南海上層環流和熱結構特征的季節性時空演變數值模擬分析

許 婷

(1.交通運輸部天津水運工程科學研究所 港口水工建筑技術國家工程實驗室 工程泥沙交通行業重點實驗室,天津 300456;2.天津大學 環境科學與工程學院, 天津300072)

南海上層環流和熱結構特征的季節性時空演變數值模擬分析

許 婷1,2

(1.交通運輸部天津水運工程科學研究所 港口水工建筑技術國家工程實驗室 工程泥沙交通行業重點實驗室,天津 300456;2.天津大學 環境科學與工程學院, 天津300072)

文章基于POM模式模擬了南海上層環流和熱結構季節性變化特征，并且在此基礎上初步探討了南海環流和熱結構的主要影響因素。研究結果表明：季風是控制南海上層環流季節性變化的決定性因素，冬、夏季是南海季風盛行期，環流特征也較為典型，而春、秋季節是季風轉換期，上層環流出現多渦結構。南海熱結構分布最直接影響因素是太陽輻射的季節性變化和地理緯度，并且存在季風和洋流影響所產生的熱結構變化。除此之外，南海復雜地形和岸線也會間接影響南海環流形態和熱結構分布。

上層環流；熱結構；南海；POM模式；數值模擬

南海屬于面積較大、水深較深的陸緣海，海底地形十分復雜，平均水深超過1 000 m，最深處近6 000 m。南海處于東南亞季風核心區域，不同季節其風向變化明顯，屬典型的季風性氣候[1]，局地性海-氣相互作用現象十分顯著[2]。南海四周多被半島和島嶼包圍，地理環境較為封閉，強季風作用下形成的局地強迫作用是南海上層環流的主要驅動力[3]。

我國關于南海環流和熱結構方面的研究開始于20世紀60年代，當時研究手段多以海洋調查獲取觀測資料為主，相繼開展的多次南海大規模海洋調查活動獲取的風資料、海流資料等為開展南海海域研究提供了寶貴的基礎數據資料，但由于南海面積廣闊、自然環境、海底地形、海流狀況等十分復雜，因此現場調查工作開展起來比較困難，且獲取的實測資料十分有限，此階段研究并未取得重大突破。直到20世紀80年代末期，隨著海洋觀測技術手段的明顯進步、衛星遙感等技術的引入，尤其是開始采用數值模擬手段進行研究，南海環流和熱結構研究才迎來了嶄新的階段。

經過國內外海洋學者數十年堅持不懈的努力，南海環流和熱結構方面的研究已經取得了不少研究成果，例如1989年，曾慶存[4]基于二維全流方程模式，模擬了南海各月平均表層流，研究結果表明風生海流受海岸及海底地形約束產生的補償流是促成南海暖流的主要因素；1994年，Xie[5]采用非線性約化重力海洋模式研究了南海表層水溫年循環過程和物理機制，發現熱力強迫作用和海面動力強迫作用是維持南海表層水溫年循環的兩大主要動力因素。2006年，蘭健等[6]通過分析南海溫躍層時空分布變化規律，揭示了南海溫躍層的產生與南海環流運動和多渦結構有密切關系。2016年，韓玉康等人[7]結合高度計和SODA再分析資料，利用改進的挪威版HYCOM海洋模式對南海的中尺度渦現象開展了數值模擬研究，揭示了南海中尺度渦的結構特征、能量以及與背景場的相互作用。

然而，在眾多的前人數值模擬研究成果中，鮮有文獻報道全面考慮南海海面高度、海面熱通量、季風、溫度場、鹽度場、流等多因素條件模擬分析南海上層環流和熱結構特征隨季節不同其時空演變規律的變化情況，這也正是本文研究目的所在。

1 數據資料與模型配置

POM海洋模式是由美國普林斯頓大學Blumberg和Mellor提出的三維斜壓原始方程模式[8]，在世界上許多陸架海的廣泛應用過程中顯示了其優越性[9-11]，為避免贅述，本文略去了模式方程和差分格式介紹(詳見文獻[8])。

1.1計算域與網格剖分

圖1 南海計算域水深地形Fig.1 Topography of the South China Sea

南海計算域選取模擬范圍為99°E～135°E，1°S～32°N，包含了整個南海以及西太平洋的一部分。模型的西邊界設置在岸界上，可以避免人為設置開邊界引起的計算誤差。東邊界延伸在西太平洋，主要是為了更好地模擬黑潮，因為南海受黑潮影響較大，黑潮模擬的好壞直接影響到南海環流的模擬精度。

模式網格采用了正交曲線網格，一方面可以更好地擬合陸地邊界，另一方面可以減少計算量。模式網格格點數為381×301，分辨率約為10 km，采用較高的分辨率有助于模擬大、中尺度海水運動，垂向分為23個等sigma層。海底地形采用了分辨率為1分的地形數據ETOPO 1(Earth′s topography and bathymetry)。模式的最小水深設置為10 m，最大水深設置為5 500 m。計算域水深地形詳見圖1。

1.2計算條件配置

模式首先經過了15 a的預熱，具體過程為以World Ocean Atlas 2001(簡稱WOA 01)一月份的月平均溫度場和鹽度場為初始場，氣候態月平均的海表強迫場和側邊界條件進行驅動，從靜止開始積分，積分15年后模式狀態場達到平衡態。其中，模式海表強迫場采用美國國家環境預報中心(National Centers for Environmental Prediction，簡稱NCEP)的再分析資料，通過64 a(1948年～2011年)平均形成月平均的強迫場，包括風場、凈的短波輻射通量、凈的長波輻射通量、感熱通量和潛熱通量等。側邊界條件采用的SODA 2.2.4月平均再分析資料。宏波[12]對比了利用SODA、ECCO等不同的再分析資料做南海區域模式側邊界的結果，發現使用SODA資料模擬的黑潮的位置和強度效果較好，因此，本文使用SODA資料作為側邊界條件，包括側邊界的海表高度、溫度、鹽度和流場。在上述條件下，模式積分了15 a之后達到平衡態。

1.3模擬結果合理性檢驗

以spinup的結果作為真實年份模擬的初始場，SODA 2.2.4月平均再分析資料作為邊界條件，NCEP日平均的風場、凈的短波輻射通量、凈的長波輻射通量、感熱通量和潛熱通量等作為大氣強迫，本文進行了10 a(2001年～2010年)的模擬試驗，以檢驗POM模式在南海的模擬性能。以10 a平均狀態作為南海氣候態，圖2給出了POM模式模擬夏季和冬季的南海表層環流。前人的研究[13]表明，南海表層環流主要受季風的影響，其次受通過呂宋海峽入侵南海的黑潮的影響。南海夏季季風主控風向為西南向，受其作用，南部海域呈現大范圍的反氣旋式環流運動，而北部海域則有弱的氣旋式渦旋存在。同時受局地風應力和南海地形的影響，南海表層環流整體呈氣旋式環流結構，并且西邊界流存在強化現象。此外，在(18°N，118°E)附近存在呂宋冷渦[14-15]。春秋兩季為南海季風的轉換期，其環流結構為南海夏季環流和冬季環流之間的過渡形態。本文采用POM模式模擬的南海表層環流結構與前人研究的南海大尺度環流特征[13,16]相符合。

通過與前人研究和觀測對比，證實了本文采用POM模式建立的南海環流模型能夠較好地模擬南海區域的環流結構，本文以該模式為基礎對南海上層環流和熱結構季節性時空變化開展試驗研究。

2 南海上層環流和熱結構的季節性時空演變

通過POM模式模擬得到的南海各月計算結果，取1月、4月、7月、10月分別代表冬季、春季、夏季、秋季4個季節。為了比較分析不同季節情況下，南海上層環流形態差異和熱結構分布差異，本文給出了各季節其海表層和100 m層(文中稱之為“次表層”)對應的流場圖和溫度場圖，詳見圖3和圖4。

2-a 夏季 2-b 冬季圖2 POM模擬的南海夏季和冬季氣候態的海表流場分布Fig.2 Sea surface flow field distribution simulated by POM in the South China Sea in summer and winter

2.1冬季

冬季，南海主控季風風向為東北向，受其作用，南海表層海流呈現大尺度氣旋式環流運動，同時，在中南半島東南側海域也存在一個尺度相對較小，但形態比較清晰的氣旋式渦旋，由對應的溫度場圖可知，該渦旋所處位置溫度相對較低，屬于冷渦，在越南東南側海域也依稀可見三四個氣旋式渦旋。從冬季海表層流場圖還可以看出，黑潮穿過呂宋海峽時，會使得南海北部環流有所加強。從緯度來講，南海北部海區的水溫應該比南部略低，但從冬季南海海表層溫度場圖反應情況，南海表層海溫分布較均勻，南北差異并不大，這是因為黑潮屬于一支暖流，黑潮將高溫海水帶入南海北部海區，提高了北部海域的海水溫度。從南海溫度場整體分布來看，越南東南側海域及東西兩側沿岸海域海溫相對偏低，泰國灣海溫相對偏高，蘇祿海附近海域存在明顯的高溫暖水區。

南海次表層流場同樣存在一個大的氣旋式環流系統，這說明強大的東北季風對于位于100 m層的水深區域仍有驅動作用，但次表層流速強度比表層流明顯要小，這是由于海表風應力對于100 m處的水深層其作用強度減弱。從次表層流場圖還可以看出，南海西部存在著自北向南的西邊界流，中南半島東南側的氣旋式冷渦依然存在，在呂宋海峽附近存在著明顯的渦旋，在呂宋島西北側海域也存在一個明顯的渦旋，從對應的溫度場圖可以看出，該區域處于低溫冷水區，從性質上判定，該渦旋屬于“冷渦”，這就是學者們經常提到的“呂宋冷渦”。

從南海次表層溫度總體結構可以看出，其溫度場分布規律與海表層相似，但由于位于水下100 m深的次表層其受到太陽輻射的影響作用遠小于海表層，因此次表層總體海溫要明顯低于表層海水層。另外，南海沿岸淺水區次表層海溫稍高，在呂宋島西北側海域存在明顯的低溫冷水區。

2.2春季

春季屬南海季風轉換期，海表多為風力較弱的偏東風。原先的大尺度氣旋式環流體系已經不復存在，僅北部海域尚殘存些許冬季氣旋式渦旋形態，其余海域甚至開始出現與冬季完全相反的流型。

同時，在南海沿岸海域和南部海域，開始出現多個小型渦旋，廣東外海存在微弱的南海暖流。結合南海海表層春季流場圖和溫度場圖，不難發現，沿呂宋島西北沿岸海域存在一支北上的沿岸暖流，有學者[17]將其稱之為“呂宋沿岸流”。南海開始出現與冬季反向的海流，在中南半島附近海域出現多個小型渦旋，黑潮對南海北部海域的影響明顯減弱，這是因為黑潮本身流速減小，溫度降低所致。春季，在廣東外海開始出現南海暖流現象，這是因為冬季在強東北季風作用下呈現的大尺度氣旋式環流體系掩蓋了南海暖流現象，而到了風速較弱、風向不穩定的季風轉換期——春季，南海暖流現象才得以顯現。呂宋沿岸流開始變得雜亂。越南沿岸北部的氣旋式渦旋開始衰減，離岸流也開始減弱，南部的氣旋式環流也開始減弱。從南海春季表層溫度場圖可以看出，相比冬季，春季海溫明顯上升，尤其是在南海南部海域。但是，也有相對較低溫的水域存在，比如：位于加里曼丹島北部的海域其水溫則相對較低。春季，黑潮入侵南海的影響逐漸減弱，南海北部海區失去了黑潮這支暖流高溫海水的注入，導致南海北部海域春季海溫反而比冬季偏低，這也印證了Shaw[18]的論點“黑潮南海分支始于夏末，冬季加強，終于春末”。

由南海春季次表層流場圖可知，由于春季南海處于季風過渡期，風向不穩定，其流場內部結構也顯得較亂。冬季情況下大型海盆尺度的氣旋式環流已經開始分裂為多個渦旋。與海表層流場相似，西邊界處開始出現明顯的冬季反向流，并發現有西向流強化現象。呂宋冷渦也開始消失。春季流型處于冬季流型向夏季流型的轉換期。次表層和表層海溫相比，春季海溫上升幅度不如冬季明顯。在呂宋島東北側海域存在一個明顯的高溫暖水渦旋區，而其西北側海域則屬相對低溫的冷水區且其覆蓋面積反而有進一步擴大趨勢。

2.3夏季

夏季，南海上空被西南季風所控制，但風力大小稍弱于冬季東北季風。在西南季風控制下，南海表層環流流型與冬季大致相反，整體呈現反氣旋式環流。在海南島附近出現由西向東的加強流，在海南島沿岸存在較明顯的順時針渦旋，且處于高溫區，從性質上屬于“暖渦”。在南海南部也存在兩個不太明顯的暖渦。從南海表層流場圖可以看出，夏季，南海表層海溫整體呈上升趨勢，但在北部海域卻存在一相對低溫冷水區且覆蓋范圍反而進一步擴大，這是由于夏季時期，黑潮暖流入侵南海北部海域并提升南海北部海域水溫現象不再明顯所致。南海中部和西南部海域海溫整體較高。南海東北部臺灣西南海區也屬于水溫較高的暖水區，除此之外，溫度較高的暖渦區在中沙群島、越南東南外海、菲律賓西側也有發現。南海北部海南島與臺灣島之間海域，海溫整體都比較低。海南島外海和南海東南部沿岸海域則均發現了小范圍冷渦區。夏季南海次表層流場在西南季風影響下同表層一樣，呈現出反氣旋式大環流，南海環流西向強化現象依然明顯。南海夏季次表層溫度分布場圖可以看出，南海次表層海溫相比于春季，略有上升。位于海南島外海的暖渦不僅出現在表層流場中，在次表層流場中也有出現，呂宋海峽處的高溫暖水區在次表層流場中其范圍有進一步擴大趨勢。

2.4秋季

秋季和春季一樣，處于季風轉換時期，風向不如冬夏季穩定且風力也較弱，整體流場結構不如冬夏季典型。從南海秋季表層流場圖可知，隨著南海西南季風的迅速撤退，南海反氣旋式環流也開始減弱解體。雖然在南海北部海域仍然殘存反氣旋式環流，但和夏季相比，范圍縮小，強度減弱。在加里曼丹島西部沿岸的中部海域開始出現一個相對低溫的反氣旋式“冷渦”。在越南東海岸，海流呈西向漂流。伴隨著越南離岸流的逐漸減弱消失，南海西邊界流開始重新顯現并逐漸加強。泰國灣的反氣旋式環流開始消失，并重新被氣旋式環流控制。南海南部存在冷渦。從南海表層溫度場分布圖可以看出，秋季，南海表層海溫整體降低，溫度梯度減小。同時，黑潮暖流開始重新入侵南海北部海區并起到明顯的“加溫”作用，顯著提高了北部海域的水溫。與此相反，在南海西邊界流冷水的影響下，南部海域水溫有進一步下降。

同表層流場一樣，秋季南海次表層流場北部海域的反氣旋式環流開始減弱并解體，氣旋式大環流開始顯現，但不如冬季明顯。南海環流西向強化現象也變得強烈。從秋季南海次表層溫度場分布圖可以看出，秋季南海的次表層溫差依然較小，除了呂宋海峽附近海溫相對較高外，其余海域水溫整體較低，在次表層，南海北部海域依然受到黑潮暖流入侵影響，但溫度升高幅度不如表層明顯些。

3-a冬季海表層流場圖和溫度場圖 3-b春季海表層流場圖和溫度場圖

3-c夏季海表層流場圖和溫度場圖 3-d秋季海表層流場圖和溫度場圖

4-a冬季次表層流場圖和溫度場圖 4-b春季次表層流場圖和溫度場圖

4-c夏季次表層流場圖和溫度場圖 4-d秋季次表層流場圖和溫度場圖

3 南海上層環流和熱結構的影響因素分析

前面采用POM模式較好地模擬了南海的上層環流和熱結構情況，但由于南海海域廣闊、岸線較長、地形復雜、氣候多變等，導致南海環流形式和熱結構也是非常復雜多變的，根據本文數值模擬結果，并通過分析總結前人的研究成果[2,19]，對南海上層環流和熱結構影響因素作初步探討。

3.1季風影響

南海四周多被半島和島嶼所包圍，處于半封閉環境之中，加之東南亞強季風氣候影響，局地強迫作用成為南海表層海流運動的最直接驅動力。南海環流特征在冬季和夏季時期比較典型，冬季環流運動呈典型的氣旋式，夏季與之相反，呈反氣旋式，這是因為冬季主控季風風向為東北向，夏季則為西南季風，二者風向恰好相反。春、秋兩季處于季風過渡期，風向不穩定，風力較弱，因此，春季和秋季期間，南海環流流型處于冬、夏季過渡流型，且環流特征不如冬夏季典型。季風不但能直接影響南海上層海流運動，而且風場能夠在很大程度上改變海洋上層水溫分布，同時也是出現局地冷暖中心的主要原因之一，因此許多研究學者認為，風場是南海環流中最重要的影響因素。

3.2太陽輻射影響

太陽輻射的季節性變化是決定南海水溫分布季節性變化的最主要原因。南海南部海域接近赤道附近，該區域太陽輻射季節性變化不如位于北緯度帶的海域那么明顯，從而使得南北海域產生一定的溫度差，導致壓力梯度產生，在科氏力的共同影響下，形成密度流。除此之外，太陽輻射還會間接影響鹽度分布和海水密度。因此，太陽輻射也是直接影響南海環流和熱結構的重要因素。

3.3洋流影響

除了上面闡述的季風影響和太陽輻射影響之外，洋流也會直接影響南海環流和熱結構分布，許多學者通過現場觀測手段和數模試驗手段均證實了黑潮入侵南海能夠明顯改變南海北部海區的環流形式和熱結構，對北部海區影響較大，對中南部海區影響較小。黑潮入侵現象開始于夏末秋初，終止于春末，冬季最強，因此，南海北部海域在冬季時期受黑潮影響最顯著。此外，南海暖流也會影響南海的熱結構分布。南海除了大的氣旋式環流和反氣旋式環流體系外，還包含若干個中、小尺度渦旋，在南海復雜地形和自然環境影響下，在局地風場的影響下，南海的多渦現象也是被廣大學者所共識的，這些冷、暖渦旋也在一定程度上影響著南海環流形態和熱結構分布。

3.4地形影響

南海地形條件十分復雜，在大尺度的環流體系背景下，同時還會發育諸多中小尺度的渦旋形態，這都與南海復雜的海底地形有重要關系，與此同時，復雜的地形條件通過摩擦作用影響，還會反過來抑制這些中小尺度渦旋的過度發展。南海海域復雜的邊界條件和地形特征使得南海海流呈現多樣化結構。有研究表明，對于南海這種半封閉海盆，如果南海地形平坦光滑，則渦旋會明顯減少，且流場也會變得相對簡單。

4 結論

本文基于POM模式模擬了南海上層環流和熱結構季節性變化特征，并且在此基礎上初步探討了南海環流和熱結構的主要影響因素，得出主要結論如下：

(1)季風是南海上層環流的最直接強迫，冬季和夏季季風風向穩定且風力較強，因此，南海環流特征也比較顯著，冬季在東北強季風作用下南海環流呈現大尺度的氣旋式環流運動，夏季在西南季風作用下則呈現大尺度的反氣旋式環流運動，二者季風風向相反，環流形態也恰好相反。春、秋季節是南海季風轉換期，風向有交替，且風力不強，因此南海上層環流呈現多個渦旋小體系。除此之外，黑潮、南海暖流等勢力較強的洋流也會對南海上層環流產生重要影響。

(2)南海的熱結構分布最直接的影響就是太陽輻射的季節性變化，空間上與所處緯度帶有關。但在不同季節，會存在季風和洋流影響所產生的不同熱結構，例如：黑潮對南海冬季北部環流熱結構會產生重要影響，使得北部海溫明顯提高。

(3)南海次表層流場總體來說與表層相似，不同的是，次表層海溫低于表層且季節性差異不如表層那么明顯，黑潮暖流入侵現象在次表層也有顯現，但也不如表層顯著。

(4)復雜地形不會對南海上層環流產生直接影響，但能夠在一定程度上影響南海的溫度、鹽度的結構分布，產生密度流，對流場和熱結構產生間接影響，復雜地形在催生諸多中小尺度渦旋發育的同時又抑制它們過度發展。

[1]王志邦，孟振光，郭柱國. 南海自然環境特點及其對航行安全的影響[J]. 廣州航海學院學報，2013,21 (2):23-26. WANG Z B，MENG Z G，GUO Z G. China sea surroundings affect to the ship′s navigation and its countermeasures[J]. Journal of Guangzhou Maritime Institute, 2013,21 (2):23-26.

[2]高榮珍，王東曉，王衛強，等． 南海上層海洋熱結構的年循環與半年循環[J].大氣科學, 2003, 27(3) : 345-352． GAO R Z, WANG D X,WANG W Q, et al. Annual and Sem-i Annual Cycles of the Upper Thermal Structure in the South China Sea[J].Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2003, 27(3) : 345-352.

[3] 李立.南海上層環流觀測研究進展[J].臺灣海，2002,21(1):114-125. LI L. Advance in observational studies of upperlayer circulations of the South China Sea[J].Journal of oceanography in Taiwan Strait, 2002,21(1):114-125.

[4] 曾慶存，李榮鳳, 季仲貞,等．南海月平均流的計算[J].大氣科學，1989, 13(2)：127-138. ZENG Q C,LI R F,JI Z Z,et al. Calculation of monthly mean flow in the South China Sea[J].Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 1989, 13(2):127-138.

[5] XIE S P．On the genesis of the equatorial annual cycle[J].J. Climate, 1994, 7:2 008-2 013.

[6] 蘭健，鮑穎，于非，等．南海深水海盆環流和溫躍層深度的季節變化[J].海洋科學進展，2006,24(4)：436-445. LAN J, BAO Y, YU F, et al.Seasonal Variabilities of the Circulation and Thermocline Depth in the South China Sea Deep Water Basin[J]. Advances in Marine Science, 2006,24(4)：436-445.

[7] 韓玉康，周林，吳炎成. 基于HYCOM的南海中尺度渦數值模擬[J]. 海洋通報, 2016, 35(3): 299-316. HAN Y K, ZHOU L, WU Y C. Numerical simulation of the mesoscale eddy in the South China Sea based on HYCOM[J].Marine Science Bulletin, 2016, 35(3): 299-316.

[8] Blumberg A F, Mellor G L. Diagnostic and prognostic numerical circulation studies of the South Atlantic Bight[J]. J. Geophys Res, 1983, 88: 4 579-4 592.

[9] Lonin S A，Hernandez J L, Palacios D M.Atmospheric events disrupting coastal upwelling in the southwestern Caribbean[J].Journal of Geophysical Research, 2010,115(C06030):302-315.

[10] Wang Z F，Dong S, Chen C C,et al. Long-term fluctuations in sea level along the US East Coast?A modeling study[J].Natural Hazards, 2015,76(3):1 603-1 624.

[11] EZER T.Can the Gulf Stream induce coherent short-term fluctuations in sea level along the US East Coast?A modeling study[J].Ocean Dynamics, 2016,66(2):207-220.

[12] 宏波.南海北部環流季節特征及形成機制的數值研究[D].廣州: 中國科學院南海海洋研究所, 2006:22-24.

[13] LIU Q Y,KANEKO A，SU J L.Recent progress in studies of the South China Sea circulation[J].Journal of Oceanography,2008,64(5):753-762.

[14] QU T.Evidence for water exchange between the South China Sea and the Pacific Ocean through the Luzon Strait [J].Acta Oceanologica Sinia,2002,21(2):175-185.

[15] YANG H,LIU Q.Forced Rossby Wave in the Northern South China Sea[J].Deep-Sea Research Part I-Oceanographic Research Papers,2003,50(7):917-926.

[16]HU J, KAWAMURA H, HONG H, et al. A Review on the Currents in the South China Sea: Seasonal Circulation, South China Sea Warm Current and Kuroshio Intrusion[J]. Journal of Oceanography, 2000, 56(6):607-624.

[17] 李培良，左軍成，李磊，等．南海TOPEX/POSEIDON高度計資料的正交響應法潮汐分析[J].海洋與湖沼，2002,33(3):287-295. LI P L, ZUO J C, LI L,et al. Orthogonalized Convolution Method for Analysis of South China Sea Tidal Data From TopexPoseidon[J].Oceanologia Et Limnologia Sinica,2002,33(3):287-295.

[18] Shaw P T．The Seasonal Variation of the Intrusion of the Philippine Sea Water into the South China Sea[J]. J. Geophys Res，1991，96(C1)：821-827.

[19] 聶宇華,詹杰民,陳植武.南海表層環流和熱結構特征的數值模擬與影響因素分析[J].中山大學學報:自然科學版,2011,50(2):134-138. NIE Y H,ZHAN J M,CHEN Z W. Simulation and Influence Factor Analysis of Circulation and Thermal Structure of the Surface Layer of the South China Sea[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni, 2011,50(2):134-138.

Numerical simulation analysis on seasonal spatial-temporal evolution of upper-layer circulation and thermal-structure in the South China Sea

XUTing1,2

(1.TianjinResearchInstituteforWaterTransportEngineering，NationalEngineeringLaboratoryforPortHydraulicConstructionTechnology,KeyLaboratoryofEngineeringSediment,MinistryofTransport,Tianjin300456,China； 2.SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)

In this paper, the seasonal spatial-temporal evolution of upper-layer circulation and thermal-structure in the South China Sea were simulated based on the POM model. A primary discussion was carried out on the major influencing factors of circulation and thermal-structure in the South China Sea. Monsoon is the decisive factor to control the seasonal variation of upper-layer circulation in the South China Sea. South China Sea monsoon prevails in both winter and summer with typical circulation characteristics. But spring and autumn are the monsoon conversion period when multi-vortex structures appear in the upper-layer circulation. The most direct influencing factors of thermal-structure in the South China Sea include seasonal variation of solar radiation and geographical latitude, and there exist thermal structural variation influenced by monsoon and ocean current. The complex terrain and shorelines in the South China Sea will also indirectly influence the circulation form and thermal-structure distribution in the South China Sea.

upper-layer circulation; thermal structure; the South China Sea; POM model; numerical simulation

P 732

：A

：1005-8443(2017)04-0344-07

2017-01-11；

：2017-03-22

中央級公益性科研院所基本科研業務費專項資金資助項目(TKS150210)；國家自然科學基金資助項目(51509023)；國家重點研發計劃課題(課題編號：No.2016YFC0402605和課題編號：No.2016YFC0402603)；水利工程仿真與安全國家重點實驗室開放基金資助項目(HESS1401)；國家海洋局南海維權技術與應用重點實驗室開放基金資助項目(SCS1606)

許婷(1985-)，女，山東省菏澤人，副研究員，博士研究生，主要從事海岸河口水動力泥沙及水環境數值模擬研究。

Biography：XU Ting(1985-),female, associate professor.