基于拉格朗日视角的厄加勒斯系统研究

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厄加勒斯溢流作为连接印度洋和大西洋的重要通道,将印度洋高温高盐的海水输送到大西洋,是大西洋经向翻转环流上层分支的重要来源,因此厄加勒斯溢流的变化对全球大洋环流和全球气候变化有着至关重要的作用。近年来研究表明厄加勒斯溢流在过去几十年里呈增加趋势,但是其影响因素还存在较大争议,探究其与厄加勒斯流、厄加勒斯反曲的位置和厄加勒斯回流之间的关系有助于进一步了解其变化的影响因素和物理机制。本文在分辨率为1/12°的HYCOM流场中用拉格朗日粒子追踪的方法估测厄加勒斯溢流和厄加勒斯回流的体积输运量,同时利用海表面高度等高线得到对应时间厄加勒斯反曲的位置,分别从年际和季节尺度上分析厄加勒斯系统各部分的体积输运量和厄加勒斯反曲点位置的变化以及绝对量和相对量的相关关系。为了排除厄加勒斯溢流和回流体积输运量对厄加勒斯流的响应存在时间滞后的影响,本文统计厄加勒斯流每次释放的虚拟粒子分别进入厄加勒斯溢流和厄加勒斯回流的流量,研究所得流量与厄加勒斯流体积输运量的关系。此外,本文还利用拉格朗日粒子追踪模型对厄加勒斯流进行反向追踪,分析厄加勒斯流的主要来源及相应路径的垂向分布特征。经过对厄加勒斯系统各部分的多角度分析,本文在前人研究基础上发现:厄加勒斯流体积输运量越大,厄加勒斯溢流输运量所占比例越小;厄加勒斯反曲的位置极端偏东时为“粘性状态(viscous regime)”,极端偏西时为“湍流状态(turbulentregime)”;月平均厄加勒斯反曲位置越偏西,厄加勒斯溢流流量越大而回流流量越小。这些结论扩展和细化了对厄加勒斯系统各部分相互作用的认识,有助于理解厄加勒斯系统在不同时间尺度的气候变率背景下的响应。
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