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目 录

1. 引言 1
2. 模式与数据 3
3. 模拟结果 5

3.1 南海表层环流的季节特征 5

3.2 一次季风转换过程中环流对风的响应 6

3.3 南海边界流 10

4. 结论 11

5. 参考文献 12

6. 致谢 16

南海环流对风场的响应

赵宇慧

，China

Abstract: The upper-layer circulation of the South China Sea (SCS) is generally cyclonic in winter and anticyclonic in summer, which by the previous studies is driven by monsoon winds and Kuroshio intrusion through the Luzon Strait. This study focuses on the influence of monsoon; for this purpose, we set up a SCS model using ROMS, with all the open boundaries closed. It is shown that the seasonal variability of the northern SCS circulation disappears, and eastern boundary currents appear near the Luzon Strait and Palawan Island, with much lower intensity and different variability pattern when compared with western boundary currents. Besides, we also find that it takes the SCS only one month to switch between its circulation patterns, while for the driver, i.e., the monsoon, the time is three months on average.

Key words: South China Sea; ROMS; monsoon

1.引言

南海是位于亚洲东南部的半封闭海域，是西太平洋最大的边缘海。其地理范围约为南纬3度至北纬24度，东经99度至121度，面积约为，如图1所示。南海区域内有若干个较为重要的海峡，连接南海与其它海域：位于南海东北部的台湾海峡，连接中国南海与黄海；位于其南部的加斯帕海峡与卡里马塔海峡，连接南海与爪哇海；位于其东侧，在台湾岛与吕宋岛之间的吕宋海峡连接南海与西北太平洋。研究表明吕宋海峡（深度为2400米）对南海环流影响极大，黑潮在此处的入侵会对改变南海内部的环流形态。南海位于南亚季风区。夏季，南海上空由西南风主导，平均风速约为6米/秒；冬季则由强度更大的东北风主导，平均速度为9米/秒。南海上空季风的转换发生于春季和秋季。在3月末，南海上空开始由冬季风转变为夏季风，该转换从北至南发生，至夏季时，整个南海由夏季风控制；到了9月，南海上空则开始由夏季风转变为冬季风，该转换同样从北至南发生，至冬季时，整个南海由冬季风控制。尽管每一年南海上空季风转换的具体起始时间与时长受不同因素影响会有所不同，但其以一年为周期的转换一直存在。

图 1 南海地形图。其中等值线为等深线。摘自Chu等（1999）。

对于南海环流的研究，最早始于上世纪中期。近三十年来，定点观测、卫星遥感与数值模式等多种海洋研究方法迅速发展，基于不同方法的相关研究揭示了南海表层环流的详细特征。Wyrtki（1961），徐锡桢等（1982），Li等（1999），Mao等（1999），Shao等（1999），Wang等（2000），Morimoto等（2000），Qu（2000），利用水文观测与卫星观测数据对南海表层环流进行了描述与分析，结果表明南海表层环流具有明显的季节转换特征。冬季，南海表层环流整体为气旋式，夏季则为反气旋式形态。伴随这种海盆尺度气旋式与反气旋式环流形态存在的，还有位于南海内部不同位置的涡旋（Hu等，2000）。冬季，当整个南海的表层环流表现为气旋式形态时，在吕宋岛西部及中南半岛东南部存在两个明显的气旋式环流（图2a所示）。夏季，南海整体为反气旋式环流时，在海南岛东南部有一反气旋式环流，而在中南半岛东南部冬季的气旋式环流变为反气旋式环流；此外在中南半岛东部、北纬14°附近还存在一个气旋式环流（图2b所示），有研究显示该气旋式环流与位于其南侧的反气旋式环流在夏季组成一偶极子，该偶极子伴随强的越南沿岸急流（Wang等，2006）。南海上层环流的一个显著特征是南海环流的西向强化现象（Wyrtki，1961），表现为在越南沿岸的一支强西边界流。该流具有与大洋中典型西边界流，如黑潮、湾流等相似的特征：流幅窄、流量大、流速快，但却又有与其十分不同的特点：季节转换特征。南海西边界流冬季向西南方向流动，夏季则转为向东北方向流动（Fang等，2012）。除此之外，在海南岛以东、广东外海陆架及深海区域还存在一支终年向东北方向流动的海流，称为南海暖流（管秉贤，陈上及，1964）。前人的研究指出，南海（特别是南海南部）上层环流主要由其上空的季风驱动。Pohlmann （1987），Mao等（1992），Zhang等（1994），Shaw和Chao（1994），Zhang和M. Y.等（1995）使用数值模式模拟南海上层环流，验证了南海表层环流的季节性特征，并得到了与前人一致的结论，即南海表层环流主要受南海季风控制。

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