气旋流动( 三 )


文章插图
1998年夏季季风爆发前后南海环流的多涡特徵 利用南海季风实验 (SCSMEX IOP1、IOP2 )期间 ( 1 998年 4月底~ 7月初 )所获得的温盐深 (CTD)、声学都卜勒流速剖面仪 (ADCP)资料及TOPEX/POSEIDON卫星高度计遥感资料,分析了南海表层、1 .0MPa层和 3.0MPa层重力势异常场的分布格局,探讨了夏季季风爆发前后南海的环流特徵 。结果表明 :在夏季季风爆发前 (IOP1期间 )南海北部以气旋式流动为主,并在此气旋式环流的东部镶嵌着一个较小的气旋型涡 ;南海中部和南部以反气旋式流动为主,其中越南以东海域存在着两个南北对峙分布的反气旋型涡,在它们的东侧伴随一气旋型涡 。季风爆发后 (IOP2期间 ),南海北部仍然以气旋式流动为主,黑潮水越过巴士海峡南北中线,一部分可能入侵南海北部,另一部分向东北折回黑潮主干 ;南海中部和南部仍以反气旋式流动为主,越南以东海域北部的反气旋型涡消失,但南面的反气旋型涡加强,与IOP1类似,仍伴随有一个气旋型涡 。总体而言,强流区出现在巴士海峡西北侧和南海西部 (尤其是越南东南沿岸 ),南海东部和东南部为弱流区 。影响气旋影响时常常出现阴雨天气和大风气流从四面八方流入气旋中心,中心气流被迫上升而凝云致雨,所以气旋过境时,云量增多,常出现阴雨天气,即气旋雨 。在锋面天气系统中,无论冷锋还是暖锋,锋面上方的暖气团都是沿锋面抬升的,都将形成有云和降水的天气,即锋面雨 。当两种系统结合在一起形成锋面气旋后,将辐合成更强烈的上升气流,天气变化将更为剧烈,往往会产生云、雨甚至造成暴雨、雷雨、大风天气 。热带气旋各个要素对于海洋上层回响的影响热带气旋的强度、移动速度和最大风速半径均会对海洋上层的回响产生影响,研究它们对海洋上层回响的影响既有助于更準确的对热带气旋过后海洋水文状况进行预报,又可以提高对热带气旋本身强度、结构等预报的质量 。在进行海洋对于热带气旋回响的数值模拟时,选取準确的风应力摩擦係数是保证模拟结果质量的前提 。通过对比选用不同风应力摩擦係数时飓风卡特琳娜(Kartrina(2005))造成的海洋上层回响得出,在高风速(≥33m/s)区域用Largeand Pond(1981),Donelan et al.(2004)和Powell et al.(2003)摩擦力係数模拟的海表面流动和降温幅度依次减小,而且减小的百分比随着当地最大风速的增加而变大,但摩擦係数的不同并不会改变二者的空间分布 。与卫星遥感海数据算得的海表面降温的对比表明,使用Powell et al.的风应力摩擦係数时所得的模拟结果与实测结果最为接近 。通过对比不同热带气旋引起的海洋上层回响得出:热带气旋造成的海表面降温的幅度以及各条等降温线的面积随着气旋强度和最大风速半径的增大而增大,随着气旋移动速度的增大而减小 。热带气旋引起的海表面降温的空间分布主要受到气旋移动速度的影响,移动速度越小的气旋引起的海表面最大降温越靠近轨迹 。海表面降温与热带气旋三个要素的拟合结果表明:在气旋移动速度较慢(小于4.5m/s)时,热带气旋造成的海表面降温主要受到气旋强度和移动速度的影响;在气旋移动速度较快(大于4.5m/s)时,气旋移动速度的影响作用减弱,海表面降温主要受气旋强度的控制,而气旋最大风速半径的影响作用始终很小 。热带气旋引起的海洋内部的混合与上升流都能造成海表面降温,模拟结果的对比表明,混合造成的降温幅度随着气旋强度和最大风速半径的增大而增大,随着气旋移动速度的增大呈现先变大后减小趋势 。上升流造成的降温所占总降温的百分比主要受到热带气旋移动速度的影响,而且是随着热带气旋移动速度的增大而减小的 。移动速度较慢的热带气旋经过时,由于上升流可以将大量的冷水输运到较浅的水层,所以即使这时气旋造成的混合较弱,混合发生的深度较浅,气旋依然能引起比较大的海表面降温 。而在气旋移动速度较大时,上升流对于海表面降温的贡献非常小,海表面降温基本由混合控制 。在最大降温点处,随着移动速度的增加,上升流造成降温的迅速减小掩盖掉了混合造成降温的先增大后减小的趋势,所以气旋造成的海表面最大降温的幅度是随着气旋移动速度的增加而减小的 。