數值模擬及觀測解綠島尾渦流之物理機制

從臺灣東南海域的衛星圖像上,經常可以觀察到綠島背流處具有渦流特徵(附圖一),綠島猶如一根攪拌黑潮水的棍子,會造成營養鹽(或其他生化參數)幫浦及紊流混合,然而此一海洋現象背後的物理仍有待釐清。本所學生劉治綸與張明輝老師,使用MITgcm模式成功模擬三維綠島尾渦流變化,並以實測資料驗證之。模擬結果析顯示順時針及逆時針轉的亞中尺度渦旋在背流處交替形成,並夾帶湧昇或紊流混合造成的冷水向下游行進,形成類似於馮卡門渦街的分布型態(附圖二),進一步分析顯示馮卡門渦街確實為主控渦流的物理機制,但受到正壓不穩定(barotropic instability)及慣性不穩定(inertial instability)的調變,為次要物理機制.此外,模式結果亦歸納出尾渦流場中發生紊流的熱點為在渦旋與背景黑潮主流交界處的剪力層(free shear layer),成因為剪力層中的渦管傾斜所造成。詳細研究成果請參閱論文資訊。(張明輝)

Liu, C. -L. and M. -H. Chang* (2018), Numerical studies of submesoscale island wakes in the Kuroshio. Journal of Geophysical Research: Oceans, 123. https://doi.org/10.1029/2017JC013501

本研究下載處:

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2017JC013501

其他延伸閱讀:

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jgrc.20151

圖一、臺灣東南外海之中解析度成像分光輻射計圖像

圖二、(上)各深度溫度及流場變化,(下)各深度渦度及流場變化。