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南极绕极流线性理论的一个摄动解

张庆华  刘娜  潘增第  
【摘要】:为了模拟南极绕极流区的流动,首先将环形条带区从Drake海峡处分开,并展成以经纬度为坐标的矩形区域。将模拟区划分为边界区和内部区。与Munk的大洋环流理论不同,在我们所考虑的线性化的涡度方程中保留了经向摩擦作用。这是基于绕极流流轴处的强剪切产生的经向摩擦项与β效应同等重要的判断。另外,内部区的北边界取为流线,而2个侧边界区的北边界视为南北水体交换的通道。基于巴西暖流穿过北边界流入和秘鲁寒流穿过北边界流出,以及常年有大于100Sv(平均约134Sv)的水体自西向东穿过Drake海峡的观测事实,引入了净通量条件。计算出了不同于Sverdrup流的更集中的内部区带状流的流线分布,这与观测大体一致。在Drake海峡处引入匹配条件,从而得到了完整的边界解。计算结果与理论分析指出,通过Drake海峡的流量远小于南极绕极流所带动水体的纬向通量是因为Drake海峡偏离绕极流流轴(也是南大洋西风带的主轴)。受南美大陆的阻挡,另一部分水体通过秘鲁寒流流出该海区。

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