摘要
季节内尺度变化是连接天气系统和气候系统的重要纽带，是“无缝”多尺度气候系统中的重要组成部分，是提高长时间预报的重要研究方向。受印度洋活跃的大气季节内振荡影响，孟加拉湾的上层海流也存在强的季节内变化。已有的研究表明，与大气季节内变化有关的赤道波动过程和海洋内部不稳定是造成孟加拉湾上层海流出现季节内变化的主要原因。然而这两个因素之间的相互作用对影响孟加拉湾，尤其南部上层海流的季节内变化的具体物理机制还不清楚。受制于对次表层海流的长期观测的缺乏，对孟加拉湾南部上层海流季节内变化的季节和年际差异还需进一步研究。本文利用中国科学院南海海洋研究所从2015年4月-201 8年4月布放在孟加拉湾南部(5°N，90.5°E)的潜标观测数据，结合卫星观测和再分析数据，分析孟加拉湾南部上层海流的季节内变化特征。并进一步利用OFES(Ocean generalcir culation model For the Earth Simulator)模式输出数据分析其物理过程。研究结果可以为进一步深入了解该海域的海洋环流变化特征和提高海洋预报能力提供理论基础，更好地服务于该海域的航行安全。本文的研究内容和结果如下: (1) 2015年4月-2018年4月的潜标观测数据表明孟加拉湾南部上层海流存在明显的季节内变化。功率谱分析表明纬向流变化的峰值是半年变化（即180天左右），次峰值是季节内变化（70天左右），50-200m和200-500m的海流变化周期差异不大;相对于纬向流，经向流的变化频率更高，主要为20-90天的季节内变化周期，其中50-200m的海流季节内变化峰值约为45天，200-500m的季节内变化峰值为55天。潜标的小波功率谱分析表明，孟加拉湾南部海流的季节内变化频率（20-90天）在夏秋季比冬春季更强。潜标观测的孟加拉湾南部海流的季节内变化（对海流进行了20-90天带通滤波）能量在夏秋季比冬春季更强。 (2)使用卫星观测和再分析资料对孟加拉湾南部海域上层海流季节内变化的在不同季节的差异进行分析。结果显示孟加拉湾南部表层海流的季节内变化（20-90天）的能量也存在季节差异，与潜标观测一致，同样显示夏秋季比冬春季强。进一步使用OFES输出数据分析影响孟加拉湾南部上层海流季节内变化季节差异的主要机理。结果显示赤道波动过程在冬春季和夏秋季的差异不大，而与背景流有关的海洋内部不稳定则有显著差异，直接影响上层海流季节内变化的季节差异。夏秋季，西南季风流的垂向剪切增强和海洋层结变弱，导致上层海洋不稳定增长，进而是海流的季节内变化增强;而冬春季，弱的东北季风流垂向剪切和海洋层结的增强抑制海洋不稳定的发展，使得海流的季节内变化减弱。 (3)夏秋季西南季风流的不稳定能增强孟加拉湾南部上层海流的季节内变化。西南季风流的不稳定在孟加拉湾南部的东侧比西侧弱，这主要与西南季风流强度以及流轴的位置有关。潜标观测显示，2016年夏季孟加拉湾南部的东侧上层海流的季节内变化异常增强。2016年夏季与北半球夏季大气季节内变化抑制位相有关的东风异常驱动赤道上升Kelvin波向东传播，随后在东边界反射为向西的Rossby波以类涡旋（气旋式涡旋）的结构沿5°N向西传播，是造成海流出现季节内变化的主要原因。然而赤道的风场强度并不能与潜标观测的强海流季节内变化相匹配。进一步分析表明，2016年极端负IOD事件伴随的西风异常驱动较强的西南季风流，向东延伸可到达90°E附近，并通过正压和斜压不稳定转换增强了向西传播的Rossby波，使得夏季孟加拉湾南部的上层海流季节内变化显著增强。
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