Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Những bất thường về nước lạnh ở lớp giữa của eo biển Đài Loan phía Bắc vào mùa xuân—một phương pháp số
Tóm tắt
Các bất thường về nước lạnh đã được phát hiện ở lớp giữa của eo biển Đài Loan phía Bắc vào mùa xuân năm 2015. Nước lạnh được tìm thấy ở độ sâu khoảng 10–20 m, với nước ấm nằm ở cả phía trên và phía dưới lớp nước lạnh này. Nghiên cứu này đã điều tra hiện tượng này bằng cách sử dụng mô hình đại dương hoạt động ba chiều, trong đó lưu lượng nhiệt ròng trên bề mặt biển đã được điều chỉnh bằng cách đưa vào nhiệt độ trên bề mặt biển (SST) phù hợp lấy từ dữ liệu cảm biến từ xa, trong khi vẫn duy trì một mức độ kỹ năng mô hình hợp lý liên quan đến các tham số khác. Các hiện tượng bất thường nước lạnh đã được tái hiện một cách hợp lý trong mô hình, và cơ chế của nó có thể được xác định thông qua phân tích quá trình động lực và chẩn đoán nhiệt của các kết quả mô hình. Vào mùa xuân năm 2015, khi gió mùa đông bắc ở eo biển Đài Loan giảm và chuyển sang gió mùa tây nam, sự chuyển động ra khơi, liên quan đến cả điều chỉnh địa thế và vận chuyển Ekman ở lớp trên, đã được bổ sung bởi sự vận chuyển Ekman ngược chiều ở mức dưới, dẫn đến sự hiện diện của nước ấm ở đáy. Trong khi đó, bức xạ mặt trời gia tăng đã làm nóng nước ở bề mặt. Trong phân tích chẩn đoán mô hình, các tác động làm ấm như vậy có thể được chứng minh qua vận chuyển ngang ngang eo biển và khuếch tán thẳng đứng, trong khi ở lớp giữa, hiệu ứng làm ấm không đặc biệt rõ ràng, là nguyên nhân dẫn đến bất thường nước lạnh.
Từ khóa
#bất thường nước lạnh #eo biển Đài Loan #mô hình đại dương #vận chuyển Ekman #phân tích quá trình động lựcTài liệu tham khảo
Barnier B, Siefridt L, Marchesiello P (1995) Thermal forcing for a global ocean circulation model using a three-year climatology of ECMWF analyses. J Mar Syst 6:363–380. https://doi.org/10.1016/0924-7963(94)00034-9
Chapman DC (1985) Numerical treatment of cross-shelf open boundaries in a barotropic coastal ocean model. J Phys Oceanogr 15:1060–1075. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1985)015<1060:Ntocso>2.0.Co;2
Chen XY, Qiao FL, Ge RF, Xia CS, Yuan YL (2006) Development of subsurface warm water in the East China Sea in fall. J Geophys Res-Oceans 111:15. https://doi.org/10.1029/2005jc003163
Chen ZY, Yan XH, Jiang YW (2014) Coastal cape and canyon effects on wind-driven upwelling in northern Taiwan Strait. J Geophys Res-Oceans 119:4605–4625. https://doi.org/10.1002/2014jc009831
Cushman-Roisin B, Beckers J-M (2011) Chapter 15 - dynamics of stratified rotating flows. In: Cushman-Roisin B, Beckers J-M (eds) International Geophysics, vol 101. Academic Press, pp 473–520. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-088759-0.00015-8
Ding ZX, Lan SF (1995) A preliminary analysis of the distribution of the inverse types of temperature and its formative causes in the southern yellow sea and the east china seas in spring and winter. Mar Sci 19:35–39 (in Chinese with English abstract)
Egbert GD, Erofeeva SY (2002) Efficient inverse modeling of barotropic ocean tides. J Atmos Ocean Technol 19:183–204. https://doi.org/10.1175/1520-0426(2002)019<0183:Eimobo>2.0.Co;2
Fairall CW, Bradley EF, Rogers DP, Edson JB, Young GS (1996) Bulk parameterization of air-sea fluxes for Tropical Ocean Global Atmosphere Coupled Ocean Atmosphere Response Experiment. J Geophys Res-Oceans 101:3747–3764. https://doi.org/10.1029/95jc03205
Flather RA (1976) A tidal model of northwest European continental shelf memo. Soc Roy Sci Liege 6:141–164
Guan BX (1999) Phenomenon of the inversion thermocline in winter in the coastal water of the west of east china sea and its relation to circulation. J Oceanogr Huanghai Bohai Seas 17:1–7 (in Chinese with English abstract)
Hao JJ, Chen YL, Wang F (2010) Temperature inversion in China seas. J Geophys Res-Oceans 115:12. https://doi.org/10.1029/2010jc006297
Hong HS, Chai F, Zhang CY, Huang BQ, Jiang YW, Hu JY (2011) An overview of physical and biogeochemical processes and ecosystem dynamics in the Taiwan Strait. Cont Shelf Res 31:S3–S12. https://doi.org/10.1016/j.csr.2011.02.002
Hu JY, Kawamura H, Hong HS, Pan WR (2003) A review of research on the upwelling in the Taiwan Strait. Bull Mar Sci 73:605–628
Hu JY, Kawamura H, Li CY, Hong HS, Jiang YW (2010) Review on current and seawater volume transport through the Taiwan Strait. J Oceanogr 66:591–610. https://doi.org/10.1007/s10872-010-0049-1
Hu JY et al (2011) Variable temperature, salinity and water mass structures in the southwestern Taiwan Strait in summer. Cont Shelf Res 31:S13–S23. https://doi.org/10.1016/j.csr.2011.02.003
Jan S, Wang J, Chern CS, Chao SY (2002) Seasonal variation of the circulation in the Taiwan Strait. J Mar Syst 35:249–268. https://doi.org/10.1016/s0924-7963(02)00130-6
Jan S, Sheu DD, Kuo HM (2006) Water mass and throughflow transport variability in the Taiwan Strait. J Geophys Res-Oceans 111:15. https://doi.org/10.1029/2006jc003656
Jiang YW, Chai F, Wan ZW, Zhang X, Hong HS (2011) Characteristics and mechanisms of the upwelling in the southern Taiwan Strait: a three-dimensional numerical model study. J Oceanogr 67:699–708. https://doi.org/10.1007/s10872-011-0080-x
Liao EH, Jiang YW, Li L, Hong HS, Yan XH (2013) The cause of the 2008 cold disaster in the Taiwan Strait. Ocean Model 62:1–10. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2012.11.004
Lin XY, Yan XH, Jiang YW, Zhang ZC (2016) Performance assessment for an operational ocean model of the Taiwan Strait. Ocean Model 102:27–44. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2016.04.006
Lu WF, Yan XH, Jiang YW (2015) Winter bloom and associated upwelling northwest of the Luzon Island: a coupled physical-biological modeling approach. J Geophys Res-Oceans 120:533–546. https://doi.org/10.1002/2014jc010218
Oey L, Chang YL, Lin YC, Chang MC, Xu FH, Lu HF (2013) ATOP - the advanced Taiwan Ocean prediction system based on the mpiPOM. Part 1: model descriptions, analyses and results. Terr Atmos Ocean Sci 24:137–158. https://doi.org/10.3319/TAO.2012.09.12.01(Oc)
Oey LY, Chang YL, Lin YC, Chang MC, Varlamov S, Miyazawa Y (2014) Cross flows in the Taiwan Strait in winter*. J Phys Oceanogr 44:801–817. https://doi.org/10.1175/jpo-d-13-0128.1
Qiu Y, Xu JD, Guo XG, Lin N, Zhou XW (2012) Temperature inversion in the Taiwan Strait during northeast monsoon. Acta Oceanol Sin 34:13–22 (in Chinese with English abstract)
Shchepetkin AF, McWilliams JC (2003) A method for computing horizontal pressure-gradient force in an oceanic model with a nonaligned vertical coordinate. J Geophys Res Oceans 108:34. https://doi.org/10.1029/2001jc001047
Shchepetkin AF, McWilliams JC (2005) The regional oceanic modeling system (ROMS): a split-explicit, free-surface, topography-following-coordinate oceanic model. Ocean Model 9:347–404. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2004.08.002
Song Y, Haidvogel D (1994) A semi-implicit ocean circulation model using a generalized topography-following coordinate system. J Comput Phys 115:228–244. https://doi.org/10.1006/jcph.1994.1189
Thadathil P, Gosh AK (1992) Surface layer temperature inversion in the Arabian Sea during winter. J Oceanogr 48:293–304
Ueno H, Yasuda I (2005) Temperature inversions in the subarctic North Pacific. J Phys Oceanogr 35:2444–2456. https://doi.org/10.1175/jpo2829.1
Wang ZS, Xu BC, Zou EM, Liao QY (2002) Formation causes of the intermediate cold water in the Northwestern East China Sea. Adv Mar Sci 20:68–72 (in Chinese with English abstract)
Wang J, Hong HS, Jiang YW, Chai F, Yan XH (2013) Summer nitrogenous nutrient transport and its fate in the Taiwan Strait: a coupled physical-biological modeling approach. J Geophys Res-Oceans 118:4184–4200. https://doi.org/10.1002/jgrc.20300
Wang J, Hong HS, Jiang YW (2016) A coupled physical-biological modeling study of the offshore phytoplankton bloom in the Taiwan Strait in winter. J Sea Res 107:12–24. https://doi.org/10.1016/j.seares.2015.11.004
Willmott CJ (1981) On the validation of models physical geography. 2:184–194. https://doi.org/10.1080/02723646.1981.10642213
Wu CR, Chao SY, Hsu C (2007) Transient, seasonal and interannual variability of the Taiwan Strait current. J Oceanogr 63:821–833. https://doi.org/10.1007/s10872-007-0070-1
Xiao H, Guo XG, Wu RS (2002) Summarization of studies on hydrographic characteristics in Taiwan Strait. J Oceanogr Taiwan Strait 21:126–138 (in Chinese with English abstract)
Xu BC, Wang ZS, Zou EM, Liao QY (2000) The spatial and temporal variations of the characteristics of the intermediate cold water in the northwest of the East China Sea. J Oceanogr Huanghai Bohai Seas 18:1–7 (in Chinese with English abstract)
Yan WB (1991) The inversion thermocline in Taiwan Strait. J Oceanogr Taiwan Strait 10:334–337 (in Chinese with English abstract)
Yang JY (2007) An oceanic current against the wind: how does Taiwan island steer warm water into the East China Sea? J Phys Oceanogr 37:2563–2569. https://doi.org/10.1175/jpo3134.1