我院2019屆碩士畢業生黃夏同學畢業論文《南印度洋海洋鋒面對海面風場的影響及其機制研究》獲評江蘇省優秀學術學位碩士學位論文

2021-01-20 河海大學海洋學院

論文題目：南印度洋海洋鋒面對海面風場的影響及其機制研究

作者：黃夏

指導教師：齊義泉教授、程旭華教授

印度洋海氣相互作用的研究越來越受到重視。本文利用高解析度的多源衛星遙感資料和再分析數據，以南印度洋海域（10°E-120°E，60°S-20°S）的中尺度海氣相互作用研究為切入點，重點分析了該區域海洋鋒面的海面溫度（SST）擾動對海面風場的影響，取得了如下創新性結論：

（1）大風事件（>20m/s）在南半球冬季頻繁發生，而南印度洋海面風場的天氣尺度信號和年際信號顯著，且平均風場更強，大風事件的發生頻率更高。分析衛星遙感觀測的SST發現，南印度洋的SST鋒面特徵也更顯著，且其鋒面暖側的海面風場2-10 天的高頻信號比冷側強。

圖1 （a）南半球冬季（JJA）（b）南半球春季（SON）（c）南半球夏季（DJF）和（d）南半球秋季（MAM）的大風頻率的氣候態季節平均的空間分布圖（單位：%，填色），疊加在氣候態季節平均的SST等值線（單位：℃，白色等值線）和海面風矢量（單位：m/s，黑色箭頭，箭頭長短表示風速的大小，箭頭方向表示風場方向）上。

（2）南半球冬季大風事件頻繁發生主要受大尺度風暴軸的影響，而在有顯著海洋鋒面特徵的亞南極鋒暖側和厄加勒斯角南部海域，它們大風事件發生的頻率還受到海洋鋒面的影響。風場從鋒面冷側吹到暖側時，海氣邊界層極不穩定，並伴隨著感熱和潛熱通量的增加，從而加強動量垂向混合，將高空動量輸送到海面以增強海面風速。而此時，海面風場在鋒面暖側增強，在鋒面下遊因受到海面摩擦力的作用而減弱，引起海面風場輻合，引發劇烈的上升運動，其影響可到達對流層。

圖2 區域B的43°S緯向斷面上的（a）海氣溫差SST-SAT（℃，白色等值線）和海氣通量（QS+QL）的年循環；（b）南半球冬季的垂向動量交換（單位：m/s2），本文中垂向動量交換由公式計算；（c）大風頻率的年循環（單位：%）；（d）南半球冬季垂向風速的氣候態平均，即上升運動（單位：Pascal/s，向下為正）；（e）降雨的年循環（單位：mm/day）；（c）和（e）中的白線是OISST的SST年平均等值線，（b）和（d）中的白線是各自的零等值線。

（3）除了季節變化外，南印度洋大風頻率還表現出明顯的年際變化特徵，並與南半球環狀模（SAM）有關。當SAM 處於正位相時，大風頻率在亞南極鋒以南的開闊海域出現正異常，而在以北海域出現負異常。此外，大風頻率在2001年前後還呈現了位相偏移現象，這與風暴軸強度減弱以及西風帶緯向風速減弱有關。

（4）論文還結合熱量交換過程分析了研究海域混合層和障礙層的變化特徵，結果顯示，南印度洋的混合層深度和障礙層厚度都呈現出顯著的季節差異性和空間不均勻性。在南半球冬季，亞南極鋒暖側的海表熱損失減弱了海洋層結，增強了水體的垂向混合，從而加深了混合層。同時，暖側的強降雨降低了海表鹽度，使層結更加穩定，從而促進障礙層的產生和增強。

學院以「立德樹人」為宗旨，全面貫徹黨的教育方針，高度重視研究生培養工作，實施教學與科學研究一體化發展戰略，將人才培養、科學研究與行業服務緊密結合，力爭儘快建成國際知名、國內一流的海洋科學前沿自主創新研究基地和高層次人才培養基地，為把中國建設成海洋強國貢獻力量！

編輯：張小東

審核：安傑晶

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