夏季南黄海西部沿岸环流的三维结构及其变化规律

The southwest Yellow sea here specifically refers the sea area shallower than 40 meters. During the recent years, much attention are focused on the environmental and ecological problems occurring here. However, our knowledge on the ocean currents are mostly restricted from qualitatively analysis up to now. The shortage of quantitative study limits our ability to deal with those unexpected occurring environmental problems. Thus, to study the current structure here has important scientific and practical significance. This project will focus on the quantitatively studying of the current structure and its variability in summer season in southwest Yellow Sea. We will also analyze the interaction between the coastal current and the thermal current associated with the Yellow Sea cold water. We want to improve the knowledge on the dynamics of coastal currents here to increase our ability to deal with the unexpected environmental and ecological problems occurring here.

本课题中南黄海西部近海指南黄海西部40m以浅海域。近年来，该海域内的海洋环境和生态问题日益引人关注，而我们对这里的环流结构的认识却还多局限于定性分析，系统性定量研究不足，这在很大程度上限制了我们应对环境突发事件的处理能力。因此，本课题拟以南黄海西部40m以浅海域为重点研究海区，对该海域夏季环流的三维结构分布特征和变化规律进行定量化研究，并分析沿岸流系与深水区黄海冷水团热盐环流的相互作用过程，以期加深对该海域环流的动力学认识，切实提高我们对近岸生态环境突发事件的应对能力。

本课题基于数值模拟结果和历史观测资料，对夏季南黄海西部近海环流的三维结构，特别是垂向环流结构进行了研究，发现该海域夏季近岸垂向环流主要是受盛行风诱导的Ekman离岸输运控制，与夏季北向流的产生类似，都直接受局地风场影响，因此二者的变化也非常同步；通过诊断分析数值模拟结果，对该海域夏季风生北向流的流量、流幅等进行了定量化描述，并研究了其变化规律；在此基础上，利用谱方法计算了南黄海海域50m等深线附近低频环流的平衡尺度和能量来源，发现夏季斜压不稳定过程和冬季的涡-涡相互作用对该海域低频环流的演变都具有重要的动力学作用；结合南黄海大气风场数据和数值模式模拟结果，分析了青岛冷水团的消亡机理，发现其生消变化与南黄海环流演变过程密切相关，南黄海南风增强和温跃层以下反气旋涡的减弱都对青岛冷水团的消亡有积极贡献。此外，我们还对海洋中尺度涡旋的产生和平衡过程进行了研究，提出了一种计算各向异性动能谱通量的方法，并利用该方法证明了体现涡-涡相互作用的能量反向串级过程是导致卫星高度计观测到的中尺度涡特征尺度远大于线性不稳定理论计算的最不稳定波尺度的原因。