2011年台风对南海海洋上层的影响解析

本 科 毕 业 论 文

2011年台风对南海海洋上层的影响

学生姓名

董仕 学号 010********* 指导教师 姜霞

院、系、中心

海洋环境学院 专业年级 大气科学2008级

论文答辩日期 2012 年 5 月 31 日

中 国 海 洋 大 学

分类号—————————————————————————————————密级 —(宋体小五号)

UDC

2011年台风对南海海洋上层的影响

完成日期：

指导教师签字：

答辩小组成员签字：

摘要

本文主要是运用Argo浮标和海表面温度等观测资料，对2010年南海海洋上层混合层对所经过热带气旋的响应进行相应的分析。通过分析，获得了以下的结论2011年南海台风对海水上层产生了很强的影响，引起混合层深度的加深，对混合层的温度起了降温的效应；台风强度越强，混合层的深度加深程度越大；而风速对于混合层有着较强的降温效应而且风速越大降温效应越明显，台风风速和海表面的温度具有负相关。

关键词：热带气旋南海混合层 Argo浮标

Upper ocean response to typhoon in the South China Sea during

2011

Key words

目录

1 引言 (1)

2 资料和处理 (2)

2.1 热带气旋观测资料和处理 (2)

2.2 Argo浮标的观测资料和处理 (4)

2.3 TMI数据资料 (5)

2.4 WindSaT数据资料 (5)

3 2011年南海热带气旋特征分析 (5)

3.1 南海台风的概况 (5)

3.2 2011年南海热带气旋气候背景 (7)

4 海洋上层对热带气旋的响应 (7)

4.1 2011年8个台风对混合层温度、混合层深度的影响 (7)

5 个例分析 (8)

5.1 台风HAIMA个例分析 (9)

5.1.1 台风过境前后的海温变化情况 (9)

5.1.2 台风过境前后混合层深度的变化 (11)

5.1.3背景场分析 (12)

5.2 台风NOCK-TEN个例分析 (15)

5.2.1 台风过境前后的海温变化情况 (15)

5.2.2 台风过境前后混合层深度的变化 (17)

5.2.3 2011年6月、7月南海背景场对比分析 (19)

6 结论 (19)

1 引言

热带气旋是形成于热带或者副热带洋面上的，具有有组织对流和确定的强烈气旋性地面环流的非封面性天气尺度系统，中心为暖心结构，同时它也是一种强烈的海气相互作用的过程，会对受影响的地区造成严重的灾害。足够大的暖性洋面为热带气旋的形成提供了大量的能量，而海洋的上层提供了能量的主要部分。热带气旋过境时，海表面的风力迅速加大，使得海洋的混合层下部的冷水上翻，与上层温度高的海水混合，使得混合层海水的温度下降同时混合层的深度也在加深`]1[，Price认为海水变冷是海洋混合层到大气的热通量最主要的原因，而直接的海气热交换引起的降温效果比较小]11[。刘增宏、许建平等人对2001—2004年期间西北太平洋海洋上层对热带气旋的响应已经做了相应的研究，认为热带气旋过境后混合层的深度会加深；70%以上的混合层温度会下降，最多可达到5℃，并且温度的下降与所在气旋路径的位置有密切的关系；除此之外，他们还发现超过一半的混合层坡面的盐度会下降。杨晓霞等人已对1998-2000年热带气旋对起南海海表面降温的作用进行了研究，得出热带气旋过后通常会在上层海洋引起冷迹, 即路径附近的海表面温度降低，有43.7%的热带气旋(46.7%)引起的最大降温位于热带气旋路径右侧]2[。

热带气旋过境时，海面及海面以上的风力十分的大，由于夹卷作用，会引起巨大的波浪和海流，再加之热带气旋的路径难以预测，通过过去的测量仪器很难精准的测得热带气旋经过时海洋上层的实际观测资料。为了研究1999年8月

Den2nis飓风经过前后北大西洋海域海洋上层的变化，D Asaro曾利用空投中性浮子(观测深度和温度)来进行统计研究；一些锚碇浮标的时间序列观测资料也被用于偶然经过的热带气旋对海洋影响的研究]15[。而近来，由于卫星的发展，人们将卫星遥感数据广泛的应用于研究海洋上层对热带气旋的响应，例如用TMI和Windsat等资料来反应热带气旋过境前后大气背景场的变化。

从2000年国际Argo计划正式的实施到现在，已有成千上万的Argo浮标被

投放到全球的各个大洋中，截止2012年3月21日，全球各大洋一共投放了8512个Argo剖面浮标，其中活跃浮标为3324个，每年将可提供多达10万个剖面(0～2000m水深)的海水温度和盐度资料，每个浮标每隔10d发送一组取自2000m到海面的温度和盐度剖面资料。在全球大洋内每隔大约3个经纬度布设一个浮标,其数据通过卫星快速传送到气候(或海洋)预报中心]16[。大量的同步的Argo 资料将会使人类能更好地监测全球海洋上层的动态变化, 可大大地加深对海洋混合层、温跃层的温度、盐度垂直结构、环流及能量、淡水平衡过程的了解, 提高对中尺度海气相互作用过程( 热带气旋和热带气旋风暴) 的预报能力, 揭示海气相互作用的机理, 进一步完善海气耦合模式, 提高长期天气预报和短期气候的预测能力。本文就是针对Argo浮标的数据对南海热带气旋和南海海洋上层的相互影响进行研究。

2 资料和处理

本文要研究的是热带气旋过境前后海洋上层的各要素场的变化，所用的数据来自法国海洋开发研究院（ifremer）或美国全球海洋数据同化试验（GODAE）设立的全球Argo资料中心（GDACs），结合日本气象厅（JMA）所提供的热带气旋数据，根据台风的路径筛选出2011年时间上在热带气旋过境前后，空间上位于南海热带地区（3—23°N， 100—122°E）的Argo浮标，将台风中心位置与相应的Argo浮标对应起来，经过计算、统计、对比，得出热带气旋过境前后海洋上层的相应，包括混合层的深度、温度变化。对个例2011年6月第4号台风HAIMA和8号台风NOCK-TEN进行个例分析，挑选出这两个台风强度、路径、经历时间、风速等详细的数据，通过TMI、Windsat绘制出的海表面温度和风场分析台风经过前后的背景信息，筛选与各台风相对应的Argo浮标进行计算、差值等处理，得到混合层深度、混合层温度等数据，最终总结南海海洋上层对台风的各种不同的响应。

2.1 热带气旋观测资料和处理

热带气旋的观测资料来自日本气象厅（JMA），该资料涵盖2011年所有21