5.3.2.1 研究深度的选取
为了与前人在300 m以浅的研究进行对比[49],这里在研究台风过境时,将0~300 m深度作为研究深度。
5.3.2.2 海温的变化类型
为了解台风过境时,小尺度空间内,不同时段海温的纵深变化特征,并与SST数据进行对比,对台风桑美的每一个中心位置的纬度和经度分别增加和减少1.2。后的区域作为研究范围(图5.1中矩形),并根据桑美的路径数据表5.2,利用AIPOcean资料,获取2006年8月4日至2006年8月10日期间不同路径点的海温资料,根据上文的结论这里只考虑0~300 m深度。分别将过境当天温度减去过境前一天温度,过境后一天减去过境当天温度后,作出台风过境时海温的垂直变化总图5.4,细节大图5.5。其中Before表示过境前时间,After表示过境后时间。
由图5.5可知:在不同时间,0~300 m深度相同空间位置的海温,台风过境前后的变化不一致,有升温和降温两种变化。在路径点周围区域若前一时刻发生降温,则后一时刻容易发生升温(见图5.4中标识C、E)。并且与SST的变化相类似,最大降温位置会随着风速的变化而变化。
图5.4 台风过境前后,在不同时间下小尺度区域海温的垂直变化图(本图彩色版见附录)
图5.5 过境前后24 h海温差的细节大图(本图彩色版见附录)
在相同时间内,温度的垂直变化不一致的。台风过境前上下层变化差异明显,当中心最大风速为35m/s,在10 m深度出现明显降温(最大值约为0.8℃),200~300 m深度出现升温。当中心最大风速为50 m/s时,0~50出现降温,在75 m深度出现转折变化,在125 m以深开始出现明显升温(最大值约为1℃)。
5.3.2.3 垂直变化与深度的关系
为了分析垂直方向上,在不同深度温度差的变化率结构,将图5.4中各层的温度求和(水平面的积温),再除以深度差,以获得在不同台风风速下垂直温度变化在深度上的导数,得图5.6。(www.xing528.com)
由图5.6可知:台风过境期间,台风引起的海洋上层的温度变化主要在0~300 m深度范围。将0~300 m深度的变化可以分成“三层结构”,其中,在0~30 m深度变化剧烈,变化趋势简单。在30~125 m深度,变化较为剧烈,变化趋势复杂。在125~300 m深度,变化程度较平缓,趋势简单。
温差对深度的导数值范围为[—1,1],表明温差在垂直方向会有较大幅度的升温和降温变化。0~30 m层与30~125 m层的温度变化有相反的趋势。
当台风中心最大风速大于23 m/s时,垂直变化的剧烈程度随台风风速强度递增。
为了了解在同一深度,路经点周围水平方向上温度的变化。以2006年8月10日C点位置为例,选择将5 m、10 m、20 m、30 m、50 m、75 m深度作为计算深度作海温水平变化图5.7,其中黑色圆圈表示台风中心位置,箭头表示移动方向。
图5.6 台风过境前后,海温差在深度上的变化率图
图5.7 台风过境前后,在不同时间下海温水平的变化图(本图彩色版见附录)
由图5.7可知:在同一时间的水平方向,路经点四周的温度变化不一致。过境前24 h,在路径点西南方向5 m、10 m、20 m、30 m、50 m、75 m深度逐渐降温,在路径点东北方向逐渐升温。过境后24 h,在路径点西部方向5 m、10 m、20 m、30 m、50 m深度逐渐降温,在75 m出现明显升温。
综上所述:在台风桑美过境期间,不同的台风风速强度均导致2.4°×2.4°的台风中心区域0~300 m深度层的海温发生升温和降温两种变化,温度变化幅度为[-0.8℃,1℃]。在0~300 m深度的垂直变化类似于一个“三明治”的结构,其中在30~125 m层的变化形式复杂,变化程度显著。
那么以上结果中的30~125 m深度是否是台风对海洋的显著影响深度?
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