渤黄东海海表冷暖水舌的时空变化及机理分析

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海表冷暖水舌被广泛地用于定性描述海表水温(SST)的空间分布特征,但缺少定量的表述和研究。本文以海表冷暖水舌轴线的空间位置和温度为指标,从连续9年(2006-2014)2月的SST中提取海表冷暖水舌信息,研究了渤黄东海冬季的冷暖水舌时空变化特征及其形成机理。首先计算出冷暖水舌轴线的空间位置和对应的温度。其次,以水舌轴线的弧长为自然切向坐标,计算出冷暖水舌的平均位置、平均温度、位置距平及温度距平。第三,运用EOF的方法研究冷暖水舌位置距平和温度距平的年际变化。最后,估算出海流的平流热输送对水舌温度变化的贡献,探讨冷暖水舌形成的机理。结果表明,渤黄东海冬季存在2条冷舌和6条暖舌,即:东海北部冷舌、东海南部冷舌、黑潮暖舌、东海西部暖舌、对马暖舌、黄海南部暖舌、黄海中部暖舌和渤海暖舌。冷舌的位置分布在东海北部较为密集,在东海南部比较分散,暖舌的位置分布在渤海海峡处最为密集,在台湾东北部次之,在九州岛南部最为分散。冷暖水舌的温度在台湾东北部最高,随着纬度升高和水深变浅而逐渐下降,温度在济州岛南部和东海南部次之,到了渤海最低。温度标准差在九州岛西南部最低,在浙闽沿岸和黄海中部次之,在长江口和黄海北部最高。水舌位置的EOF前三个模态(73.4%)基本解释了其年际变化,其中空间第一模态呈同相分布,在东海中部及西部的变动幅度最大,空间第二和第三模态主要呈反相分布,分别在九州岛南部及黄海区域变动幅度较大。水舌温度的EOF第一模态(69.6%)呈空间同相分布,变动幅度在渤黄海较大,在东海南部较小。水舌位置和水舌温度都存在准2-3年周期的年际变化,但只有水舌位置EOF第二模态通过95%水平的显著性检验。海表相对较均匀的负净热通量(海洋向大气输送热量),使得浅水区SST比深水区下降得快,水深(上混合层深度)是冷暖水舌形成的原因之一:平流热输送的空间差异显著且在冷暖水舌区域中的作用最大,在冷舌区域起到降温作用,在暖舌区域起到增温作用,平流热输送是冷暖水舌形成的主要原因。
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