关于大洋环流西向强化介绍

[拼音]：dayang huanliu xixiangqianghua

[外文]：western intensification of ocean circulation

在大洋低、中纬度的副热带流旋中，西边界处海流的流幅变窄，流层加厚和流速增大的现象。例如在北大西洋和北太平洋的副热带流旋中，自东向西的北赤道流分别抵达美洲东岸和亚洲东岸后，向北分别成为强大的湾流和黑潮，这便是大洋环流西向强化的典型实例。湾流表面流幅最窄处介于100至150公里之间，流的厚度最大可达4000米左右，表面流速可强达250厘米/秒，流量可高达150×106米3/秒。黑潮表面最窄处的流幅约 150公里，流的厚度最大可达3000米左右，表面流速最强约为200厘米/秒，流量可大到65×106米3/秒。

由于大洋西边界处还存在较强的热盐环流，其上层部分从南半球流向北半球。热盐环流在南半球因与大洋环流西向强化流的流向相反，从而部分地抵消了南大西洋和南太平洋的西向强化流，并形成巴西海流和东澳大利亚海流；在北半球，热盐环流因与大洋环流西向强化流的流向相同，从而增强了西向强化流的流速，并形成了湾流和黑潮。这样便使北半球的大洋环流的西向强化现象比南半球更为显著。

1948年，H.M.施托梅尔研究了一种平底矩形大洋的全流（单位时间通过从海面到海底的单位宽度内的海水体积或质量模式），其海面上有正弦式行星风系作用，海底有底摩擦存在，科里奥利参量随纬度只作简单的线性变化。他首先证明了大洋环流西向强化现象是由于科里奥利参量随纬度发生变化造成的。

1950年，W.H.蒙克进一步考虑了海洋实际行星风力和水平湍流摩擦力，并考虑科里奥利参量随纬度的线性变化，建立了行星风应力涡度，行星涡度和高阶水平湍流摩擦力涡度三者间平衡的全流模式。若大洋东西两边的海流速度值相等，总涡度不等于零，于是不满足涡度守恒定律。当西边流速显著增加，东西两边呈明显不对称时，在大洋东部，风应力涡度（-1.0/秒）基本上与行星涡度（+0.9/秒）取得平衡（此外，水平湍流摩擦力涡度很小，约为+0.1/秒）；但在大洋西部，因流速大而狭窄，使水平湍流摩擦力的涡度（+10.0/秒）和行星涡度(-9.0/秒)大大增加，并与该处的风应力涡度(-1.0/秒)取得平衡，从而满足涡度守恒定律。这样，就可从涡度平衡的观点上说明环流西向强化的原因。

大洋环流西向强化的原因，还可以从行星波能量的传播来说明：因为尺度较小的罗斯比波的能量是向东传播的，而尺度较大的罗斯比波的能量是向西传播的。当行星风应力将各种尺度波动的能量输入到海水之后，小尺度的能量移向大洋东边界，并在那里作为大尺度分量向西反射；而大尺度的能量移向大洋西边界，并在那里作为小尺度分量向东反射。因此大洋西边界便成为小尺度波动的一种能源，从而发生了闯洋环流的西向强化现象。

参考书目

1. S. Pond，G. L. Pickard，Introductory Dynamic Oceanography，Pergamon Press，New York，1978.
2. J.Pedlosky，GeophysicalFluid Dynamics，SpringerVerlag，New York，1979.