【摘 要】
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本文首先利用AVISO（Archiving,Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic Data）卫星高度计资料、AVHRR（Advanced Very High Resolution Radiometer）卫星遥感数据,充分研究了大涡（Great Whirl,GW）的基本性质,进一步揭示了GW中心位置及相关特征变量的年际变化特
【基金项目】
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科技部重点研发计划“高分辨率海洋模式关键物理过程参数化方案的研发”（2017YFA0604100）; 科技部重点研发计划“全球“变暖”停滞现象辨识与机理研究”项目“全球变暖停滞中海洋动力热力过程对能量热量再分配的调制”课题（2016YFA0601803）; 中国国家留学基金管理委员会（CSC）
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本文首先利用AVISO（Archiving,Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic Data）卫星高度计资料、AVHRR（Advanced Very High Resolution Radiometer）卫星遥感数据,充分研究了大涡（Great Whirl,GW）的基本性质,进一步揭示了GW中心位置及相关特征变量的年际变化特征;然后再结合TMI（Tropical rainfall measuring mission Microwave Imager）卫星数据和欧洲中期天气预报中心再分析数据,分析了风速、水蒸气等大气特征变量对GW的响应特征;接着利用ROMS（Regional Ocean Modeling System）模式对GW进行数值模拟,通过一系列敏感性实验揭示了GW的产生与消亡机制,并分析了GW的三维结构特征;最后通过COAWST（Coupled Ocean–Atmosphere–Wave–Sediment Transport）耦合模式进一步分析了GW对大气的作用,通过湍动能（TKE）能量收支分析与动量诊断分析研究了GW影响大气的机制,并通过对比ROMS模式与COAWST耦合模式结果揭示大气对GW的影响。本文获得的主要结论如下:（1）1993年至2015年期间GW中心的平均位置为7.73°N,53.20°E,平均寿命为169天,平均半径为116.86km,平均归一化涡度为-0.53,平均涡动能为0.08m/s和平均变形率为0.58。GW中心位置、海表面温度（Sea Surface Tempertrue,SST）偏差、海平面异常（Sea Level Anomaly,SLA）偏差、半径、变形率、归一化涡度和涡动能,均表现出较为明显的年际变化特征。（2）GW的生成和消亡机制如下:1.西传罗斯贝波信号能够诱导GW产生,但并不是GW产生的必要因素;2.西南季风是维持GW的必要因素,同时也能够激发GW的产生;3.在没有西传罗斯贝波信号且没有西南季风的情况下,GW无法生成;4.西南季风的衰退与GW的消亡密切相关。（3）通过对GW中心海水温度和密度截面的分析发现,GW在垂向的影响主要集中在400m深度以上。此外,通过对GW不同深度的结构进行探测,发现GW在100m深度的平均半径最大（194.7km）,海表面的半径次之（173.6km）。从200m往下每隔100m,GW的半径逐渐减小,分别为172.2km、134.3km和125.8km,整体上呈现为碗状结构。（4）从湍动能能量收支分析发现,在季风阶段和非季风阶段浮力项与剪切项变化最大,但是这两项的量级均小于湍动能垂直输运项与耗散项。可知受到GW影响后,大气内产生的湍动能主要由垂直输运项贡献。在动量诊断部分的四项中,也存在两个量级较大的项,分别是气压梯度项与垂直混合项。西南季风期间的气压梯度项明显强于非季风阶段,而垂直混合项则较为接近,可见气压梯度项在动量输运的过程中占据主导作用。（5）耦合模式模拟的GW强度小于ROMS模式结果,但是耦合模式对GW的模拟效果更好。通过对比等温线和等密线下潜深度的变化情况,可以发现耦合模式中GW在垂向上对海水温度和密度的影响弱于ROMS的结果。造成这种结果的原因是,GW诱发的风应力旋度正异常会引起海水向上运动,从而抑制了GW本身向下的垂直运动,可以认为大气对GW的反馈作用减弱了GW在垂向对温度和密度的影响。
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