南海中尺度涡的三维结构及演化机制

Mesoscale eddy is a common oceanic phenomenon in the South China Sea (SCS), and has important impacts on ocean dynamics, marine ecosystem, and regional climate. The thermohaline structure and current distribution of the mesoscale eddy are very complicated and exhibit strong seasonal variability due to the external forcing of monsoonal winds and bathymetry effects. In this project, composite analysis, numerical simulation, and various observational and reanalysis data will be used to investigate the three-dimensional structure and evolution mechanism of the mesoscale eddies, which can be classified into three types: eddies resulted from the SCS branch of the Kuroshio, eddies generated in deep region of the SCS, and eddies propagating along the continental shelf of the northwest SCS. The findings will broaden our knowledge on the generation and evolution of the mesoscale eddy, optimizing the existing parameterization in ocean numerical models and thus improving model skill.

中尺度涡是南海普遍的海洋现象，对南海海洋环境、生态系统、区域气候等有着重要的影响。受海洋动力环境和海底地形的影响，南海中尺度涡的温盐结构和流场分布十分复杂，并表现出显著的季节变化。本研究旨在利用观测资料和再分析数据，通过合成分析和数值模式相结合的方法，把南海中尺度涡划分为三类（黑潮入侵产生的涡旋、南海深水区生成的涡旋、沿南海西北部陆坡传播的涡旋）分别进行研究，从而揭示南海三类涡旋的结构特征（温、盐、流场）及演化的一般规律，阐明南海关键环境动力要素及其季节变化在各类涡旋的三维结构形成及演化中的作用机制。该研究对于丰富南海中尺度涡生成、发展和消亡的理论、改进海洋数值模式参数化方案和提高模式精度具有重要意义。

中尺度涡对南海海洋环境、生态系统和局域气候等有着重要的影响。受季风和海洋动力环境的影响，南海中尺度涡的温盐结构和流场分布十分复杂。本项目利用观测资料和再分析数据，采用多种分析手段，针对南海中尺度涡的三维结构特征、海气通量季节变化、中尺度海气耦合以及海气背景场对涡旋的影响等开展了深入研究。结果表明，涡旋的热盐结构存在显著的季节变化，冬季50米以浅的温度异常呈现双级结构，盐度异常的不对称性则相对较弱，伴随涡旋的海气热通量水平分布与SST异常一致。导致这种非对称结构的根本原因是海洋和大气背景场季节变化与海洋环流相互作用的结果。南海中尺度海气相互作用的季节差异以及季风的年代际变化会对涡旋的特征及演变产生重要潜在影响。这些研究成果对于丰富南海中尺度涡生成、发展和消亡的理论、深化中尺度海气相互作用与局地气候变化的认识具有重要意义。