡虽在冬季生成的数量较多,但春季的活动现频率较高,冬季次之,最高值分别约为26%和20%,同样受冬季易形成的强涡旋长时间持续活动影响.活动频率的空间分布印证了Wang等[30]提出中尺度涡活跃带.南海北部中尺度涡的生成地点、移动路径和活动频率表现了显著的季节性变化特征,且再次证实了反气旋涡在数量、动力强度、影响范围、生命周期等方面均高于气旋涡. ...
Mesoscale eddies in the South China Sea: Mean properties, spatiotemporal variability, and impact on thermohaline structure
3
2011
... 近年来,随着卫星观测数据的积累和数值模式的发展,前人针对南海中尺度涡的生成和分布做了大量研究[23,24,25,26,27,28].统计结果显示,南海每年有10.8~48.6个中尺度涡事件,不同研究的统计数量差异显著,其中反气旋涡和气旋涡的数量比在0.92∶1~2.07∶1变化,中尺度涡平均半径存在从小于60 km到大于150 km的大范围变化,相应的,平均生命周期跨度为50~130天(表1),其中70%的中尺度涡半径小于100 km,且持续时间小于45天[24].造成南海中尺度涡数量统计结果差异的原因包括不同的数据来源和涡旋识别规则等.具体来说,模式模拟的中尺度涡一般比卫星观测结果更为活跃[29],基于流场的涡旋判定方法能识别出更多的涡旋活动[24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... ,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... 2~7(南部) | - | [25] |
1993—2002年 | 南海 | 闭合等值线法 | 18.1 | 1.06∶1 | 100~250 | 30~60(占50%) | -8~3 ...
Temporal and spatial variation characteristics on eddies in the South China Sea. I. Statistical analyses
7
2007
... 近年来,随着卫星观测数据的积累和数值模式的发展,前人针对南海中尺度涡的生成和分布做了大量研究[23,24,25,26,27,28].统计结果显示,南海每年有10.8~48.6个中尺度涡事件,不同研究的统计数量差异显著,其中反气旋涡和气旋涡的数量比在0.92∶1~2.07∶1变化,中尺度涡平均半径存在从小于60 km到大于150 km的大范围变化,相应的,平均生命周期跨度为50~130天(表1),其中70%的中尺度涡半径小于100 km,且持续时间小于45天[24].造成南海中尺度涡数量统计结果差异的原因包括不同的数据来源和涡旋识别规则等.具体来说,模式模拟的中尺度涡一般比卫星观测结果更为活跃[29],基于流场的涡旋判定方法能识别出更多的涡旋活动[24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... [26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... [26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... (纬向速度) | - | [26] |
1992—2009年 | 台湾岛西南部 | Okubo-Weiss参数法 | 4.0 | 0.66∶1 | 64/61 | 75/50 | 6.4/5.5 | 433/247 | [27] |
1993—2008年 | 吕宋海峡 | 闭合等值线法 | 2.4 | 0.43∶1 | 85 | 50/90 | - | 600/400 | [28] |
注:“-”表示该文献未对此参数进行统计;“/”表示该文献分别对反气旋涡和气旋涡进行了单独的参数统计 ...
... 观测期内,在南海北部共识别出69个反气旋涡和36个气旋涡,平均每年分别约生成8.6个和4.5个,二者比例接近2∶1,而在全球范围内,这一比例接近1∶1[3,38].反气旋涡和气旋涡的涡心最大SLA高度差异较大,分别为59和-29 cm,而平均振幅和平均半径则较为接近,分别为9.1和8.6 cm以及91和90 km(图2),接近全球平均数据[3].此外,频数分布显示,反气旋涡的振幅及半径变化范围大于气旋涡.例如,统计期间气旋涡最大振幅和最大半径分别不超过15 cm和118 km,而有5%以上的反气旋涡可超过该阈值.根据各动力指标所示(表2),反气旋涡的EKE及非线性度也相对较高,说明反气旋涡的动力特征普遍强于气旋涡,反气旋涡的EI值略偏小,证明其形状更接近椭圆形.受地转效应控制,南海北部中尺度涡大多自东向西运动,反气旋涡传播速度略慢,但持续活动时间较长.统计结果表明,反气旋涡和气旋涡的平均传播速度分别约为6.8和7.8 cm/s,平均生命周期分别为56和48天,最终二者的平均移动距离接近,分别约为337和321 km.前人已有结论与本文统计结果相比存在异同.在南海海域内,Wang等[23]针对活动时间超过60天的涡旋,通过闭合等值线法得到的涡旋数目比接近,但平均振幅、半径、生命周期显著偏大;Xiu等[24]通过O-W法得到的平均半径与本文一致,但平均振幅约为2倍;林鹏飞等[26]统计发现近半数涡旋生命周期为30~60天,与本文具有较好的一致性,但涡旋的纬向传播速度则相比本文结论较慢.当仅统计吕宋海峡附近的涡旋活动时,Nan等[27]利用O-W法得到的平均周期与本文接近、但平均半径却比本文结果减小30%,Wang等[28]利用闭合等值线法得到的平均半径和周期则与本文相似、而涡旋移动距离更远.一方面,中尺度涡运动在南海内非均匀分布,统计区域的不同可能导致结果差异;另一方面,随着资料时空分辨率的不断提高,中尺度涡动力研究不断趋于精细化.同时,也证实O-W法对涡旋识别较为严格,可能人为忽略涡旋部分动力特征,造成统计偏差. ...
... 本文统计结果显示,南海北部中尺度涡活动表现出季节变化特征,西向运动占主导地位.从生成地点及传播路径上看,秋冬季中尺度涡集中生成于118°E以东、尤其是吕宋海峡北端,以沿等深线向西南移动为主(图3),普遍具有强度强、传播距离远的特征.春季,海盆内部生成的中尺度涡逐渐增多,并出现跨等深线向西或西北移动,但传播距离相比较短.夏季,反气旋涡多生成于菲律宾吕宋岛西侧,以平行于18°N断面向西移动为主.同时,在该断面附近,南北海域形成两个相对独立的系统,中尺度涡几乎不跨系统传播,与林鹏飞等[26]发现的相符合.从生成数量上看,反气旋涡没有表现出显著的季节特征,而气旋涡在冬季和春季生成的数量明显高于其他两季.夏季气旋涡大多数在生成后迅速消失、移动速度缓慢且传播距离较短,最长仅持续活动半个月(2014年6月). ...
... 黑潮入侵南海的3种路径的发生概率未表现出显著的年际变化(图5b),仅2014年较为特殊.当年Looping路径发生概率降至7.1%、Leaping路径的概率增长至25.8%,且Leaking路径发生时间从2014年10月起持续152天,为历年之最.时间序列显示,2014/2015年冬季KSI值落于μ±σ区间内,与其他年份指数显著偏负有较大差异,暗示当年未形成黑潮流套.展开对比多年秋冬季(11月至次年1月)的季节平均EKE及流场的空间分布,发现在2014/2015年表层EKE显著偏弱、流速偏小(图6).当年南海北部SLA整体显著偏负异常,形成的反气旋涡强度弱,被挤压在台湾岛西侧,其后迅速消失,后方未出现伴生的气旋涡信号.该涡对不仅在2014/2015年冬季未形成,且在2015/2016年冬季出现的时间早、强度低,可能与始于2014年、发展于2015/2016年的超强厄尔尼诺现象有关[26,50,51].但是,目前对于厄尔尼诺现象如何影响南海中尺度涡的生成仍知之甚少,有待进一步的工作. ...
南海中尺度涡旋的时空特征: I. 统计分析
7
2007
... 近年来,随着卫星观测数据的积累和数值模式的发展,前人针对南海中尺度涡的生成和分布做了大量研究[23,24,25,26,27,28].统计结果显示,南海每年有10.8~48.6个中尺度涡事件,不同研究的统计数量差异显著,其中反气旋涡和气旋涡的数量比在0.92∶1~2.07∶1变化,中尺度涡平均半径存在从小于60 km到大于150 km的大范围变化,相应的,平均生命周期跨度为50~130天(表1),其中70%的中尺度涡半径小于100 km,且持续时间小于45天[24].造成南海中尺度涡数量统计结果差异的原因包括不同的数据来源和涡旋识别规则等.具体来说,模式模拟的中尺度涡一般比卫星观测结果更为活跃[29],基于流场的涡旋判定方法能识别出更多的涡旋活动[24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... [26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... [26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... (纬向速度)
- | [26] | 1992—2009年 | 台湾岛西南部 | Okubo-Weiss参数法 | 4.0 | 0.66∶1 | 64/61 | 75/50 | 6.4/5.5 | 433/247 | [27] |
1993—2008年 | 吕宋海峡 | 闭合等值线法 | 2.4 | 0.43∶1 | 85 | 50/90 | - | 600/400 | [28] |
注:“-”表示该文献未对此参数进行统计;“/”表示该文献分别对反气旋涡和气旋涡进行了单独的参数统计 ...
... 观测期内,在南海北部共识别出69个反气旋涡和36个气旋涡,平均每年分别约生成8.6个和4.5个,二者比例接近2∶1,而在全球范围内,这一比例接近1∶1[3,38].反气旋涡和气旋涡的涡心最大SLA高度差异较大,分别为59和-29 cm,而平均振幅和平均半径则较为接近,分别为9.1和8.6 cm以及91和90 km(图2),接近全球平均数据[3].此外,频数分布显示,反气旋涡的振幅及半径变化范围大于气旋涡.例如,统计期间气旋涡最大振幅和最大半径分别不超过15 cm和118 km,而有5%以上的反气旋涡可超过该阈值.根据各动力指标所示(表2),反气旋涡的EKE及非线性度也相对较高,说明反气旋涡的动力特征普遍强于气旋涡,反气旋涡的EI值略偏小,证明其形状更接近椭圆形.受地转效应控制,南海北部中尺度涡大多自东向西运动,反气旋涡传播速度略慢,但持续活动时间较长.统计结果表明,反气旋涡和气旋涡的平均传播速度分别约为6.8和7.8 cm/s,平均生命周期分别为56和48天,最终二者的平均移动距离接近,分别约为337和321 km.前人已有结论与本文统计结果相比存在异同.在南海海域内,Wang等[23]针对活动时间超过60天的涡旋,通过闭合等值线法得到的涡旋数目比接近,但平均振幅、半径、生命周期显著偏大;Xiu等[24]通过O-W法得到的平均半径与本文一致,但平均振幅约为2倍;林鹏飞等[26]统计发现近半数涡旋生命周期为30~60天,与本文具有较好的一致性,但涡旋的纬向传播速度则相比本文结论较慢.当仅统计吕宋海峡附近的涡旋活动时,Nan等[27]利用O-W法得到的平均周期与本文接近、但平均半径却比本文结果减小30%,Wang等[28]利用闭合等值线法得到的平均半径和周期则与本文相似、而涡旋移动距离更远.一方面,中尺度涡运动在南海内非均匀分布,统计区域的不同可能导致结果差异;另一方面,随着资料时空分辨率的不断提高,中尺度涡动力研究不断趋于精细化.同时,也证实O-W法对涡旋识别较为严格,可能人为忽略涡旋部分动力特征,造成统计偏差. ...
... 本文统计结果显示,南海北部中尺度涡活动表现出季节变化特征,西向运动占主导地位.从生成地点及传播路径上看,秋冬季中尺度涡集中生成于118°E以东、尤其是吕宋海峡北端,以沿等深线向西南移动为主(图3),普遍具有强度强、传播距离远的特征.春季,海盆内部生成的中尺度涡逐渐增多,并出现跨等深线向西或西北移动,但传播距离相比较短.夏季,反气旋涡多生成于菲律宾吕宋岛西侧,以平行于18°N断面向西移动为主.同时,在该断面附近,南北海域形成两个相对独立的系统,中尺度涡几乎不跨系统传播,与林鹏飞等[26]发现的相符合.从生成数量上看,反气旋涡没有表现出显著的季节特征,而气旋涡在冬季和春季生成的数量明显高于其他两季.夏季气旋涡大多数在生成后迅速消失、移动速度缓慢且传播距离较短,最长仅持续活动半个月(2014年6月). ...
... 黑潮入侵南海的3种路径的发生概率未表现出显著的年际变化(图5b),仅2014年较为特殊.当年Looping路径发生概率降至7.1%、Leaping路径的概率增长至25.8%,且Leaking路径发生时间从2014年10月起持续152天,为历年之最.时间序列显示,2014/2015年冬季KSI值落于μ±σ区间内,与其他年份指数显著偏负有较大差异,暗示当年未形成黑潮流套.展开对比多年秋冬季(11月至次年1月)的季节平均EKE及流场的空间分布,发现在2014/2015年表层EKE显著偏弱、流速偏小(图6).当年南海北部SLA整体显著偏负异常,形成的反气旋涡强度弱,被挤压在台湾岛西侧,其后迅速消失,后方未出现伴生的气旋涡信号.该涡对不仅在2014/2015年冬季未形成,且在2015/2016年冬季出现的时间早、强度低,可能与始于2014年、发展于2015/2016年的超强厄尔尼诺现象有关[26,50,51].但是,目前对于厄尔尼诺现象如何影响南海中尺度涡的生成仍知之甚少,有待进一步的工作. ...
116(C12)
4
2011
... 近年来,随着卫星观测数据的积累和数值模式的发展,前人针对南海中尺度涡的生成和分布做了大量研究[23,24,25,26,27,28].统计结果显示,南海每年有10.8~48.6个中尺度涡事件,不同研究的统计数量差异显著,其中反气旋涡和气旋涡的数量比在0.92∶1~2.07∶1变化,中尺度涡平均半径存在从小于60 km到大于150 km的大范围变化,相应的,平均生命周期跨度为50~130天(表1),其中70%的中尺度涡半径小于100 km,且持续时间小于45天[24].造成南海中尺度涡数量统计结果差异的原因包括不同的数据来源和涡旋识别规则等.具体来说,模式模拟的中尺度涡一般比卫星观测结果更为活跃[29],基于流场的涡旋判定方法能识别出更多的涡旋活动[24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... (纬向速度)
- | [26] | 1992—2009年 | 台湾岛西南部 | Okubo-Weiss参数法 | 4.0 | 0.66∶1 | 64/61 | 75/50 | 6.4/5.5 | 433/247 | [27] |
1993—2008年 | 吕宋海峡 | 闭合等值线法 | 2.4 | 0.43∶1 | 85 | 50/90 | - | 600/400 | [28] |
注:“-”表示该文献未对此参数进行统计;“/”表示该文献分别对反气旋涡和气旋涡进行了单独的参数统计 ...
... 观测期内,在南海北部共识别出69个反气旋涡和36个气旋涡,平均每年分别约生成8.6个和4.5个,二者比例接近2∶1,而在全球范围内,这一比例接近1∶1[3,38].反气旋涡和气旋涡的涡心最大SLA高度差异较大,分别为59和-29 cm,而平均振幅和平均半径则较为接近,分别为9.1和8.6 cm以及91和90 km(图2),接近全球平均数据[3].此外,频数分布显示,反气旋涡的振幅及半径变化范围大于气旋涡.例如,统计期间气旋涡最大振幅和最大半径分别不超过15 cm和118 km,而有5%以上的反气旋涡可超过该阈值.根据各动力指标所示(表2),反气旋涡的EKE及非线性度也相对较高,说明反气旋涡的动力特征普遍强于气旋涡,反气旋涡的EI值略偏小,证明其形状更接近椭圆形.受地转效应控制,南海北部中尺度涡大多自东向西运动,反气旋涡传播速度略慢,但持续活动时间较长.统计结果表明,反气旋涡和气旋涡的平均传播速度分别约为6.8和7.8 cm/s,平均生命周期分别为56和48天,最终二者的平均移动距离接近,分别约为337和321 km.前人已有结论与本文统计结果相比存在异同.在南海海域内,Wang等[23]针对活动时间超过60天的涡旋,通过闭合等值线法得到的涡旋数目比接近,但平均振幅、半径、生命周期显著偏大;Xiu等[24]通过O-W法得到的平均半径与本文一致,但平均振幅约为2倍;林鹏飞等[26]统计发现近半数涡旋生命周期为30~60天,与本文具有较好的一致性,但涡旋的纬向传播速度则相比本文结论较慢.当仅统计吕宋海峡附近的涡旋活动时,Nan等[27]利用O-W法得到的平均周期与本文接近、但平均半径却比本文结果减小30%,Wang等[28]利用闭合等值线法得到的平均半径和周期则与本文相似、而涡旋移动距离更远.一方面,中尺度涡运动在南海内非均匀分布,统计区域的不同可能导致结果差异;另一方面,随着资料时空分辨率的不断提高,中尺度涡动力研究不断趋于精细化.同时,也证实O-W法对涡旋识别较为严格,可能人为忽略涡旋部分动力特征,造成统计偏差. ...
... 中尺度涡生成和移动表现出的时空分布特征与Wang等[23]划分一致,体现了不同季节、不同区域的形成机制差异(图3).通过对表层流场及水体通量进行模态分解,发现秋末冬初形成于台湾岛西南岸外的强反气旋涡来自于黑潮入侵南海[27].当东北向的冬季风吹过群岛间隙时,在菲律宾吕宋岛西北端产生地形风射流是该海域内中尺度涡形成和发展的重要机制[42].卫星观测发现,夏季在吕宋海峡附近生成的反气旋内部携带高叶绿素浓度水团,与黑潮水体性质相反,结合风应力旋度的季节变化,指示该季节内的反气旋涡是近岸水体在西南季风驱动下形成的[18].夏季向秋季过渡期间,快速转变的风向可改变黑潮主流轴位置和入侵南海的形态,并在黑潮进入南海后易引发锋面不稳定[43],决定了该季节反气旋涡的生成地点向吕宋海峡南端偏移. ...
Heat, salt and volume transports by eddies in the vicinity of the Luzon Strait
3
2012
... 近年来,随着卫星观测数据的积累和数值模式的发展,前人针对南海中尺度涡的生成和分布做了大量研究[23,24,25,26,27,28].统计结果显示,南海每年有10.8~48.6个中尺度涡事件,不同研究的统计数量差异显著,其中反气旋涡和气旋涡的数量比在0.92∶1~2.07∶1变化,中尺度涡平均半径存在从小于60 km到大于150 km的大范围变化,相应的,平均生命周期跨度为50~130天(表1),其中70%的中尺度涡半径小于100 km,且持续时间小于45天[24].造成南海中尺度涡数量统计结果差异的原因包括不同的数据来源和涡旋识别规则等.具体来说,模式模拟的中尺度涡一般比卫星观测结果更为活跃[29],基于流场的涡旋判定方法能识别出更多的涡旋活动[24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... (纬向速度)
- | [26] | 1992—2009年 | 台湾岛西南部 | Okubo-Weiss参数法 | 4.0 | 0.66∶1 | 64/61 | 75/50 | 6.4/5.5 | 433/247 | [27] |
1993—2008年 | 吕宋海峡 | 闭合等值线法 | 2.4 | 0.43∶1 | 85 | 50/90 | - | 600/400 | [28] |
注:“-”表示该文献未对此参数进行统计;“/”表示该文献分别对反气旋涡和气旋涡进行了单独的参数统计 ...
... 观测期内,在南海北部共识别出69个反气旋涡和36个气旋涡,平均每年分别约生成8.6个和4.5个,二者比例接近2∶1,而在全球范围内,这一比例接近1∶1[3,38].反气旋涡和气旋涡的涡心最大SLA高度差异较大,分别为59和-29 cm,而平均振幅和平均半径则较为接近,分别为9.1和8.6 cm以及91和90 km(图2),接近全球平均数据[3].此外,频数分布显示,反气旋涡的振幅及半径变化范围大于气旋涡.例如,统计期间气旋涡最大振幅和最大半径分别不超过15 cm和118 km,而有5%以上的反气旋涡可超过该阈值.根据各动力指标所示(表2),反气旋涡的EKE及非线性度也相对较高,说明反气旋涡的动力特征普遍强于气旋涡,反气旋涡的EI值略偏小,证明其形状更接近椭圆形.受地转效应控制,南海北部中尺度涡大多自东向西运动,反气旋涡传播速度略慢,但持续活动时间较长.统计结果表明,反气旋涡和气旋涡的平均传播速度分别约为6.8和7.8 cm/s,平均生命周期分别为56和48天,最终二者的平均移动距离接近,分别约为337和321 km.前人已有结论与本文统计结果相比存在异同.在南海海域内,Wang等[23]针对活动时间超过60天的涡旋,通过闭合等值线法得到的涡旋数目比接近,但平均振幅、半径、生命周期显著偏大;Xiu等[24]通过O-W法得到的平均半径与本文一致,但平均振幅约为2倍;林鹏飞等[26]统计发现近半数涡旋生命周期为30~60天,与本文具有较好的一致性,但涡旋的纬向传播速度则相比本文结论较慢.当仅统计吕宋海峡附近的涡旋活动时,Nan等[27]利用O-W法得到的平均周期与本文接近、但平均半径却比本文结果减小30%,Wang等[28]利用闭合等值线法得到的平均半径和周期则与本文相似、而涡旋移动距离更远.一方面,中尺度涡运动在南海内非均匀分布,统计区域的不同可能导致结果差异;另一方面,随着资料时空分辨率的不断提高,中尺度涡动力研究不断趋于精细化.同时,也证实O-W法对涡旋识别较为严格,可能人为忽略涡旋部分动力特征,造成统计偏差. ...
Meso-scale eddy in the South China Sea simulated by an eddy-resolving ocean model
1
2017
... 近年来,随着卫星观测数据的积累和数值模式的发展,前人针对南海中尺度涡的生成和分布做了大量研究[23,24,25,26,27,28].统计结果显示,南海每年有10.8~48.6个中尺度涡事件,不同研究的统计数量差异显著,其中反气旋涡和气旋涡的数量比在0.92∶1~2.07∶1变化,中尺度涡平均半径存在从小于60 km到大于150 km的大范围变化,相应的,平均生命周期跨度为50~130天(表1),其中70%的中尺度涡半径小于100 km,且持续时间小于45天[24].造成南海中尺度涡数量统计结果差异的原因包括不同的数据来源和涡旋识别规则等.具体来说,模式模拟的中尺度涡一般比卫星观测结果更为活跃[29],基于流场的涡旋判定方法能识别出更多的涡旋活动[24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
Mesoscale variability in the South China Sea from the Topex/Poseidon altimetry data
2
2000
... 近年来,随着卫星观测数据的积累和数值模式的发展,前人针对南海中尺度涡的生成和分布做了大量研究[23,24,25,26,27,28].统计结果显示,南海每年有10.8~48.6个中尺度涡事件,不同研究的统计数量差异显著,其中反气旋涡和气旋涡的数量比在0.92∶1~2.07∶1变化,中尺度涡平均半径存在从小于60 km到大于150 km的大范围变化,相应的,平均生命周期跨度为50~130天(表1),其中70%的中尺度涡半径小于100 km,且持续时间小于45天[24].造成南海中尺度涡数量统计结果差异的原因包括不同的数据来源和涡旋识别规则等.具体来说,模式模拟的中尺度涡一般比卫星观测结果更为活跃[29],基于流场的涡旋判定方法能识别出更多的涡旋活动[24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
... 中尺度涡的活动频率也表现出空间和季节变化特征.整体而言,涡旋活动的高频区以平行于海岸线的条带状分布为主,自台湾岛南端向西南延伸,与Xiu等[24]得到的分布一致但频率略高(图3).在不同季节中,高频区集中出现在冬季和春季,夏季较弱,且无显著气旋涡运动,而反气旋涡的活动频率高、覆盖海域广.具体表现在,反气旋涡在冬季生成区域集中,最高活动频率可超过30%,表示该海域冬季有超过30%的时间受反气旋涡影响.春季时反气旋涡的生成地点分散,此时涡旋的覆盖范围扩大、但活动频率下降,且冬季高频区随着强涡旋向西南活动而同步移动.气旋涡虽在冬季生成的数量较多,但春季的活动现频率较高,冬季次之,最高值分别约为26%和20%,同样受冬季易形成的强涡旋长时间持续活动影响.活动频率的空间分布印证了Wang等[30]提出中尺度涡活跃带.南海北部中尺度涡的生成地点、移动路径和活动频率表现了显著的季节性变化特征,且再次证实了反气旋涡在数量、动力强度、影响范围、生命周期等方面均高于气旋涡. ...
Mesoscale oceanic eddies in the South China Sea from 1992 to 2012:Evolution processes and statistical analysis
1
2014
... 近年来,随着卫星观测数据的积累和数值模式的发展,前人针对南海中尺度涡的生成和分布做了大量研究[23,24,25,26,27,28].统计结果显示,南海每年有10.8~48.6个中尺度涡事件,不同研究的统计数量差异显著,其中反气旋涡和气旋涡的数量比在0.92∶1~2.07∶1变化,中尺度涡平均半径存在从小于60 km到大于150 km的大范围变化,相应的,平均生命周期跨度为50~130天(表1),其中70%的中尺度涡半径小于100 km,且持续时间小于45天[24].造成南海中尺度涡数量统计结果差异的原因包括不同的数据来源和涡旋识别规则等.具体来说,模式模拟的中尺度涡一般比卫星观测结果更为活跃[29],基于流场的涡旋判定方法能识别出更多的涡旋活动[24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
Three-dimensional properties of mesoscale eddies in the South China Sea based on eddy-resolving model output
1
2015
... 近年来,随着卫星观测数据的积累和数值模式的发展,前人针对南海中尺度涡的生成和分布做了大量研究[23,24,25,26,27,28].统计结果显示,南海每年有10.8~48.6个中尺度涡事件,不同研究的统计数量差异显著,其中反气旋涡和气旋涡的数量比在0.92∶1~2.07∶1变化,中尺度涡平均半径存在从小于60 km到大于150 km的大范围变化,相应的,平均生命周期跨度为50~130天(表1),其中70%的中尺度涡半径小于100 km,且持续时间小于45天[24].造成南海中尺度涡数量统计结果差异的原因包括不同的数据来源和涡旋识别规则等.具体来说,模式模拟的中尺度涡一般比卫星观测结果更为活跃[29],基于流场的涡旋判定方法能识别出更多的涡旋活动[24,25],而侧重于关注长生命周期的涡旋时,统计得到的涡旋数量则明显下降[26].此外,前人亦在统计基础上探讨了南海中尺度涡的时空分布特征:南海存在两条中尺度变量的活跃带,一条自东北向西南、沿西北边界2 000 m等深线分布,一条则从西边界12oN附近向东北延伸,穿越南海海盆中心直至吕宋海峡南端[30];林鹏飞等[26]发现南海的中尺度涡活动沿17oN等纬度线分为南北两个相对独立的系统,少有涡旋跨系统传播;Wang等[23]将中尺度涡的生成地细分为4个区域,但仅统计生命周期超过60天的涡旋,且未讨论季节性变化;Xiu等[24]认为南海中尺度涡的生成仅与季节有关,没有显著的空间分布特征.更多研究则认为南海中尺度涡的季节规律仅体现在生成地点的差异和涡旋类型的不同[31,32]. ...
Comparison between three implementations of automatic identification algorithms for the quantification and characterization of mesoscale eddies in the South Atlantic Ocean
1
2011
... 本文采用最外层闭合等值线法对中尺度涡进行识别,即通过寻找SLA的最外层闭合等值线,确定涡旋的边界及影响范围.该方法基于地转平衡状态下,SLA等值线近似平行于流线等值线,可代替后者,在节省计算量的同时,最大程度保留观测信号变化,减少人为确定阈值带来的误差[33].相比Okubo-Weiss参数法(O-W法),该方法计算简便,得到的涡旋形态能够有效反映流场本身的特点[3]. ...
Geographical variability of the first baroclinic Rossby radius of deformation
1
1998
... (6)Chelton等[34]认为,南海北部的罗斯贝波(Rossby Wave)第一斜压模态变形半径为45~55 km,同时考虑到AVISO数据的空间分辨率,因此本文只统计半径超过50 km的涡旋. ...
Reverdin G. Global high‐resolution mapping of ocean circulation from Topex/Poseidon and Ers-1 and-2
1
2000
... (7)高度计的测量误差一般为2~3 cm[35],因此识别出的中尺度涡振幅,即涡心处与最外层闭合等值线之差,应不小于3 cm[36]. ...
Mesoscale eddies off Peru in altimeter records: Identification algorithms and eddy spatio-temporal patterns
2
2008
... (7)高度计的测量误差一般为2~3 cm[35],因此识别出的中尺度涡振幅,即涡心处与最外层闭合等值线之差,应不小于3 cm[36]. ...
... 涡旋强度(Eddy Intensity,EI)代表了中尺度涡的能量分布,定义为平均涡动能除以涡旋面积(A),与中尺度涡的偏心率和总衰减比率有关[36]: ...
Pattern and velocity of propagation of the global ocean eddy variability
1
2009
... (1)考虑到高度计的时空分辨率,追踪同一个中尺度涡时,相邻时间点上涡心位置移动距离不超过1个格点(1/4 °),即1天内涡心移动距离小于28 km、传播速度不超过32.4 cm/s,事实上中尺度涡的运动速度远小于该值[37]. ...
A daily global mesoscale ocean eddy dataset from satellite altimetry
1
2015
... 观测期内,在南海北部共识别出69个反气旋涡和36个气旋涡,平均每年分别约生成8.6个和4.5个,二者比例接近2∶1,而在全球范围内,这一比例接近1∶1[3,38].反气旋涡和气旋涡的涡心最大SLA高度差异较大,分别为59和-29 cm,而平均振幅和平均半径则较为接近,分别为9.1和8.6 cm以及91和90 km(图2),接近全球平均数据[3].此外,频数分布显示,反气旋涡的振幅及半径变化范围大于气旋涡.例如,统计期间气旋涡最大振幅和最大半径分别不超过15 cm和118 km,而有5%以上的反气旋涡可超过该阈值.根据各动力指标所示(表2),反气旋涡的EKE及非线性度也相对较高,说明反气旋涡的动力特征普遍强于气旋涡,反气旋涡的EI值略偏小,证明其形状更接近椭圆形.受地转效应控制,南海北部中尺度涡大多自东向西运动,反气旋涡传播速度略慢,但持续活动时间较长.统计结果表明,反气旋涡和气旋涡的平均传播速度分别约为6.8和7.8 cm/s,平均生命周期分别为56和48天,最终二者的平均移动距离接近,分别约为337和321 km.前人已有结论与本文统计结果相比存在异同.在南海海域内,Wang等[23]针对活动时间超过60天的涡旋,通过闭合等值线法得到的涡旋数目比接近,但平均振幅、半径、生命周期显著偏大;Xiu等[24]通过O-W法得到的平均半径与本文一致,但平均振幅约为2倍;林鹏飞等[26]统计发现近半数涡旋生命周期为30~60天,与本文具有较好的一致性,但涡旋的纬向传播速度则相比本文结论较慢.当仅统计吕宋海峡附近的涡旋活动时,Nan等[27]利用O-W法得到的平均周期与本文接近、但平均半径却比本文结果减小30%,Wang等[28]利用闭合等值线法得到的平均半径和周期则与本文相似、而涡旋移动距离更远.一方面,中尺度涡运动在南海内非均匀分布,统计区域的不同可能导致结果差异;另一方面,随着资料时空分辨率的不断提高,中尺度涡动力研究不断趋于精细化.同时,也证实O-W法对涡旋识别较为严格,可能人为忽略涡旋部分动力特征,造成统计偏差. ...
Mesoscale eddies transport deep-sea sediments
1
2014
... 观测期间内,几乎每年秋冬季都会在台湾岛南端形成一个动力特征强劲的反气旋涡,并在其西北方伴随产生一个强气旋涡,二者形成涡对,共同沿2 000 m等深线向西南传播.东沙岛东南陆坡上的深层(1 700~2 000 m)观测显示,当表层强反气旋涡经过时,深层混合系数可高出背景值1个数量级,达到1.2×10-3 m2/s,同时引起底层(2 100 m)浊度的显著增高[39,40].结合模式数据,Wang等[41]计算得到一次强反气旋涡过程能在上1 500 m水层中引起约5.4×1021 J的热输送.Xiu等[24]指出南海水深大于1 000 m的海域中有超过9.8%的面积受中尺度涡活动影响.因此,针对动力更强、传播距离更远的强中尺度涡的深入研究,将有助于更好地理解南海北部表层及深层环流系统的能量输送和物质搬运过程. ...
Effect of surface mesoscale eddies on deep-sea currents and mixing in the northeastern South China Sea
1
2015
... 观测期间内,几乎每年秋冬季都会在台湾岛南端形成一个动力特征强劲的反气旋涡,并在其西北方伴随产生一个强气旋涡,二者形成涡对,共同沿2 000 m等深线向西南传播.东沙岛东南陆坡上的深层(1 700~2 000 m)观测显示,当表层强反气旋涡经过时,深层混合系数可高出背景值1个数量级,达到1.2×10-3 m2/s,同时引起底层(2 100 m)浊度的显著增高[39,40].结合模式数据,Wang等[41]计算得到一次强反气旋涡过程能在上1 500 m水层中引起约5.4×1021 J的热输送.Xiu等[24]指出南海水深大于1 000 m的海域中有超过9.8%的面积受中尺度涡活动影响.因此,针对动力更强、传播距离更远的强中尺度涡的深入研究,将有助于更好地理解南海北部表层及深层环流系统的能量输送和物质搬运过程. ...
Temporal and spatial evolution of a deep-reaching anticyclonic eddy in the South China Sea
3
2019
... 观测期间内,几乎每年秋冬季都会在台湾岛南端形成一个动力特征强劲的反气旋涡,并在其西北方伴随产生一个强气旋涡,二者形成涡对,共同沿2 000 m等深线向西南传播.东沙岛东南陆坡上的深层(1 700~2 000 m)观测显示,当表层强反气旋涡经过时,深层混合系数可高出背景值1个数量级,达到1.2×10-3 m2/s,同时引起底层(2 100 m)浊度的显著增高[39,40].结合模式数据,Wang等[41]计算得到一次强反气旋涡过程能在上1 500 m水层中引起约5.4×1021 J的热输送.Xiu等[24]指出南海水深大于1 000 m的海域中有超过9.8%的面积受中尺度涡活动影响.因此,针对动力更强、传播距离更远的强中尺度涡的深入研究,将有助于更好地理解南海北部表层及深层环流系统的能量输送和物质搬运过程. ...
... KSI指数显示季节变化特征,负值主要出现在秋冬季,而春夏季一般高于平均值.与此相应,Looping路径在秋末冬初发生概率显著增强(图5a),最长持续时间为46天(2017年1月).在此机制下形成的涡对中,反气旋涡可持续活动近100天,从120°E移动至113°E附近,且影响深度深.Wang等[41]发现此类强反气旋涡具有显著的第一斜压模态特征,证明黑潮入侵南海北部后首先形成流套,进而由于锋面上的斜压不稳定造成流套脱落、形成涡旋,且在不同水深上均表现出强烈的非线性结构.涡旋对中的气旋涡生命周期则相对较短(平均约为45天),水平移动距离较小,往往消失于117oE附近.Zhang等[9]通过观测得到的海水温盐等进行水团性质分析,认为该气旋涡非黑潮直接脱落形成,而是台湾岛南侧近岸浅水在流套脱落过程中伴随产生的.相比而言,Leaping路径发生概率的季节变化特征较弱,仅在夏季风盛行前后略有增加,在此期间,黑潮主轴偏北,在菲律宾吕宋岛西侧易形成气旋涡,并在其周围伴随生成反气旋涡[49].然而,本文在夏季期间未发现持续活动时间超过半个月的气旋涡,结合KSI指数的变化,一方面反映了夏季黑潮入侵南海的概率降低、非该季节内涡旋生成的主要机制,另一方面也印证了黑潮对南海北部冬季强中尺度涡的生成具有重要影响. ...
... 统计结果表明,在2011—2018年,Looping,Leaking和Leaping 3种路径的平均发生概率分别为15.9%,68.5%和15.6%.其中,Looping路径发生概率较低且具有季节变化特征[11],对中尺度涡的生成有重要影响,尤其是在秋冬季生成的强涡旋表现出强动力特征、持续时间长、具有显著的斜压模态[6,41].KSI指数的时间变化特征与吕宋海峡水通量变化特征相似[12],说明KSI指数能较为准确地反映黑潮对南海北部多尺度运动的影响.然而, Huang等[49]指出KSI指数存在两个缺陷,首先是对积分区域敏感,其次是积分区域内正负涡度值可能互相抵消,造成不同路径的错判或漏判,因此其通过采用对正负涡度分别积分的双指数方法,优化了对黑潮入侵南海的判定,进一步确定了黑潮Looping路径的季节变化对南海北部冬季强反气旋涡的驱动机制,同时发现作为常态的Leaking路径发生概率超过70%,高于Nan等[47]方法的计算结果. ...
Winter eddy genesis in the eastern South China Sea due to orographic wind jets
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2008
... 中尺度涡生成和移动表现出的时空分布特征与Wang等[23]划分一致,体现了不同季节、不同区域的形成机制差异(图3).通过对表层流场及水体通量进行模态分解,发现秋末冬初形成于台湾岛西南岸外的强反气旋涡来自于黑潮入侵南海[27].当东北向的冬季风吹过群岛间隙时,在菲律宾吕宋岛西北端产生地形风射流是该海域内中尺度涡形成和发展的重要机制[42].卫星观测发现,夏季在吕宋海峡附近生成的反气旋内部携带高叶绿素浓度水团,与黑潮水体性质相反,结合风应力旋度的季节变化,指示该季节内的反气旋涡是近岸水体在西南季风驱动下形成的[18].夏季向秋季过渡期间,快速转变的风向可改变黑潮主流轴位置和入侵南海的形态,并在黑潮进入南海后易引发锋面不稳定[43],决定了该季节反气旋涡的生成地点向吕宋海峡南端偏移. ...
Numerical study of the tide and tidal dynamics in the South China Sea
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2008
... 中尺度涡生成和移动表现出的时空分布特征与Wang等[23]划分一致,体现了不同季节、不同区域的形成机制差异(图3).通过对表层流场及水体通量进行模态分解,发现秋末冬初形成于台湾岛西南岸外的强反气旋涡来自于黑潮入侵南海[27].当东北向的冬季风吹过群岛间隙时,在菲律宾吕宋岛西北端产生地形风射流是该海域内中尺度涡形成和发展的重要机制[42].卫星观测发现,夏季在吕宋海峡附近生成的反气旋内部携带高叶绿素浓度水团,与黑潮水体性质相反,结合风应力旋度的季节变化,指示该季节内的反气旋涡是近岸水体在西南季风驱动下形成的[18].夏季向秋季过渡期间,快速转变的风向可改变黑潮主流轴位置和入侵南海的形态,并在黑潮进入南海后易引发锋面不稳定[43],决定了该季节反气旋涡的生成地点向吕宋海峡南端偏移. ...
Upper-layer circulation in the South China Sea
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2000
... 忽略水深小于200 m的水域,南海北部空间平均(17°~23°N,112°~120.5°E)的SLA和EKE季节变化显著.SLA秋季高而春季低,其中每年10月正异常一般可达15 cm,最强负异常则出现在2016年3月,为-7 cm(图4a).年际变化上,SLA在2016年前呈下降趋势,尤其是2015年和2016年春季,海域内平均SLA负异常显著增强.EKE在冬季达到全年高峰,其中最大值出现在2017年2月,为757.25 cm2/s2(图4b).EKE低值一般出现在3~4月和9~10月,此时处于冬季风和夏季风的转换期,风场向海洋输入的能量最小[44].值得注意的是,从2014年4月至次年9月,区域平均EKE波动幅度小于15%,平均值仅为245.76 cm2/s2,低于观测期内平均值,而每年秋冬季的EKE峰值在当年底未出现.表层海洋中超过90%的动能储存在中尺度涡内,表层EKE可反映中尺度涡活动强弱[45,46].2014年末EKE峰值的缺失,可能与当年南海北部中尺度涡活动偏弱、尤其是强涡对未形成有关. ...
... 黑潮是南海北部重要的动力来源之一,其流速快、动力强、影响深度大,当主轴随季节发生摇摆时,可通过吕宋海峡进入南海北部,因此对该地中尺度涡的形成有重要影响[12,44].前人将黑潮进入南海的路径分为流套(Looping)、跨越(Leaping)和直接进入(Leaking)3种[13].本文采用Nan等[47]建立的黑潮南海指数(Kuroshio South China Sea Index, KSI),量化判定黑潮对南海中尺度涡生成的影响: ...
The past and future ocean circulation from a contemporary perspective
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2007
... 忽略水深小于200 m的水域,南海北部空间平均(17°~23°N,112°~120.5°E)的SLA和EKE季节变化显著.SLA秋季高而春季低,其中每年10月正异常一般可达15 cm,最强负异常则出现在2016年3月,为-7 cm(图4a).年际变化上,SLA在2016年前呈下降趋势,尤其是2015年和2016年春季,海域内平均SLA负异常显著增强.EKE在冬季达到全年高峰,其中最大值出现在2017年2月,为757.25 cm2/s2(图4b).EKE低值一般出现在3~4月和9~10月,此时处于冬季风和夏季风的转换期,风场向海洋输入的能量最小[44].值得注意的是,从2014年4月至次年9月,区域平均EKE波动幅度小于15%,平均值仅为245.76 cm2/s2,低于观测期内平均值,而每年秋冬季的EKE峰值在当年底未出现.表层海洋中超过90%的动能储存在中尺度涡内,表层EKE可反映中尺度涡活动强弱[45,46].2014年末EKE峰值的缺失,可能与当年南海北部中尺度涡活动偏弱、尤其是强涡对未形成有关. ...
Seasonal and interannual modulation of the eddy kinetic energy in the Caribbean Sea
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2012
... 忽略水深小于200 m的水域,南海北部空间平均(17°~23°N,112°~120.5°E)的SLA和EKE季节变化显著.SLA秋季高而春季低,其中每年10月正异常一般可达15 cm,最强负异常则出现在2016年3月,为-7 cm(图4a).年际变化上,SLA在2016年前呈下降趋势,尤其是2015年和2016年春季,海域内平均SLA负异常显著增强.EKE在冬季达到全年高峰,其中最大值出现在2017年2月,为757.25 cm2/s2(图4b).EKE低值一般出现在3~4月和9~10月,此时处于冬季风和夏季风的转换期,风场向海洋输入的能量最小[44].值得注意的是,从2014年4月至次年9月,区域平均EKE波动幅度小于15%,平均值仅为245.76 cm2/s2,低于观测期内平均值,而每年秋冬季的EKE峰值在当年底未出现.表层海洋中超过90%的动能储存在中尺度涡内,表层EKE可反映中尺度涡活动强弱[45,46].2014年末EKE峰值的缺失,可能与当年南海北部中尺度涡活动偏弱、尤其是强涡对未形成有关. ...
Identification of different types of Kuroshio intrusion into the South China Sea
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2011
... 黑潮是南海北部重要的动力来源之一,其流速快、动力强、影响深度大,当主轴随季节发生摇摆时,可通过吕宋海峡进入南海北部,因此对该地中尺度涡的形成有重要影响[12,44].前人将黑潮进入南海的路径分为流套(Looping)、跨越(Leaping)和直接进入(Leaking)3种[13].本文采用Nan等[47]建立的黑潮南海指数(Kuroshio South China Sea Index, KSI),量化判定黑潮对南海中尺度涡生成的影响: ...
... 统计结果表明,在2011—2018年,Looping,Leaking和Leaping 3种路径的平均发生概率分别为15.9%,68.5%和15.6%.其中,Looping路径发生概率较低且具有季节变化特征[11],对中尺度涡的生成有重要影响,尤其是在秋冬季生成的强涡旋表现出强动力特征、持续时间长、具有显著的斜压模态[6,41].KSI指数的时间变化特征与吕宋海峡水通量变化特征相似[12],说明KSI指数能较为准确地反映黑潮对南海北部多尺度运动的影响.然而, Huang等[49]指出KSI指数存在两个缺陷,首先是对积分区域敏感,其次是积分区域内正负涡度值可能互相抵消,造成不同路径的错判或漏判,因此其通过采用对正负涡度分别积分的双指数方法,优化了对黑潮入侵南海的判定,进一步确定了黑潮Looping路径的季节变化对南海北部冬季强反气旋涡的驱动机制,同时发现作为常态的Leaking路径发生概率超过70%,高于Nan等[47]方法的计算结果. ...
Kuroshio intrusion into the South China Sea: A review
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2015
... 式中:和分别为重力加速度和地转参数;采用AVISO ADT数据,积分范围为118°~121°E、19°~23°N.取观测期间内KSI的平均值(μ)和标准差(σ),当KSI取值落于μ±σ范围内时,代表Leaking路径,也称为黑潮南海分支,即黑潮大概率是通过吕宋海峡直接进入南海,主要影响南海大尺度环流;当KSI取值大于上限(图4c蓝色圆点),代表Leaping路径,指示黑潮进入南海概率偏小,从吕宋海峡以东经过、向北流动为主,不具备驱动中尺度涡生成的条件;当KSI取值小于下限(图4c红色圆点),代表Looping路径,表明黑潮入侵南海并在吕宋海峡西侧形成流套的概率增加,此种路径可为中尺度涡的形成提供动力来源.该方法通过对地转流涡度积分,相比温度和盐度等,能更有效区分黑潮对南海北部的影响[48]. ...
A double-index method to classify Kuroshio intrusion paths in the Luzon Strait
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2016
... KSI指数显示季节变化特征,负值主要出现在秋冬季,而春夏季一般高于平均值.与此相应,Looping路径在秋末冬初发生概率显著增强(图5a),最长持续时间为46天(2017年1月).在此机制下形成的涡对中,反气旋涡可持续活动近100天,从120°E移动至113°E附近,且影响深度深.Wang等[41]发现此类强反气旋涡具有显著的第一斜压模态特征,证明黑潮入侵南海北部后首先形成流套,进而由于锋面上的斜压不稳定造成流套脱落、形成涡旋,且在不同水深上均表现出强烈的非线性结构.涡旋对中的气旋涡生命周期则相对较短(平均约为45天),水平移动距离较小,往往消失于117oE附近.Zhang等[9]通过观测得到的海水温盐等进行水团性质分析,认为该气旋涡非黑潮直接脱落形成,而是台湾岛南侧近岸浅水在流套脱落过程中伴随产生的.相比而言,Leaping路径发生概率的季节变化特征较弱,仅在夏季风盛行前后略有增加,在此期间,黑潮主轴偏北,在菲律宾吕宋岛西侧易形成气旋涡,并在其周围伴随生成反气旋涡[49].然而,本文在夏季期间未发现持续活动时间超过半个月的气旋涡,结合KSI指数的变化,一方面反映了夏季黑潮入侵南海的概率降低、非该季节内涡旋生成的主要机制,另一方面也印证了黑潮对南海北部冬季强中尺度涡的生成具有重要影响. ...
... 统计结果表明,在2011—2018年,Looping,Leaking和Leaping 3种路径的平均发生概率分别为15.9%,68.5%和15.6%.其中,Looping路径发生概率较低且具有季节变化特征[11],对中尺度涡的生成有重要影响,尤其是在秋冬季生成的强涡旋表现出强动力特征、持续时间长、具有显著的斜压模态[6,41].KSI指数的时间变化特征与吕宋海峡水通量变化特征相似[12],说明KSI指数能较为准确地反映黑潮对南海北部多尺度运动的影响.然而, Huang等[49]指出KSI指数存在两个缺陷,首先是对积分区域敏感,其次是积分区域内正负涡度值可能互相抵消,造成不同路径的错判或漏判,因此其通过采用对正负涡度分别积分的双指数方法,优化了对黑潮入侵南海的判定,进一步确定了黑潮Looping路径的季节变化对南海北部冬季强反气旋涡的驱动机制,同时发现作为常态的Leaking路径发生概率超过70%,高于Nan等[47]方法的计算结果. ...
Exceptionally strong easterly wind burst stalling El Ni?o of 2014
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2016
... 黑潮入侵南海的3种路径的发生概率未表现出显著的年际变化(图5b),仅2014年较为特殊.当年Looping路径发生概率降至7.1%、Leaping路径的概率增长至25.8%,且Leaking路径发生时间从2014年10月起持续152天,为历年之最.时间序列显示,2014/2015年冬季KSI值落于μ±σ区间内,与其他年份指数显著偏负有较大差异,暗示当年未形成黑潮流套.展开对比多年秋冬季(11月至次年1月)的季节平均EKE及流场的空间分布,发现在2014/2015年表层EKE显著偏弱、流速偏小(图6).当年南海北部SLA整体显著偏负异常,形成的反气旋涡强度弱,被挤压在台湾岛西侧,其后迅速消失,后方未出现伴生的气旋涡信号.该涡对不仅在2014/2015年冬季未形成,且在2015/2016年冬季出现的时间早、强度低,可能与始于2014年、发展于2015/2016年的超强厄尔尼诺现象有关[26,50,51].但是,目前对于厄尔尼诺现象如何影响南海中尺度涡的生成仍知之甚少,有待进一步的工作. ...
How the July 2014 easterly wind burst gave the 2015-2016 El Ni?o a head start
1
2016
... 黑潮入侵南海的3种路径的发生概率未表现出显著的年际变化(图5b),仅2014年较为特殊.当年Looping路径发生概率降至7.1%、Leaping路径的概率增长至25.8%,且Leaking路径发生时间从2014年10月起持续152天,为历年之最.时间序列显示,2014/2015年冬季KSI值落于μ±σ区间内,与其他年份指数显著偏负有较大差异,暗示当年未形成黑潮流套.展开对比多年秋冬季(11月至次年1月)的季节平均EKE及流场的空间分布,发现在2014/2015年表层EKE显著偏弱、流速偏小(图6).当年南海北部SLA整体显著偏负异常,形成的反气旋涡强度弱,被挤压在台湾岛西侧,其后迅速消失,后方未出现伴生的气旋涡信号.该涡对不仅在2014/2015年冬季未形成,且在2015/2016年冬季出现的时间早、强度低,可能与始于2014年、发展于2015/2016年的超强厄尔尼诺现象有关[26,50,51].但是,目前对于厄尔尼诺现象如何影响南海中尺度涡的生成仍知之甚少,有待进一步的工作. ...