吕宋海峡断面水体通量的时间变化特征数值模拟分析（海洋环境学论文）㊣精品文档值得下载

得趋势也基本致，。

图指数异常的年际变化中层和底层最大方差贡献率对应月际震荡，表明中层底层水体通量在时间上主要呈现月变化，方差贡献率分别为和。

其次，相对于表层，中层和底层水体通量的变化周期主要呈现出较强的半际尺度震荡。

从变化趋势上，中层水表现为持续的缓慢下降，底层水表现为年上升，而在年后呈缓慢下降。

结论本文基于模式建立的南海维海洋数值模型模拟的年输出数吕宋海峡，沿台湾岛西南北上。

反气旋的位臵在夏季达到最北部，东向出流范围以及出流速度在夏季达到最大，最南到达附近，出流速度达到，从而解释了夏季表层出现左右出流层的现象。

但是，这个反气旋目前多见于模式结果中，尚缺乏现场观测证明其是否真实存在。

表气候态平均的水体通量极值位臵单位及各层水量输送单位图研究区域不同季节海表面流场矢量及温度填色分布前人已经对吕宋海峡水体通量的时间变化特征进行过分析，并得出了些结论。

为进步探究其背后的变化特征及原因，下面将各层作为分析对象，进行进步分析。

水体通量的时间变化分析采用集合经验模态分解法，基于年平均状态下的垂向分层方案，对吕宋海峡表中底层及整层水体通量的时间序列进行分解，计算各个本征模态函数的周期以及方差贡献率，结果如图所示。

图水体通量分解的及各层分解结果从各个周期来看，整层和表中底各层水体通量的各个周期基本致，为天气春季秋季和冬季时都呈现明治结构，分界点分别在和左右，受黑潮分支强度的影响，在夏半年月呈现层结构，上表层厚度为且存在月变化，月为发展期，月为成熟期，月为消亡期表层水体通量的时间变化对整层的变化影响最大，黑潮入侵的强度是导致整层及表层水体通量变化的主要因素。

关键词吕宋海峡垂向结构季节变化水体通量海洋环境引言吕宋海峡地处吕宋岛和台湾岛之间，中间分布有巴布延群岛海沟和海岭等，以岛坡为主，海底地形复杂多变，最大水深约，是国际航运的重要通道。

作为连通南中国海以下简称南海与西太平洋的唯通道，吕宋海峡对者之间的水量热盐动量和能量交换以及南海内部的环流结构都具有显著影响。

研究吕宋海峡水体通量的时空结构变化特征，可以进步了解和掌握南海与太平洋之间的水体交换情况，深化对南海水体通量热量和盐量收支平衡的认识，更好地为海上运输海洋资源开发军事行动等相关海上活动提供海洋环境安全保障服务，因而具有重要的科学经济和战略意义。

前人吕宋海峡断面水体通量的时间变化特征数值模拟分析海洋环境学论文动力场再从年起采用全球业务化气候预报系统再分析数据产品的表面强迫资料开展高频强迫后报模拟，直至年。

模型的个外边界均设为开边界，采用逐月平均数据，并考虑了珠江和湄公河两条河流的径流输入影响。

本文主要为研究吕宋海峡的海流以及水体通量的时空变化特征，因此将研究区域限定为图中红色框线内所示的吕宋海峡及其周边海域，选取断面代表吕宋海峡来计算水体通量。

模型验证为了验证模型的准确性，选取法国麦卡托海洋中心基于高分辨率海洋模式所建立的全球再分析系统输出的年间多年平均的气候态产品温度盐度流速海平面高度等与本模型结果进行比较见图。

经统计分析得出，研究区域内的均方根误差为左右，海表面盐度的均方根误差为，海表面高度的均方根误差为。

整体来看，吕宋海峡内部模拟效果较好，台湾岛西部以及巴布延群岛附近结果略差。

图给出了模拟的断面表层流速与的结果。

表给出了不同时间尺度上总水体通量在垂直方向的极值所在深度以及该深度层以上的总水体输送量。

多年平均的垂向变化从多年平均结果见图可以看出上层和底层流入南海，中层流出南海，呈现出明显的明治结构，与前人研究报道相符合。

由图可见，全水深积分后整层流入南海的水体通量为，与前人的观测及模拟结果接近，。

表所示年平均状况下，最大流入流出值所在深度分别位于和处，即表层范围为，水体向西流入南海，通量为，中层范围为，水体向东流出南海，通量为，底层范围为至海底，水体向西流入南海，通量为。

季节及月平均的垂向变化从季节平均水体通量的垂向变化来看见图，春秋冬季都表现为典型的明治结构，即上层和底层流入南海，中层流出南海而夏季则为层结构，主要表现为以浅出现个流出层下称上表层。

等在使用精细化数值模型对吕宋海峡水交换进行模拟时，也发现吕宋海峡断面上存在个厚度为的流出层，并指出法国建立的多源卫星高度计资料融合产，海表面盐度的均方根误差为，海表面高度的均方根误差为。

整体来看，吕宋海峡内部模拟效果较好，台湾岛西部以及巴布延群岛附近结果略差。

图给出了模拟的断面表层流速与数据的对比结果，可见者流态基本致。

图分别为该断面上温度盐度的误差分布，计算得出，温度和盐度的均方根误差分别为和。

通过对比可以看出，模拟结果较好地刻画了研究区域的温度盐度流场以及水位变化特征，对该区域的适用性较好。

图模型网格与区域地形图模拟结果与数据对比两者相减的差值纬向流速变化分析多年平均纬向流速分布图为吕宋海峡附近海域表层流场与断面平均纬向流速年平均与季节变化。

本文模型的计算区域为水平方向采用矩形变网格技术，分辨率从开边界到南海内区逐渐提高见图垂直摘要利用区域海洋数值模式建立了南中国海维海洋环流数值模型。

基于年逐日平均的数值模拟结果，分析了吕宋海峡断面的纬向流及通过断面的水体通量的时空变化规律，并采用集合经验模态分解法分别探讨了整层和表中底层水体通量的时间变化特征。

结果表明断面处纬向流呈现明显的多核结构，流态分布随季节变化较小，而流速变化受季节影响较大断面水体通量存在明显的季节月际变化其垂向变化在年平均春季秋季和冬季时都呈现明治结构，分界点分别在和左右，受黑潮分支强度的影响，在夏半年月呈现层结构，上表层厚度为且存在月变化，月为发展期，月为成熟期，月为消亡期表层水体通量的时间变化对整层的变化影响最大，黑潮入侵的强度是导致整层及表层水体通量变化的主要因素。

关键词吕宋海峡垂向结构季节变化水体通量海洋环境引言吕宋海峡地处吕宋岛和台湾岛之间，中间分布有巴布延群岛海沟和海岭等，以岛坡为主，海底地形复杂多变，最大水深约，是国中层和底层水体通量以月变化为主，但方差贡献率相对较低变化趋势上，整层和表层水体通量都在年之前下降，而后上升，黑潮入侵强度的变化是产生这种变化的主要原因。

然而，本文所得结论主要基于数值模式的模拟结果分析所得，部分结果尚未得到观测数据验证，后续研究中将搜集更多观测资料以对模拟结果进行验证，并进步分析吕宋海峡的热通量和盐通量，以对本文结论进行佐证，进而深入探讨影响吕宋海峡水体通量变化的因素和机制。

参考文献黄企洲巴士海峡黑潮流速和流量的变化热带海洋，郭忠信，方文东年月的吕宋海峡黑潮及其输送热带海洋，鲍献文，鞠霞，吴德星吕宋海峡断面水交换特征中国海洋大学学报吴新荣，晁国芳，刘克修海洋再分析核心技术要素及发展趋势分析海洋信息，张晶吕宋海峡水交换的季节变化研究青岛国家海洋局第海洋研究所，韩钦臣，康建成等基于海洋分析资料的吕宋海峡水交换的月际变化特征地球科学进展，方国洪，魏泽勋，崔秉昊，季节内震荡，为次季节震荡，为季节震荡，为年际震荡，有平稳的震荡周期。

从图可以看出，整层和表层各的振幅大于中层和底层。

另外，从各个的周期及方差贡献率可以看出，整层与表层基本致，表明整层的水体通量随时间变化主要受表层水体通量的变化控制。

这可能由于表层的水体通量占整层水体通量的比重最大所致，如多年平均的表层水体通量是中层的倍，是底层的倍，占整层总水体通量的见表。

整层和表层水体通量的变化以季节震荡为主，次季节震荡次之，两者季节震荡的方差贡献率分别达到了和，方差贡献率随周期变长依次增大。

从图可以看出，两者仍表现出很强的非平稳性，有较好的平稳性整层和表层的变化趋势较平缓，其中年呈现下降趋势，而年呈上升趋势。

由图可见，表层水体整体受到黑潮的显著影响，故表层水体通量的变化将与黑潮的南海入侵密切相关，因此整层及表层水体通量的增加减少很可能是黑潮入侵南海强度出吕宋海峡水体输送的明治结构。

为了较好地模拟西太平洋与南海经吕宋海峡的纬向水体通量特征，需要模型区域足够大，网格分辨率足够高。

吕宋海峡断面水体通量的时间变化特征数值模拟分析海洋环境学论文。

垂向结构变化的机制分析图给出了研究区域不同季节的流场及海温分布。

黑潮水沿吕宋岛东岸向西北输送，经过巴布延海峡时会产生支西向流动的分支，其在秋见图冬见图季加强，而在春季见图削弱，夏季见图达到最弱甚至消失。

秋冬时西向流与吕宋岛西岸向北涌入的暖水混合，使得吕宋岛西岸暖舌由东向北延伸。

而在夏季时西向流最弱，此时吕宋岛西岸暖舌向东北延伸，并与黑潮主轴汇合。