为展现我院优秀校友风采,拓宽学生科研视野,海洋与大气学院精心筹备了“同心·问海”优秀校友系列报告。7月23日,我院优秀校友广东海洋大学海洋海洋与气象学院谢玲玲教授应邀作为第14期(总第96期)嘉宾,作题为“南海西北陆架海水文动力过程及其对台风响应”的学术报告,报告由海洋与大气学院杨庆轩教授主持。
首先,谢玲玲教授总结了南海西北海域背景流场、锋面过程的分布特征及季节变化,指出了该海域秋季台风在气候变化背景下数量略有减少且强度明显增加,介绍了研究团队针对该海域多尺度动力过程复杂共存情形所进行的大规模观测。
接下来,谢玲玲教授针对琼东上升流区的三维流场及其对台风的响应过程进行了深入分析。在该区域,水平流场随深度向岸旋转;诊断所得垂向流速成明显的“上升-下沉-上升”条带结构。近岸垂向流速主要受风场引起的非线性埃克曼抽吸调控,锋面区域、陆坡区域垂向流速则分别受控于地转形变和地形变化。该区域湍流混合较弱,对垂向流速作用有限。台风过境时,琼东上升流区域温度、盐度场呈相反的变化特征,水平流场发生反转,垂向流速明显增强,进而导致垂向输送以平流为主,湍流扩散相对较弱。
此外,谢玲玲教授细致探究了粤西区域冷涡及锋面的显著季节变化及影响机制。粤西冷涡主要受风应力旋度和陆架北向流侧摩擦涡度的调控。粤西锋面的生成则主要依赖潮流导致的温度梯度增大。同时,谢玲玲教授指出秋台风过境会在粤西陆架区域引发明显的二次降温现象,其动力机制为强台风登陆扰动西风带南支槽导致的冷空气南下。
最后,谢玲玲教授还简单介绍了陆架波、南海中尺度涡方面的研究发现,并就粤西冷涡的特征、南海中尺度涡对粤西冷涡的影响、台风引发内孤立波的机制等问题与现场师生进行了深入探讨,现场气氛十分热烈。
图:谢玲玲教授报告现场照
附:“同心·问海”优秀校友系列访谈——谢玲玲
1.您在介绍琼东上升流区对台风的响应时,提到了台风会引发内孤立波并进一步将热量往陆架传播,请问具体是怎样的动力机制?
答:
关于台风引发内孤立波的现象,郑全安老师的文章中有翔实的分析推导:台风过境时的低气压会导致海洋上混合层的聚集、膨胀,从而在海面引起明显的隆起,台风过后,这部分高海面会以孤立子的形式向陆架方向传播。由于这是一个非线性的过程,因此在内孤立波在向岸传播的过程中会携带一部分外海高温的的水体,最终导致热量向陆架方向的传递。
2.请问南海西北陆架区域沿岸的冬季强锋面整体是什么机制,为什么其强度会有一个比较明显的空间不均匀性?
答:
这个区域在冬季有明显锋面的主要原因,是冬季时陆架近岸区域的水体温明显低于外海,这种显著的的温度差异就在两者的交界区域形成了显著的锋面。而不同区域之间锋面强度的差异,主要是由局地的动力过程导致的。比如说,珠江冲淡水会导致其附近区域锋面的变化,而在海南岛这里,夏季低温上升流会强化局地的锋面。这里还有一个比较有意思的点,就是我们观察到沿岸的强锋面经常在在粤西雷州半岛东侧发生中断、不连续,我们正在就这个现象展开研究,初步分析认为与地形方向改变导致的流场转变有关。
3.您报告中讲到风在开阔海洋中会导致中尺度涡的耗散,但在边缘海反而会促进中尺度涡的成长,请问这是什么原因?
答:
我们估算了不同区域风对中尺度涡的做功情况。在开阔海洋中,比如黑潮延伸体区域,风对中尺度涡做负功,抑制中尺度涡的发展;而在边缘海中,比如南海区域,风对中尺度涡主要做正功,促进中尺度涡的成长。其可能的动力机制是风对中尺度涡流场的作用,而中尺度涡的流场则中尺度涡的极性有关,还是以南海为例,风对中尺度涡的正功可能跟南海反气旋涡多于气漩涡有关。至于前人工作指出风对中尺度涡的耗散与极性无关,这大概率又跟中尺度涡的对称性有关,前人工作针对的是完全对称的中尺度涡,而实际海洋中的中尺度涡不会是完全对称的。因此风对中尺度涡的影响即与风场的强度与方向有关,也跟中尺度涡的形状和流场分布有关。
4.您在报告中提到了粤西冷涡这个现象,请问这个涡旋与黑潮在吕宋海峡处脱落的中尺度涡有什么关系吗?
答:
黑潮经过吕宋海峡时会脱落由一冷一暖两个涡旋组合而成的涡对,并往西传播,我们认为这种现象其实是南海内部的一种固有模态。这些涡旋往往沿着陆坡处的等深线运动,很难跨到陆架上去。而粤西冷涡则位于离岸较近的陆架区域,水深只有几十米,水平尺度也要明显小于南海内部的中尺度涡。因此,粤西冷涡并不源自南海内部中尺度涡向该区域的传播,一般认为风和流是其主要机制。