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传统/深海Argo拉格朗日轨迹模拟系统的研究及应用
Alternative TitleCore/Deep Argo Lagrangian simulation system and the relevant applications
王天宇
Thesis Advisor杜岩
2018
Degree Grantor南海海洋研究所
Degree Name博士
Degree Discipline物理海洋学
KeywordArgo,拉格朗日追踪,大洋中层环流,边缘海,中尺度涡
Abstract传统/深海Argo拉格朗日轨迹模拟系统可以针对传统Core Argo(停滞深度为1000米,最大下潜深度为2000米) 和新型深海Argo SOLO浮标(停滞深度为距海底500米)的水平和垂直运动进行模拟。该模拟系统首先基于1/12°南大洋模式流场,对西南太平洋区域(170°E-165°W, 25°S-45°S)的Argo浮标轨迹进行了模拟。受限于背景流场的空间、时间分辨率,以及模式中的浮标随机运动模块会引入部分系统误差, 因此针对少数浮标轨迹,模拟结果与真实观测存在偏差。尽管如此,在西南太平洋海区(尤其在大洋中层海流较为稳定的区域),对传统浮标阵列(Argo array)的短期(100天内)轨迹的模拟结果良好。而对于深海Deep Argo浮标的模拟结果显示,在开阔大洋Deep Argo浮标在100天内的位移一般小于50 km,这与目前收集到的观测结果十分吻合。Core/Deep Argo拉格朗日轨迹模拟系统的建立和完善将有助于现有传统Argo浮标布放策略进行优化,并对未来深海Argo计划在全球的推广提供初步的理论研究。基于该系统和涡分辨率的背景环流场(ECCO2),本文研究了Argo浮标的拉格朗日运动。我们发现在急流区,如南极绕极流(ACC)和西边界流(WBC)系统,浮标在其停滞漂流阶段会发生“加速”。这种“加速”是由涡-流相互作用导致:只有在平均流作用或者中尺度涡驱动下加速不会发生。我们的结果显示在中尺度涡影响下浮标会流向急流,在欧拉坐标系下表现为涡动量平流加速或者维持急流强度。在浮标的停滞漂流期内,浮标会有约2cm/s的加速,相当于背景流速的10%,这有可能会导致在利用浮标拉格朗日位置反演欧拉流场时,引入一个系统误差。该系统还可在边缘海系统中(如南海)模拟两类Argo浮标。通过对南海现有的6个传统Argo浮标的模拟,该系统可以预测其100天内的漂流轨迹。通过与真实浮标轨迹数据的对比,验证了该模拟系统的准确性。此外,根据该系统,我们初步探讨了深海Argo浮标阵列(时空分辨率为2°×2°×30天)在南海内区布放方案的可行性问题。
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18009
Collection学位论文(博士)
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GB/T 7714
王天宇. 传统/深海Argo拉格朗日轨迹模拟系统的研究及应用[D]. 南海海洋研究所,2018.
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