跨南大洋经向断面的大气垂直剖面特征研究

高立宝郭桂军史久新薛 亮曲大鹏宋新新祖永灿

(1.中国海洋大学 海洋与大气学院,山东 青岛266100;2.自然资源部第一海洋研究所 海洋与气候研究中心,山东 青岛266061;3.青岛海洋科学与技术试点国家实验室 区域海洋动力学与数值模拟功能实验室,山东 青岛266237;4.自然资源部 海洋环境科学与数值模拟重点实验室,山东 青岛266061;5.江苏海洋大学 海洋技术与测绘学院,江苏 连云港222005)

南大洋是全球海洋中十分重要的一个洋区,其面积约占世界大洋总面积20%,它连接了大西洋、印度洋和太平洋的南部扇区,拥有唯一环绕地球一周的海洋环流系统——南极绕极流,为各个大洋之间的水交换、热量交换和盐量交换做出了重要贡献,对全球变化的进程有指示作用[1-3]。南大洋又通过大气和海洋环流的经向传输与低纬度地区紧密联系起来,在地球系统的能量交换、碳收支及环境和气候的演变中扮演着重要的角色[4-6]。

海洋锋面是温度、盐度等性质不同两种水团的交界面,锋面处水团性质有很强的水平梯度,而南大洋正是海洋锋面的富集区。海表面高度和海表面盐度的梯度很好地揭示出南极绕极流是由很多急流或锋面组成的[7]。南大洋主要包括3个锋面和3个区,从北到南分别是:亚南极区(Subantarctic Zone,SAZ)、亚南极锋(Subantarctic Front,SAF)、极 地锋区(Polar Front Zone,PFZ)、极 地锋(Polar Front,PF)、南极区(Antarctic Zone,AZ)、南ACC锋(Southern Antarctic Circumpolar Current Front,SACCF)[8-10]。类似的,大气锋面是冷暖气团交界面形成的狭窄过渡区,锋面处气团性质也有很强的水平梯度,大气锋面又根据冷气团和暖气团的移动方向分为冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋。由于低温和强劲西风带的存在,南大洋海洋锋面附近存在独特的海气相互作用机制,大气主要通过影响海-气界面热通量以及Ekman作用对海洋产生单向影响[11-12],最新研究表明,南大洋风应力旋度的增强可以将热量从海气界面存储到海洋内部,从而减缓全球表层温度增暖的速度[13]。

南半球环状模是南大洋的主要控制变率,指示着西风带以及中-高纬度之间的大气环流变异[14-17]。关于南半球环状模和南大洋大气环流结构的研究主要是基于再分析数据、卫星数据和数值模式开展的[14-21],而南大洋大气垂直剖面的现场观测却非常稀少,通过船载方式进行探空系统观测是获得南大洋大气垂向结构的主要手段之一,但强劲西风带造成的恶劣海洋环境,使得现场观测变得异常艰难,在一定程度上制约了对南大洋大气垂向结构的深入了解[22-23]。Pezzi等在东南印度洋获得了6组探空观测剖面数据,由于只有风速和气温参数而且观测数量太少,只对该断面低空大气的垂向分布结构进行了初步分析[23]。本文利用中国第29次南极科学考察期间3次跨越南大洋经向断面获取的多参数GPS探空数据,对东南印度洋和西南太平洋断面的大气垂直剖面特征进行了分析,为今后深入分析南大洋锋面处的海-气相互作用提供参考。

1 数据介绍

1.1 航次介绍

我国南极海洋科学在过去的30多年期间,经历了从无到有、逐步发展的过程,“南北极环境综合考察与评估”专项实施之前,我国在南极周边重点海域的海洋调查远落后于发达海洋国家,拥有的海洋基础资料时空密度小、准确度低、覆盖率低、重复性差,并且主要集中在普里兹湾内的几个不规则断面上,不仅难以反映普里兹湾当前的海洋状况,在威德尔海、罗斯海仍然几乎是空白的,远不能满足“南北极环境综合考察及资源潜力评估”战略部署的需求。

2012年开始的极地考察专项是我国首次大规模的综合极地科学考察研究专项,科学考察的学科内容、观测区域、观测手段及考察队伍规模均达到了前所未有的高度,取得了历史性的进展,开展了以南大洋、普里兹湾为重点的第29次南极海洋科学考察,尤其重要的是我国南极海洋科学考察已经成为一项业务化的考察工作,凸显了我国对极地工作的重视程度已经迈入新的里程碑。尽管我国的极地海洋科学在过去30多年间取得了一系列历史性的进展,但是与国外先进水平相比仍存在一定的差距,但随着国家对极地事业的重视,我国的极地考察事业正在逐步改善。

中国第29次南极考察是“南北极环境综合考察与评估”专项的第一个正式航次(2012-10-28—2013-04-10),重点观测海域为普里兹湾及其邻近海域。该航次在保留我国原有南极科学考察工作的基础上,拓展了南极科考范围,新增了大量的作业内容,通过多种手段对普里兹湾及其邻近海域开展了物理海洋与海洋气象综合考察,系统掌握目标区域的海洋水文、海洋气象、海冰等环境基本信息,获取海洋环境变化和海-冰-气系统变化过程的关键要素信息,为我国和全球气候变化、资源开发利用、航海与后勤保障提供基础资料。本文采用该航次期间往返穿越南大洋西风带获得的GPS探空观测数据。

1.2 GPS探空观测系统

观测使用的探空系统是专门的探测大气垂直剖面的气象仪器,测量要素包括气温、湿度、风速、风向。测量系统主要包括两部分:一个是GPS-1型接收机,用于接收各要素的实时观测数据;另一个是GPS-TK探空仪,随探空气球一起上升的传感器集成部分。

测量过程中,先连接GPS-1型接收机与电脑,并固定于室外开阔区域以便接收探空仪发回的各种气象参数。室外释放挂有探空仪的探空气球,接收测量数据。随着气球逐渐升高,气压逐渐降低,最后气球自爆,观测结束,探空仪自然坠落不可回收。经过多次南北极考察的现场实验检验,该系统接收信号稳定性良好。该探空系统的温度精度为0.2℃,湿度精度为2%,风速测量精度为0.2 m/s,风向测量精度为2°,风速、风向和气压由GPS数据计算得出,风向0°表示北风,风向90°表示东风。气温传感器的测量范围为-60～40℃,满足高空低温环境的观测需求。GPS-TK探空仪的具体技术指标见表1。

表1 GPS-TK探空仪技术指标Table 1 Parameters of GPS-TK

1.3 观测站位分布

中国第29次南极考察执行期间,在往返南大洋的过程中进行了3次探空气球断面观测,共计获得有效探空气球观测57个,其中2条断面位于东南印度洋,1条位于西南太平洋。断面按时间顺序编号为P1,P2和P3,图1给出了3条断面上探空观测的具体站位分布。2012-11-20—2012-11-29进行了澳大利亚弗里曼特尔至中山站的断面观测,完成26个GPS探空观测,即P1断面;2013-01-07—2013-01-15进行了罗斯海至澳大利亚霍巴特之间的断面观测,完成12个GPS探空观测,即P2断面。2013-03-13—2013-03-19进行了中山站至澳大利亚弗里曼特尔之间的断面观测,完成19个GPS探空观测,即P3断面。每隔6 h进行一次探空观测,分别按照00:00,06:00,12:00和18:00依次开展,在海洋锋面集中海域适当加密观测。其中的海表面温度资料是自1997年以来高精度(0.25°×0.25°)的数据,来源于热带降水测量任务(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)的微波遥感卫星[24],在此主要用来表征南大洋主要海洋锋面的具体位置。

图1 南大洋探空观测的站位分布Fig.1 Air sounding stations in the Southern Ocean

2 观测结果

2.1 大气剖面的垂直结构

本文用到的探空数据较好的反映了南大洋大气剖面的垂直结构。探空观测高度在4 000～15 000 m不等,但均观测到了对流层的温度、湿度、风速、风向剖面的垂直变化,超过10 000 m高度的还观测到了对流层顶的逆温层垂直结构,对分析南大洋的大气锋面及环流结构有一定的帮助。图2展示了P1断面上两个典型的垂直剖面观测数据(位置如图1黑框所示),可以清楚地看出,随着高度的增加,气压呈指数衰减,超过10 000 m时气压减小到300 hPa以内;气温随着高度的增加线性降低,大约每升高100 m气温下降1℃,在9 000 m左右气温降到最低(低于-50℃),之后气温又逐渐升高,该转折的高度近似可以看做是对流层和平流层的分界;整个垂直剖面以西风为主导,风速为5～30 m/s,高空风速比低空风速要大很多。湿度剖面的波动范围较大,但到了9 000 m以上的高空,湿度迅速减小,主要与高空大气稀薄和低温密切相关。跨南大洋经向断面的观测很好反映了大气剖面垂直结构的南北差异,将在接下来的断面特征和季节变化分析中予以展示。

图2 南大洋GPS探空测得的典型剖面Fig.2 Typical air sounding profiles in the Southern Ocean

2.2 大气锋面的分类和识别

大气锋面是冷暖气团交界面形成的狭窄过渡区,也叫锋区,锋面两侧的温度、湿度、气压、风等要素都有明显的差异,所以在锋面附近常伴有云、雨、大风等天气。大气锋面根据冷气团和暖气团的移动方向分为冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋。本文以气温的空间梯度为主要识别要素确定锋面的位置,并结合经向风的分布分辨锋面的基本类型。

通常的锋面识别主要是针对近地面的低空大气而言,因此这里给出了2 000 m以下平均的大气温度(图3a)和经向风(图3b)在3个观测断面的分布。P1断面气温经向梯度最大的位置在47°～50°S,气温从-4℃快速上升至1℃,该位置的经向风为2～8 m/s的北风,因此符合暖锋特征,在43°～45°S也存在气温快速变化,但主要是1 000 m以上的气温变化所致;P2断面气温经向梯度最大的位置在52°～58°S,气温从-1℃快速上升至5℃,该位置的经向风为4～6 m/s的北风,符合暖锋特征;P3断面气温经向梯度最大的位置与P2相同,但温度梯度更大,气温变化范围在-9～8℃,经向风在55°S附近存在南风和北风的转化,主要是因为55°S以北的气旋式环流所致,之后的断面特征分析将进一步介绍。通过以上分析,给出了观测断面低空大气的锋面位置和基本分类(表2)。

图3 0～2 000 m平均的大气温度和经向风Fig.3 Mean air temperature and meridional wind below 2000 m

表2 观测断面的大气锋面位置Table 2 Locations of atmospheric fronts in the observational sections

2.3 跨南大洋经向断面的特征分析

下面基于中国第29次南极考察在南大洋获得的3条断面的探空观测,分析跨南大洋经向大气断面的基本特征。第29航次第一次穿越西风带期间,从澳大利亚弗里曼特尔前往中山站途中进行了南大洋P1断面的探空观测。P1断面覆盖区域海洋表层的温度梯度显示,该断面的海洋锋面主要位于45°～56°S(图1),从P1断面探空观测要素垂直剖面(图4)的经向梯度可以看出,该断面的低空大气锋面主要位于47°～50°S附近,44°S附近的1 000～3 000 m高度存在气温快速变化(图4b和图3a),主要是44°～50°S区域的强劲西风从高空一直延伸到近地面,造成了该区域与外部区域的湿度和温度的显著差异。50°S以北的亚南极区,风向介于240°～280°,以西风为主,高空与低空风速差异明显,4 000 m以下低空风速在0～20 m/s,4 000 m以上高空风速在40 m/s以上,风速的垂直切变使得高低空气温分布也有类似的结构,4 000m以下气温在-5～15℃,4 000 m以上气温在-30℃以下,最低达到-60℃,该区域垂直剖面的相对湿度较大,整个剖面的相对湿度大于50%,明显呈现较强的垂直对流结构。50°～58°S区域的风向介于180°～240°,以西南风为主,是该断面的西风主轴区,高空与低空风速差异更加明显,4 000 m以下低空风速在0～20 m/s,4 000 m以上高空为强劲的西南风,平均风速在40 m/s以上,最高超过75 m/s,高低空气温分布与亚南极区相近,但高空的低温中心靠近北部,该区域垂直剖面的相对湿度很小,整个剖面的相对湿度小于40%,垂直对流很弱,是南部和北部经向环流的过渡区。58°S以南的极区,风向与亚南极区类似,介于240°～280°,以西风为主,但高空与低空风速无明显差异,整个垂直剖面的风速在20 m/s以下,只有更加靠南的高空风速较强,该区域垂直剖面的气温和相对湿度都比较高,气温在-20℃以上,剖面的相对湿度大部分大于40%,4 000 m以下相对湿度更是超过了80%,明显呈现较强的垂直对流结构,与亚南极区形成跨越极锋区的经向环流。在8 000 m以上的高空,各个观测要素的垂直变化很小。

图4 P1断面的大气垂向剖面结构Fig.4 The atmospheric vertical structures of section P1

第29航次第二次穿越西风带期间,从罗斯海返回澳大利亚霍巴特途中进行了南大洋P2断面的探空观测。P2断面覆盖区域海洋表层的温度梯度显示,该断面的海洋锋面主要位于55°～65°S,从P2断面探空观测要素垂直剖面(图5)的经向梯度可以看出,低空大气温度梯度在52°～58°S快速变化,该区域是低空大气的主要锋面所在位置。55°S以北的亚南极区,风向介于120°～280°,存在东风和西风的切变,在50°S以北4 000 m以上的高空,存在强劲的西南风,风速最大值超过30 m/s,位于6 000～10 000 m的高度,55°S以北亚南极区的气温较高,海表气温在5～10℃,气温零线在2 200 m附近,气温等值线呈现上翘趋势,是典型的上升气流结构,相对湿度在整个剖面都较高,低空相对湿度超过80%,高空的相对湿度也有60%以上。55°～68°S的极锋区,风向介于100°～220°,以东南风和西南风为主,高空与低空风速差异不大,风速在15 m/s以下,该区域的气温等值线平直,-10℃等温线位于2 200 m高度,4 000 m以下相对湿度很高,超过80%,4 000 m以上相对湿度在50%以下,最低值位于4 000～6 000 m高度。68°S以南的极区,风向与亚南极区类似,介于120°～280°,6 000 m以上的高空存在较强的西风,风速在20 m/s左右,6 000 m以下低空风速很小,在5 m/s以内,该区域的气温更低,-10℃等温线位于1 500 m以下,11 000 m以上的高空气温低至-60℃,该区域的相对湿度剖面与55°S以北的亚南极区相近,低空相对湿度超过80%,高空的相对湿度也有60%以上,垂直对流较为明显。与P1断面类似,在8 000 m以上的高空,各个观测要素的垂直变化很小。

图5 P2断面的大气垂向剖面结构Fig.5 The atmospheric vertical structures of section P2

图6 P3断面的大气垂向剖面结构Fig.6 The atmospheric vertical structures of section P3

第29航次第四次穿越西风带期间,从中山站返回澳大利亚弗里曼特尔途中进行了南大洋P3断面的探空观测。P3断面覆盖区域海洋表层的温度梯度显示,该断面的海洋锋面主要位于44°～55°S,从P3断面探空观测要素垂直剖面(图6)的经向梯度可以看出,低空大气温度梯度在52°～58°S快速变化,该区域是低空大气的主要锋面所在位置,锋面位置与P2断面相同。整个断面以西风为主,54°S以北区域风向介于260°～340°,以西北风为主,54°S以南区域则以西南风为主。42°S以北的区域高低空风速切变明显,4 000 m以下风速相对较小,在8 m/s以内,4 000 m以上风速在20 m/s以上,该区域的垂直剖面的气温均较高,6 000 m以上高空气温仍维持在-30℃,使得该区域高空的相对湿度超过50%。42°～54°S的极锋区,风速相对较小,在10～22 m/s,6 000 m以上的高空气温也相对较低,在-35～50℃,4 000 m以下低空气温较高,在-5～20℃,使得低空相对湿度高达80%以上,高空相对湿度较低,在40%以下。54°～58°S的极区,4 000 m以上的高空存在30 m/s以上的西南风,而气温低至-50℃,相对湿度较低。在58°S以南海域具有风速小(4～10 m/s),相对湿度低(15%～55%),气温等值线下凹等特点,属于典型的下沉气流特征。与P1和P2断面类似,在8 000 m以上的高空,各个观测要素的垂直变化较小。

虽然各个断面的观测时间和观测位置不尽相同,但具有共同特征。4 000 m以下低空的气温和湿度明显高于高空,而低空风速明显小于高空风速;8 000 m以上高空各个观测要素的垂直变化不明显;整个断面主要以西风为主,整个垂直剖面湿度较高的区域通常是由于上升气流将海表面的暖湿气团带到高空引起的,相反,整个垂直剖面湿度异常偏低的区域通常对应下沉气流。大气锋面的位置具有明显的季节变化,东南印度洋的大气锋面中心春季(P1)比秋季(P3)更加偏北,接下来将针对季节变化进一步分析。

2.4 东南印度洋大气剖面的季节变化

以上主要分析了跨南大洋经向大气断面的基本特征,接下来介绍东南印度洋大气剖面的季节变化。我国南极科学考察航线多数是从东南印度洋穿越南大洋,在大多数年份,“雪龙”船都会往返穿越澳大利亚至中山站断面,虽然由于天气和海洋状况的原因,往返航线很难完全重合,但相近航线的断面观测,有利于分析南大洋大气剖面随时间的变化。图1所示的P1和P3断面分布比较接近,在45°S附近交叉,该位置也恰是海洋锋面密集的海域。P1和P3断面的探空观测分别于2012年11月和2013年3月完成,对南半球来说,11月和3月可以看作春季(春末)和秋季(初秋)的代表月份,因此P1和P3断面的差异反映了东南印度洋经向断面在春秋两季的变化。

图7 P3和P1断面大气垂向剖面的差异(P3-P1)Fig.7 The differences in atmospheric vertical structures between sections P3 and P1(P3 minus P1)

图7 给出了P3和P1断面探空观测要素的差异(P3减去P1),可以看出,在4 000 m以下的低空,秋季的相对湿度低于春季的相对湿度,40°S附近的3 000 m高度相差超过50%,只有南大洋中部的局部海域春季相对湿度较大,相差在20%～40%;秋季的气温整体高于春季0～20℃,只有在57°S以南,春季的气温高于秋季。在6 000 m以上的高空,春季风速明显比秋季风速大,差值介于10～40 m/s。6 000 m以下低空风速的差异,南北呈现不对称分布,50°S以南秋季风速大,而50°S以北春季风速大。秋季的风向以西北风为主,春季的风向以西风为主,整个垂直断面的风向相差20°～100°。整体来说,秋季和春季相比,东南印度洋具有风速小,气温高,低空相对湿度较小。

接下来针对气温、湿度和风速三个要素分别比较不同季节断面的低空和高空差异。东南印度洋春季断面低空的气温整体低于秋季,锋面位置更加偏北,在春季,50°S以南气温均低于-11℃,50°S以北快速升温至5℃,而在秋季,由58°S以北气温快速升温至4℃,两个季节低空气温最大差异在48°～53°S附近,温差达到19℃(图8a)。高空气温的差异以55°S为界南北反向,南部春季气温高,北部秋季气温高(图8b)。春季的低空湿度整体高于秋季,45°S以北的区域差异更大(图8c),而春季的高空湿度整体低于秋季,50°S以南更加明显(图8d)。春季(秋季)低空风速的主轴在47°S(52°S)附近,除了风速主轴附近之外,春季的低空风速整体略小于秋季(图8e),而春季的高空风速远高于秋季,52°S附近风速高出将近50 m/s(图8f)。综上所述,东南印度洋春季断面低空的气温整体低于秋季,锋面位置更加偏北,春季的低空(高空)湿度整体高于(低于)秋季,春季的低空(高空)风速整体略小于(远高于)秋季。

图8 低空(0～4 000 m平均)和高空(10 000～14 000 m平均)大气要素的经向变化Fig.8 Meridional variation in atmospheric parameters in low level(0～4 000 m mean)and high level(10 000～14 000 m mean)

2.5 东南印度洋和西南太平洋的大气剖面差异

南大洋不同海域的大气剖面具有明显差异。我国南极考察穿越东南印度洋的南大洋断面最多,主要是由于每年雪龙船都要前往中山站执行科学考察任务,而随着我国计划在罗斯海建立新的南极考察站,穿越西南太平洋断面的航线也逐渐增多,2013年1月中旬从罗斯海返回澳大利亚霍巴特的途中也进行了GPS探空观测,即图1中的P2断面。由于P3断面是2013年3月中旬完成,因此P2和P3断面近似的可以看作南半球夏秋季节的过渡期观测,因此这里选取P2和P3断面进行比较,分析东南印度洋和西南太平洋大气剖面特征的差异。

图9 给出了P3和P2断面探空观测要素的差异(P3减去P2),东南印度洋断面的风速明显大于西南太平洋断面,平均差异为4～20 m/s,最大差异在50°～57°S的南大洋中部,在48°S以北3 000 m以上的高空,西南太平洋断面的风速大于东南印度洋断面,平均差异为4～18 m/s,最大差异在10 000 m附近,最大差异超过20 m/s。两条断面的风向相差在-30°～180°,东南印度洋以西北风为主,而西南太平洋以东南风和西南风为主,存在明显的东—西风切变。在55°S以北的海域,东南印度洋的气温高于西南太平洋4～18℃,7 000 m以上的高空更加显著,只有在55°S以南的高纬度海域,东南印度洋的气温低于西南太平洋,但量值不超过10℃。相对湿度的差异与气温的差异分布大体反向,在55°S以北的海域,东南印度洋低于西南太平洋10%～30%,最大差值发生在50°S以北的2 000～4 000 m高度,超过40%,只有4 000～6 000 m高度层,东南印度洋的相对湿度略高于西南太平洋。整体来说,东南印度洋和西南太平洋相比,具有风速大,气温高,相对湿度小的特征。

图9 P3和P2断面大气垂向剖面的差异(P3-P2)Fig.9 The differences in atmospheric vertical structures between sections P3 and P2(P3 minus P2)

接下来针对气温、湿度和风速三个要素分别比较不同区域断面的低空和高空差异。东南印度洋和西南太平洋的低空大气锋面均位于52°～58°S,东南印度洋在该区域的气温梯度更强,以55°S为界,以南区域西南太平洋的气温高于东南印度洋,55°S以北相反(图8a)。东南印度洋的高空气温整体高于西南太平洋(图8b)。西南太平洋的低空湿度整体高于东南印度洋,45°S以北的区域差异更大(图8c),高空湿度整体持平(图8d)。西南太平洋的低空和高空风速相对较小,只有断面北端的狭窄区域风速较大,东南印度洋的低空和高空风速整体高于西南太平洋,低空风速表现得尤为明显(图8e和8f)。综上所述,东南印度洋和西南太平洋的低空大气锋面均位于52°～58°S,东南印度洋低空风速、高空风速和气温整体高于西南太平洋,西南太平洋的低空湿度整体高于东南印度洋,高空湿度整体持平。

3 结 论

本文利用中国第29次南极科学考察多次穿越南大洋的GPS探空数据,分析了南大洋经向断面的大气垂直结构的基本特征、季节变化和纬向差异,主要结论如下:

1)各个断面的大气垂向结构差异显著,但也具有共同特征:4 000 m以下低空的气温和湿度明显高于高空,而低空风速明显小于高空风速;8 000 m以上高空各个观测要素的垂直变化较小;整个断面主要以西风为主,整个垂直剖面湿度较高的区域通常是由于上升气流将海表面的暖湿气团带到高空引起的,相反,整个垂直剖面湿度异常偏低的区域通常对应下沉气流。

2)基于经向温度梯度和经向风分布,给出了3个观测断面的大气锋面位置和类型。P1断面的大气锋面在47°～50°S,P2和P3断面的大气锋面在52°～58°S,P1和P2的锋面属于暖锋,P3的锋面由于气旋的影响分类不明显。

3)东南印度洋大气剖面结构具有明显的季节变化。东南印度洋春季断面低空的气温整体低于秋季,锋面位置更加偏北,春季的低空(高空)湿度整体高于(低于)秋季,春季的低空(高空)风速整体略小于(远高于)秋季。

4)东南印度洋和西南太平洋断面的大气剖面结构具有明显差异。东南印度洋和西南太平洋的低空大气锋面均位于52°～58°S,东南印度洋低空风速、高空风速和气温整体高于西南太平洋,西南太平洋的低空湿度整体高于东南印度洋,高空湿度整体持平。

本文的工作在以下方面仍有待加强:一方面,GPS探空观测的空间分辨率仍然不高,无法对大气剖面的细微结构细致刻画;另一方面,数据只局限于一个航次的观测,没有展现特定南大洋断面大气环流的年际变化。希望今后在这两个方面加以重视,更加全面地分析南大洋大气环流结构的特征和变化。

致谢:自然资源部资助,中国第29次南极科学考察队采集了研究数据,国家海洋局极地考察办公室和中国极地研究中心对本工作给予了大力支持,在此表示衷心感谢。