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中国海洋大学学报(自然科学版)2025年第12期:西北太平洋与南海中尺度涡的运动学特征研究

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作者:文牧宽;孙忠斌;张志伟;

单位:中国海洋大学三亚海洋研究院海南海洋立体观测与信息重点实验室;中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室/深海圈层与地球系统前沿科学中心;

摘要:中尺度涡是海洋里广泛发生的一种“天气尺度”海洋动力学现象,识别中尺度涡并分析其运动学特征,对海洋科学研究、渔业、航运、军事战略等均具有重要意义。本研究基于1993—2022年的卫星高度计数据,结合优化后的中尺度涡识别和追踪算法,对西北太平洋和南海海域的中尺度涡开展识别与追踪,获取了该海域中尺度涡的基本运动学参量。在西北太平洋和南海海域内,本研究共识别出16 240个涡旋,气旋涡与反气旋涡的数量相当。其中,长寿命涡旋(≥28 d)的数量为6 458个,而短寿命涡旋(10~27 d)的数量为9 782个,短寿命涡旋占涡旋总数量的60.2%,涡动能占总涡动能的21.1%,表明短寿命涡旋在海洋涡旋研究和能量平衡中起着不可忽视的作用。进一步分析表明,副热带逆流区、吕宋海峡西部和越南东部是长寿命涡旋的主要生成区,而西北太平洋西边界流区、副热带逆流区、吕宋海峡西部、吕宋岛西侧和越南东南部则是短寿命涡旋的主要生成区。短寿命涡旋的平均半径、振幅、相对涡度、传播速度和涡动能与长寿命涡旋呈现出相似的分布特征,但其强度显著小于长寿命涡旋,这表明涡旋的寿命受涡旋强度的影响。无论是长寿命涡旋还是短寿命涡旋,西北太平洋的涡旋数量、平均半径、振幅和传播速度均显著大于南海,而其平均涡度则小于南海,平均涡动能与南海相当。越南东南部、副热带逆流区和热带海域分别具有最大的相对涡度、最多的生成数量和振幅、最大的半径和涡动能,而吕宋海峡西部海区的各项参数处于中等水平。以上研究刻画了西北太平洋和南海中尺度涡的基本运动学特征,强调了短寿命涡旋的重要性,提升了对研究海域中尺度涡的认知。

关键词:中尺度涡;;运动学特征;;短寿命涡旋;;识别与追踪;;西北太平洋;;南海

基金资助:国家自然科学基金项目(42222601,42206015);; 山东省自然科学基金项目(ZR2023JQ013)资助~~