台湾浅滩上升流潮机制研究

众多研究表明台湾浅滩上升流的动力学原理主要可归结为沿台湾海峡北上的南海暖流遇浅滩地形阻塞所引起的爬坡作用及潮汐作用。数模实验证明地形阻塞所引起爬坡作用最多只能将冷水带到陆坡的顶端，而冷水要到达表层还要潮的作用。而初步分析说明在台湾浅滩潮致上升流/表层冷水的机理主要有三点：潮过程在浅滩边缘形成的次级环流引起跨陆架输送；浅滩强潮流引起的垂向混合；浅滩南侧陆坡区由于潮致内波破碎引发的垂向混合。这三种机制的相对作用有多大？在时间、空间上的分布如何？其有何相互关系？这正是本项目的研究目标。利用国家863重点项目"区域性海洋监测系统技术"在台湾浅滩附近布设的地波雷达、浮标所监测的长时间序列资料；同时搜集台湾海峡多年现场观测资料，结合遥感分析、现场航次及三维海洋模型对台湾浅滩上升流区的动力学机理进行深入的剖析和研究，进一步揭示台湾浅滩潮过程所引起的海水垂向运动/混合的动力学机理及特征。

利用现场、遥感及模型手段，结合理论分析研究台湾浅滩及其它上升流的形成机制及特征。主要结论是：具有西边界流的特征的南海暖流在南海东北陆架特有地形（等深线弯曲）的诱导下，形成跨陆架的爬坡运动，并将冷水带到陆坡的顶端，而潮混合过程能将其带到表层，形成陆架上升流。本项目提出了以下有关研究上升流特征及机制的新方法及理论：1、利用模糊聚类法诊断上升流区，并描绘上升流区出现几率图，并由此发现了台湾海峡北部上升流新核心，其中一个核心在平潭岛凸起岬角下游，另一个在三沙湾外深槽下游。2、在前人研究的基础上，由涡度方程及扰动理论提出了小罗斯贝数及伯格数下，由摩擦及非线性效应所致跨等深线流动的理论公式，并在台湾浅滩南部的观测及数模结果得到验证。3、拓展了上升流年龄理论使其包含爬坡和涌升过程，作为新的上升流指标，其综合考虑了风场持续时间、风应力大小和地形斜坡的影响。