2013年呂宋暖渦的生消過程及特征研究

楊真真，陳學恩

（中國海洋大學海洋與大氣學院，山東青島266100）

2013年呂宋暖渦的生消過程及特征研究

楊真真，陳學恩

（中國海洋大學海洋與大氣學院，山東青島266100）

基于HYCOM（HYbrid Coordinate Ocean Model）海洋模式，采用全球到西北太平洋，西北太平洋到南海兩層嵌套的數值模擬方法，以2013年為例，獲得了高精度（1/25°×1/25°×cosθ）的南海海洋動力數據資料。詳細刻畫了呂宋暖渦的演變過程及三維結構，并對呂宋暖渦演化過程中伴隨的能量變化進行了分析。研究發現，2013年6月中旬呂宋暖渦生成于呂宋島西北側，該渦先向西移動，8月底滯留約一個月，隨后沿200 m等深線向西南移動，最終于12月中旬消亡。以2013年8月4日為例，呂宋暖渦的影響深度可從海表面到達海底，渦的形狀類似于圓柱狀，渦中心存在傾斜，從海表面至海底渦的中心可傾斜約110 km；呂宋暖渦最大流速可達0.5 m/s。呂宋暖渦所在區域的溫度高于周圍區域2~6℃，鹽度低于周圍區域約0.1~0.3‰，最大溫度異常值為6.5℃，鹽度異常值可達-1‰，都出現在深度150 m左右的海域。呂宋暖渦的總能量可達左右，渦勢能約是渦動能的6倍；正壓能量轉化與斜壓能量轉化之和占渦總能量變化的76%，對渦能量變化起決定性作用。

呂宋暖渦；三維結構；渦能量分析；數值模擬；HYCOM

南海中尺度渦活動十分活躍，渦的高發區域為越南外海與臺灣西部海域（Wang et al，2003；Chen et al，2011）。前人對南海中尺度渦的三維結構刻畫與生成機制展開了一些工作，Zhang等（2013）通過浮標實測數據研究了臺灣西南暖渦的三維結構并分析了中尺度渦對深海環流的影響。Chen等（2010）利用Argo浮標數據描述了呂宋暖渦垂向溫鹽特征并分析了其與菲律賓海的水交換過程。Lin等（2015）利用POM模式結果統計了南海中尺度渦的特征及三維結構，但只分析了中尺度渦水深小于700m部分的特征，對于水深大于700m的部分未進行分析。由于觀測數據與衛星數據的時空分辨率以及模式空間分辨率較低等局限性，至今對于南海中尺度渦的三維結構刻畫與能量機制研究的工作仍然需展開更多研究工作。

呂宋暖渦為生成于呂宋島西北側的反氣旋渦，Yuan等（2007）通過統計17年的AVISO衛星數據資料發現，呂宋暖渦于每年8月份左右生成，該渦先向西南方向移動，移動至200 m等深線后滯留一段時間，然后繼續沿200 m等深線向西北移動，最終于次年1、2月份消失。Li等（1998）通過分析實測數據發現，1994年9月在呂宋島西北海域生成了一個反氣旋渦，即呂宋暖渦，通過分析其溫鹽性質，指出該渦可能為黑潮脫落形成。Metzger等（2001）分析NLOM模式結果，提出呂宋暖渦為黑潮脫落形成，但該模式數據由于未過濾掉黑潮信號，因此并不能準確觀察呂宋暖渦的演變過程。此外，還有其他研究人員同樣表示呂宋暖渦為黑潮脫落生成（Li et al，2002；Jia et al，2004）。Yuan等（2007）認為呂宋暖渦的演變過程為季節性現象，通過分析呂宋暖渦2002年的統計特征與1993-2007年的移動路徑，發現呂宋暖渦于夏季在呂宋西北側生成，秋季跨越東北部南海至南海陸架，秋冬季沿著陸架向西南傳播；其空間尺度為233~269 km；呂宋暖渦和經向風應力有較高的相關性，其強度與前2個月經向風應力的相關系數達到0.67，表明西南季風與經向最小風應力旋度對呂宋暖渦的生成有著重要影響。Chen等（2010）利用Argo浮標數據描述了呂宋暖渦垂向溫鹽特征，分析了其與菲律賓海的水交換，刻畫了其演變過程，但只分析了呂宋暖渦水深小于500 m海域部分的溫鹽特征，對水深大于500 m海域部分的特征未進行描述。中尺度渦的能量分析對于中尺度渦機制分析有著很重要的作用，Zhang等（2013）利用實測數據，分析了臺灣西南側兩個渦的能量變化，但由于缺少呂宋暖渦的實測資料，并未有人對呂宋暖渦進行能量分析。本文基于HYCOM海洋模式進行數值模擬，獲得了南海高精度（1/25°×1/25°× cosθ）的海洋動力數據資料，彌補了觀測數據與衛星數據的不足，詳細刻畫了呂宋暖渦的演變過程，分析了其所在區域從海表面到海底的三維結構，并對該過程伴隨的能量變化進行了分析。本文以2013年為例對呂宋暖渦進行分析，呂宋暖渦的演變過程為季節性現象，每年的生成消亡日期、移動路徑、強度、位置等相似，所以本文對呂宋暖渦的研究具有代表性，本文結論可以反映呂宋暖渦的一般性質。

1 模式介紹

1.1 模式說明

本文進行數值模擬所基于的HYCOM海洋模式采用的是混合垂向坐標，在開闊分層的大洋采用等密度面坐標，在較淺的沿岸海區通過分層連續方程進行動力學平滑轉換到σ坐標，在混合層或者沒有明顯分層的海域采用z坐標。模式輸入數據包括：（1）南海地形數據。該數據來自于美國國家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，簡寫NOAA）提供的ETOPO5數據集，經緯度范圍為100°E-125°E，6°S-30°N，空間分辨率為1/6°×1/6°。（2）COADS風場強迫和熱力學強迫場數據。COADS（the Comprehensive Ocean-Atmosphere Data set）為氣候態數據，風場強迫包括月平均的經向和緯向風應力、風速，熱力學強迫包括表層氣溫、表層大氣的比濕、凈短波輻射、凈長波輻射、降水等。（3）NOGAPS風場強迫和熱力學強迫場數據。NOGAPS（Navy Operational Global Atmospheric Prediction System）為高時間頻率大氣強迫場，已有研究利用NOGAPS數據作為模式的驅動場取得了很好的模擬效果（Hurlburt et al，2011）。該數據從2003年開始每周一次連續更新，數據時間間隔為3 h。本文利用了NOGAPS高斯網格2003-2013年共11年的風速、風應力、海表面溫度、降水以及熱量強迫場。（4）模式的溫鹽初始場數據。本文采用的是海軍研究實驗室（Naval Research Laboratory，簡寫NRL）的Levitus94多年月平均數據的6月份溫鹽場。

圖1 模式模擬區域（較大黑色方框為第一層嵌套西北太平洋海域的范圍，較小黑色方框為第二層嵌套南海海域的范圍）

為保證數值模擬的可實現性與節省計算資源的同時，獲得高分辨率的南海數值模擬數據，本文采用二層嵌套的方法，全球與西太洋海域采用較粗分辨率進行模擬，來獲得南海模擬的邊界與初始條件，南海采用較高分辨率，從而實現數值模擬的高分辨率。如圖1所示，本文數值模擬工作由全球（1°×1°×cosθ）向西北太平洋（1/5°× 1/5°×cosθ），西北太平洋向南海，進行空間分辨率1∶5嵌套，模式分辨率逐步提高，獲得了高精度（1/25°×1/25°×cosθ）的南海海洋動力數據資料。嵌套過程中，全球區域實驗模擬結果為西北太平洋區域實驗提供初始場與邊界場條件，西北太平洋區域實驗模擬結果為南海區域實驗提供初始場與邊界場條件。全球區域模擬范圍為180°E-180°W，60°S-53°N，西北太平洋區域模擬范圍為95.00°E-146.00°E，6°S-48.09°N，南海區域模擬范圍為98.4°E-124.4°E，4°N-24.7°N。模式在垂向上采用混合坐標，分為33層，深度分別為：0m，10m，20 m，30 m，50 m，75m，100m，125 m，150 m，180 m，200 m，250 m，300 m，400 m，500 m，600 m，700 m，800 m，900 m，1 000m，1 100 m，1 200 m，1 300 m，1 400 m，1 500 m，1 750 m，2 000 m，2 500 m，3 000 m，4 000 m，4 500 m，5 000 m，5 500 m。本文采用了COADS和NOGAPS兩個強迫場進行模擬實驗；COADS強迫場為氣候態，模擬實驗首先采用氣候態強迫場COADS進行長達30年的積分，以達到穩定狀態；NOGAPS強迫場每3 h更新一次，模式穩定狀態后采用該強迫場來刻畫南海實時的海洋物理狀態。本文分析了COADS強迫場驅動的西北太平洋海域（COADS-NWP）與NOGAPS強迫場驅動的南海海域（NOGAPS-SCS）兩個標準實驗的結果，其中COADS-NWP實驗為NOGAPS-SCS實驗提供邊界與初始條件，NOGAPS-SCS實驗2013年的數據用來對呂宋暖渦進行分析。

本文用來進行模式驗證的WOA（World Ocean Atlas）數據集為Nation Centers for Environment Information提供，該數據集包括溫度、鹽度、溶解氧等數據。本文采用的為WOA13數據，空間分辨率為0.25°×0.25°。

1.2 模式驗證

本文在分析呂宋暖渦的模擬和觀測特征之前，先對西北太平洋COADS-NWP實驗和南海NOGAPS-SCS實驗模擬的準確性進行了驗證。首先，本文分析了西北太平洋海域COADS-NWP實驗模擬所得到的南海流場情況。

COADS-NWP實驗模擬結果顯示，黑潮由北赤道流延伸而來，沿呂宋島向北運動。黑潮途經巴士海峽時，有時會入侵南海，成為南海環流的重要影響因素，其余部分沿臺灣島東岸向北流動，在25°N附近出現反氣旋式彎曲轉向東北，基本沿等深線流動，在九州島以南海域轉向東，沿日本的南岸和東岸流動，直至本州島，最終成為黑潮延續體。本模擬結果與前人研究結果（李杰等，2005）相吻合。實驗模擬所得黑潮最大流速為1.97 m/s，與實際觀測的2 m/s接近，黑潮的影響深度可以達到475 m，同樣與實測數據相符。

另外，COADS-NWP實驗模擬得到的PN斷面（124.5°E，30°N-128.25°E，27.5°N）的黑潮流量Kuroshio volume transport（KVT）為23.98 Sv，該結果與前人研究結果相吻合（袁耀初，1997；趙健，2009；Lu et al，2013；魏艷州，2013）。

實驗模擬結果顯示，冬季南海貫穿流呈現為一個較大的逆時針環流結構，在越南東岸流速較大，其內部還存在兩個較小的逆時針環流結構；在夏季，南海貫穿流為東南向。這與李立等（2000）通過數值計算得到的南海貫穿流的結構能較好地吻合。

在南海海盆區域截取一個斷面（18°N），斷面深度為1 500 m。將NOGAPS-SCS實驗結果與WOA（World Ocean Atlas）數據在該斷面進行對比。觀察1月份WOA數據的溫度場（圖2a），最高溫度達30℃，出現在122.4°E海表面位置處，模式實驗結果的最高溫度值以及出現位置與之相吻合。WOA與模式實驗結果都顯示，12℃、9℃、6℃等溫線分別出現在225 m、490 m、785 m深度的海域附近。由此可見，模式結果準確地刻畫出了南海1月份的溫度場。7月份溫度場對比中（圖2b），同樣可以發現模式與WOA數據高度一致。

圖2 NOGAPS-SCS實驗結果與WOA數據在南海18°N斷面斷面的溫鹽對比（a-d）中左圖為WOA數據，右圖為實驗結果，（a）（c）為1月溫度鹽度對比，（b）（d）為7月溫度鹽度對比

模式1月份與7月份鹽度結果與WOA數據較為一致，1月份（圖2c）最高鹽度值為34.9‰，出現在121.8°E位置附近。500~750 m深度海域中，模式的鹽度值高出WOA值2.95%左右，誤差在可接受范圍內。7月份（圖2d）模式實驗結果在200 m以上海域的鹽度值有偏差，原因可能是該季節中尺度渦活動頻繁，對鹽度擾動較大。

綜上所述，模式模擬結果能準確地刻畫南海的溫鹽場，說明所用數值模式能很好地模擬南海海域的水文特征。

2 呂宋暖渦的演變與能量變化

2.1 呂宋暖渦的演變過程

本文分析了NOGAPS強迫下南海NOGAPSSCS實驗模擬結果，刻畫了呂宋暖渦的生成消亡位置、移動路徑、生存周期、強度等物理特征。

通過逐天對比2013年AVISO衛星數據和NOGASP-SCS模式計算結果（圖3），本文發現兩者在描述呂宋暖渦的生成消亡日期，生命周期，位置，半徑，強度等方面能夠較好地吻合。根據模式實驗結果，2013年份6月中旬呂宋暖渦生成于呂宋島西北側（118.8°E，18.4°N），該渦先向西移動，平均速率為6.0 km/d，最大速率出現在8月25號，達到18.0 km/d；8月底移動至200 m等深線處（116.6°E，17.6°N），在該位置附近滯留30天；隨后呂宋暖渦沿200 m等深線向西南移動，移動速率為4.5~13 km/d；最后該渦于12月中旬在海南島東南側（111.2°E，17.5°N）消亡。該渦的移動速率和演變過程與Yuan等（2007）的研究結果相一致，進一步證實了模式的準確性。

2.2 呂宋暖渦的能量分析

渦的總能量（TEE）包含渦動能（EKE）和渦勢能兩部分（EPE）。

渦動能公式為：

其中，u′，v′表示緯向和經向速度異常，由u，v分別減去所在月份的背景流場所得，該背景流場為模式COADS氣候態強迫場下積分20年達到穩定狀態的流場。

參考B?ning等（1992）和Brown等（2010）文章，渦勢能公式為：

圖3 海表高度異常（SLA）（單位：m）上方為AVISO衛星數據，下方為模式NOGAPS-SCS實驗模擬結果，黑色實線為渦的軌跡，黑色三角為渦所在位置。日期標注于左上角。

分析2013年呂宋暖渦伴隨的能量隨時間的變化（圖4），整體而言，渦勢能的值約是渦動能的6倍。渦動能與渦勢能的變化趨勢一致，都有兩個峰值，分別出現在8月中旬和10月上旬。6月1日至8月1日，能量緩速增長，8月份能量快速增長達到峰值后又快速下降，9、10月份能量較穩定，10月中上旬能量增長達到最高值，然后能量值出現輕微抖動，繼而快速衰減接近于0值。能量的變化趨勢說明，呂宋暖渦在渦生命周期的前期，其他能量轉化為渦動能和渦勢能，后期，渦能量轉化為其他能量，并且8月初與10月初有其他較大的能量轉化為渦能量，造成呂宋暖渦的渦能量變大。下面將詳細分析呂宋暖渦的能量轉化過程。

圖4 呂宋暖渦的渦動能（EKE）與渦勢能（EPE）隨時間變化（單位：m2s-2）（2013年）

渦能量主要受正壓能量轉化、斜壓能量轉化、擾動壓力和Kelvin-Helmholtz不穩定等因素影響。斜壓能量轉化的物理意義是表示通過斜壓不穩定機制從平均流動能或者勢能轉化為渦能量的程度，是指平均流的垂直剪切或者平均流的勢能轉化為渦動能，表示平均位能到擾動位能的轉化率。同樣參考Lorenz等（1955）和B?ning等（1992）的文章，經過簡化公式ρ=ρ0（1-αT）轉化后，斜壓能量轉化率公式為：

正壓能量轉化的物理意義是表示從平均流的水平剪切及平均流的動能中獲得能量，表示平均動能到擾動動能的轉化率。參考Lorenz等（1955）和B?ning等（1992）的文章，正壓能量轉化率公式為：

圖5 呂宋暖渦總能量變化率（?TEE/?tTEE）、斜壓轉化率（BCI）、正壓轉化率（BTI）隨時間變化（單位：m2s-3）（2013年）

圖5展示了呂宋暖的總能量隨時間變化率?TEE/?t、斜壓轉化率BCI、正壓轉化率BTI隨時間的變化曲線。在呂宋暖渦的整個生存周期內，能量有2次較大波動，分別出現在8月初至8月20號和9月底至10月25號。在兩次能量波動中，正壓轉化率和斜壓轉化率的變化規律與總能量的變化規律相一致。8月1日至8月12日，?TEE/?t值大于0，且達到了較大的值2.25×107m2s-3，說明這段時間呂宋暖渦的能量快速增加，相應的BCI、BTI值也是增大的，且增速較快；8月13日后，值下降至小于0，最低值可達-3.24×107m2s-3，該時間段內呂宋暖渦能量快速減少，同樣相應的BCI、BTI值也快速下降。10月份的能量波動中也出現了相同的情況，BCI、BTI的變化趨勢總是保持著與?TEE/?t的變化相一致，且在能量波動中BCI與BTI值之和占?TEE/?t的比重大于76%。這表明正壓能量轉化和斜壓能量轉化對于呂宋暖渦的生長和消亡起著決定性作用。

結合呂宋暖渦的能量分析與前人對中尺度渦的生成機制分析，同時結合呂宋海峽附近渦度場的特征（王璐華等，2014），本文推測呂宋暖渦的生成機制主要受以下兩個因素影響。第一個是黑潮影響，Wang等（2000）通過分析十幾年平均的XBT資料，發現巴士海峽兩岸的黑潮是不穩定的（抖壓不穩定），并推測這種不穩定可能導致南海中尺度渦的產生。第二個是斜壓效應，李東輝等（2003）曾指出南海北部的氣旋式渦旋是在黑潮、海底地形和斜壓效應等因素共同作用下形成的。

3 呂宋暖渦三維結構與性質分析

2013年呂宋暖渦生成于6月下旬，于次年1月消亡。2013年8月4日是呂宋暖渦生命周期中較穩定的日期，并且該日的流場、溫鹽場、渦強度等能夠體現呂宋暖渦在其整個生命周期中的一般特征，因此本文以該日的日平均數據為例分析了呂宋暖渦的三維結構和性質。

取2013年8月4日的日平均數據對呂宋暖渦的渦動能和渦勢能進行分析。根據公式（1）、（3）計算呂宋暖渦的渦動能和渦勢能，并在體積上進行積分，水平積分范圍為根據渦流速異常所確定的渦邊緣所包含的區域，垂向積分深度為全深度。呂宋暖渦的渦動能為，其中100 m以淺海域的渦動能為，占全部渦動能的65.9%，200 m以淺海域的渦動能為，占全部渦動能的78.9%。2013年8月4日呂宋暖渦的渦勢能為，勢能的大小沿深度下降較平緩，200 m以淺海域的渦勢能為，占全部渦勢能的48%。通過分析呂宋暖渦勢能的垂向分布，發現勢能的最大值出現在深度150 m的海域，這與前文提到的呂宋暖渦溫度異常最大值的深度相吻合。

3.1 三維結構

本文利用模式NOGAPS-SCS實驗結果來分析呂宋暖渦的三維結構（圖6），發現呂宋暖渦的影響深度可到2 000 m深或更深的海域。如圖6中的流場所示，在深度小于50 m的海域，受表層流場影響較大，渦形并不十分明顯；在150 m海域中，渦形接近標準圓形，最大流速出現在渦的西側邊緣處，可達0.35 m/s，平均流速為0.15 m/s；在400m以下，隨著深度加深，渦沿大陸坡方向半徑變大，垂直于大陸坡方向半徑變小，渦的形狀由圓形變為曲率較大的橢圓形；在2 000 m深的海域中，流速變小，平均流速為0.035 m/s；在3 000 m深的海域中，由于地形影響，流速非常小，但仍可觀察到流場中存在渦形結構。圖中黑線為呂宋暖渦的邊緣，根據最大流速求出。

3.2 垂向流場

圖6 呂宋暖渦三維結構（箭頭表示流場，填色表示溫度異常，黑色曲線為渦邊緣，直線為下文中提到的18.94°N斷面，日期為2013年8月4日）

2013年8月4日呂宋暖渦的渦中心位于（117.2°E，18.94°N）附近。取18.94°N斷面來分析呂宋暖渦的垂向特征。在圖7a中，紅色虛線表示最大流速，即渦的邊緣，黑線為南北向流速V的零等值線，中間的黑線表示渦中心。從圖7a中可以看到呂宋暖渦的影響深度從海表面一直到海底3 500 m左右，整體來看呂宋暖渦為傾斜的圓柱體，在海表面，渦中心位于117.6°E，渦的影響區域為115.5-119.8°E，半徑約為112 km，隨著深度加深，渦邊緣會發生變形，半徑變化范圍為105~183 km。在海表面，呂宋暖渦的南北向流速V最大，值為0.52 m/s；在500 m海域內，流速V的值約為0.24 m/s；在1 000 m海域，流速V降為0.1 m/s；在2 000 m以深海域，流速非常小，接近0.01 m/s。從圖7a、7b中可以發現呂宋暖渦存在著向西扭曲的現象，在表層，渦中心位于118.3°E，隨著深度加深逐漸向西偏移，到達3 000 m深時偏移至117°E，渦中心共偏移110.5 km。從圖7b中還可發現，渦的流場并非東西完全對稱，渦的西側部分流速偏大，而渦的東側部分延伸寬度較大。圖5c中紅點為模式每層深度的渦所在區域最大流速，黑線為七次高斯函數對最大流速的擬合結果，表明七次高斯函數可較準確地刻畫渦的最大流速與深度的關系。

3.3 垂向溫度與鹽度

與上文相同，取2013年8月4日呂宋暖渦中心所在的18.94°N斷面，分析呂宋暖渦的垂向溫鹽特征。呂宋暖渦所在區域的溫度明顯高于周圍區域，如圖8a所示，其中黑色虛線內海域為渦所在區域。深度范圍為0~125 m和190~500 m的海域內，渦所在區域溫度高于周圍區域2℃，125~ 190 m范圍的海域溫度高于周圍海域4~6℃；渦所在區域的海表面溫度高達30℃，高于周圍海面2℃。呂宋暖渦造成20℃等溫線所在深度由130 m下降為175 m，10~28℃等溫線所在深度均有所下降，下降范圍在28~60 m之間。呂宋暖渦引起的溫度異常情況如圖8b所示，溫度異常值為模式當天平均值減去所在季節的季節平均值。

圖7 （a）18.94°N斷面南北向流速V（實線為零等值線，虛線為渦邊緣）；（b）18.94°N斷面流場；（c）渦最大流速與深度關系；日期為2013年8月4日

從圖8b中可以看出，溫度異常值高于1℃的區域經度范圍為116-119°E，所在深度為50~300m，與上文提到的呂宋暖渦的影響范圍相一致；其中溫度異常最高值可達6.5℃，出現在深度150 m左右的海域。圖8c為垂向鹽度圖，黑色虛線框內海域為渦所在區域，從圖中可以發現呂宋暖渦所在區域的鹽度值低于周圍區域，較為明顯的區域是0~200 m范圍的海域內：0~100 m范圍的海域內，渦所在區域的鹽度值低于周圍海域約0.1‰，100~200 m范圍的海域內，鹽度值低于周圍海域0.2~0.3‰；呂宋暖渦所在區域的海表面鹽度值最低，可達33.8‰，130 m深海域的鹽度為34‰，而在其它區域，34‰等鹽度線深度為100 m。呂宋暖渦所在區域的鹽度低于周圍區域，鹽度異常的最低值可達1‰，出現在深度150 m左右的海域（圖8d），與溫度異常最大值的深度相同。

圖8 呂宋暖渦18.94°N斷面溫鹽特征（日期為2013年8月4日）：（a）溫度值（單位：℃），（b）溫度異常（單位：℃），（c）鹽度值（單位：‰），（d）鹽度異常（單位：‰），圖中黑色虛線為渦的邊緣，與圖7a中虛線對應

4 總結

本文以2013年為例，基于垂向混合坐標的HYCOM海洋模式，對南海進行高精度（1/25°× 1/25°×cosθ）數值模擬。通過分析數值模擬結果，詳細刻畫了呂宋暖渦周年的演變過程及其伴隨的能量變化。并且本文以具有代表性的2013年8月4日為例，刻畫了呂宋暖渦的三維結構與性質。

主要結論如下：

（1）呂宋暖渦的生成、演變與消亡是一種季節性現象，具有一定的規律性：每年7月份生成于呂宋島西北側，向西移動，滯留一段時間后，繼續沿地形向西南移動，最終于次年1、2月份消亡。

（2）呂宋暖渦的渦動能主要集中在水深200 m以淺的海域，渦勢能最大值出現在150 m深的海域；呂宋暖渦的能量演變過程中存在兩次較大的能量變化，分別為8月中旬和10月初，在這兩次波動過程中，正壓、斜壓能量轉化率與渦總能量的變化趨勢相一致，且正壓能量轉化率和斜壓能量轉化率之和大于渦總能量變化率的76%，表明正壓能量轉化和斜壓能量轉化對于呂宋暖渦的生長和消亡起著決定性作用。

（3）2013年8月4日，呂宋暖渦的影響深度可到達海底，垂向呈現為傾斜的圓柱體，渦中心從海表面至海底向西傾斜，傾斜距離約110 km，渦半徑變化范圍為105~183 km。

（4）2013年8月4日，呂宋暖渦最大流速在0.5 m/s左右，深度范圍為2 000~4 000 m的海域內，流場仍存在渦形結構，但流速下降為0.01~ 0.03 m/s；渦所在區域的溫度高于周圍區域2~6℃，鹽度低于周圍區域約0.1~0.3‰，最大溫度異常值為6.5℃，鹽度異常值可達-1‰，都出現在深度150 m左右的海域。

致謝：本研究由“全球大洋中尺度渦旋預報和南海內孤立波預報系統研發”和“泰山學者工程專項經費資助”共同資助。在研究過程中，劉鑫、朱曉婷和鄒斯嘉給予了有益的建議，國家超級計算濟南中心提供了千萬億次“神威藍光”計算平臺，在此一并表示感謝。

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（本文編輯：袁澤軼）

Propagation and characteristics of Luzon Warm Eddy in 2013

YANG Zhen-zhen,CHEN Xue-en
(College of Oceanic and Atmospheric Sciences,Ocean University of China,Qingdao266100,China)

HYCOM((HYbrid Coordinate Ocean Model)is used to obtain the high-resolution(1/25°×1/25°×cosθ) data of the South China Sea(SCS),with the two-nesting method.This paper describes the generation,propagation,treedimensional structure and energy analysis of Luzon Warm Eddy(LWE)based on the data of 2013.According to the model results,the LWE was generated at southwest of Taiwan Island in the mid-June of 2013,and it initially moved westward,then moved southwestward along the 200 m isobath after staying in one place for approximately one month and ultimately disappeared in mid-December.On August 4 th,the impact depth of LWE was from surface to seabed in the shape of tilting cylinder and eddy center tilted for 110 km.For that day,the maximum velocity can be as high as 0.5 m/s while the maximum temperature anomaly at 150 meters could achieve 6.5℃.The EPE of LWE could be six times as its EKE;BTI and BCI accounted for 76%of the total eddy energy transform,which were the most important sources of eddy energy.

Luzon Warm Eddy;three-dimensional structure;eddy energy analysis;numerical simulation;HYCOM

Q179

A

1001-6932（2017）04-0399-09

10.11840/j.issn.1001-6392.2017.04.006

2016-03-02；

2016-04-09

楊真真（1990-），碩士研究生，主要從事中尺度渦數值模擬研究。電子郵箱：sf_young@163.com。

陳學恩，教授。電子郵箱：xchen@ouc.edu.cn。