大猫看文献2—An analysis of HF radar measured surface currents to determine tidal, wind‐forced, and sea...

文献信息

标题  Tidal and residual currents across the northern Ryukyu Island chain observed by ferryboat ADCP

作者 Zhao-Jun Liu1, Hirohiko Nakamura2 , Xiao-Hua Zhu1,3 , Ayako Nishina2 , and Menghong Dong

出版刊物 Journal of Geophysical Research: Oceans(2017)(SCI)


生词

ferryboat 渡船

volume transport 体积输送

empirical orthogonal function (EOF) analysis  经验正交函数分析

total variance 总方差

bottom-intensified 底部加强的。底部强化的

impingement 冲击

slope 斜坡

The Ryukyu Island chain (RIC)  琉球岛链

North Pacific subtropical gyre 北太平洋副热带环流

the Ryukyu Current 琉球潮流

the continental slope 大陆坡

a sill depth 基本深度

mesoscale eddies 中尺度涡

induce 诱发,引发

hydrographic data 海道测量数据,水文数据

Trough 水槽

onshore flux  陆上流量

utilize 利用

Appendix 附录

aliasing n.混淆现象

detided adj. 去除潮汐成分后只剩下余流的处理

variance n. 变异;变化;不一致;分歧;[数] 方差

decompose the tidal constituents and remove aliasing 分解潮汐成分并消除混淆

broken lines 虚线

marginal seas 边缘海

perpendicular 垂直, 正交

converge 汇合,聚集,靠拢

subsurface layer 亚表层,次表层(最表层以下一些)

standard deviation field 标准差场 deviation 偏差,误差

amplified 放大的

whereas  conj. 然而;鉴于;反之

aforementioned adj. 上述的;前面提及的

compute 计算,估算

velocity core 流速核

throughflow 表层流;通流,直流

intermediate 中间的,起媒介作用的

deduce 推断

filter out 过滤掉

sea level anomalies 海平面异常

composite 复合的

dipole 偶极

anticyclonic eddy 反气旋式涡旋

cyclonic eddy 气旋式涡旋

geostrophic current 地转流

dipole eddy pair 偶极子涡对

interannual 年际间的

scenario 设想

beyond the scope of this study 超出本研究的范围

underlie 成为...的基础

emanate 发射,发散

a conceptual model 概念模型

interface 交界面

baroclinic 斜压的

persistent 坚持的,持久的

词组

observational evidence 可视化证据

construct circulation scheme  构建水循环方案

the best known 最著名的

the objective of this study 本研究的目的是

temporal and spatial variability of 时空变化

time-mean 时均的

show near-surface intensification 表现出近表加强特性

surface and bottom intensifications 表层和底部集中、加强

喵吐槽:这篇文章的英文读起来有些拗口,有时上下语句的逻辑,转折让人费解,很多地方用了中式思维,让我有时无法集中注意力看文章的内容而总是在猜测句读。相对而言后半部分流畅通顺得多,尤其是总结部分很清晰精彩~



1.本文有多重要,为什么?

首先,这篇文章发表在海洋学中的TOP期刊上,毋庸置疑它的重要性和创新性。

为什么重要?

(1)首次基于长期观测资料,研究冲绳岛和奄美大岛之间的四个水道的潮流和余流结构;(最基本、浅层意义)

(2)去除潮流部分后,计算出通过这四个水道,从西北太平洋流入东中国海的平均输移流量(体积)为1.5 Sv,标准差为2.7 Sv;

(3)发现独立于时间的余流的一大特征——具有底部加强效应。造成该特征的原因是在斜坡上中尺度涡对岛屿的冲击,使得原本表层加强的涡在通过水道时变成了底部加强。(最深层、最本质的意义)简而言之,就是发现了在陆架斜坡上的余流/非周期海流对岛屿的独特响应。


2.作者为什么能想到这个选题?我行吗?

本文的研究对象是潮流和余流。

对潮流的研究,用深度平均的潮流椭圆来反映水平面上分布特点,用八个分潮的潮流椭圆体现水道间的垂直面上分布特点。强调其中的极值情况。这个论点由潮流资料可以容易想到。

接着对余流进行了重点研究,分为研究时均余流场和余流的时空变化特性。

一般而言,海洋中近底速度小,而表层流速大,从上而下呈递减,这是教科书里经常爱说的。

而在作者绘制的余流速度剖面图中,可以明显地看出有四个明显的速度核,水道1和2在表层,3和4中在近底,这就可能引起了早期研究者的注意。一般而言,速度核意味着什么呢?意味着速度集中且大。而一般涡结构的中心速度也大,边缘递减。水道3和4在水体的底部竟出现了明显的急流现象,就很难按照一般教科书里的规律去解释了,而这就是新颖有挑战的科学问题。

研究者能想到这个选题,最关键的是不放过任何一个难以用普通规律去解释的异常现象,这就是重要的科学问题。



时均余流场分析:

在四个水道的时均余流速度场图中,发现水道1和2都具有明显的surface-intensified,而在水道3和4中却表现出显著的bottom-intensified,即垂直方向上出现了极大的离散,作者还特地作图(The standard deviation field of the cross-sectional detided current velocity),用标准差来直观速度的离散程度,图片显示在水道3和4都表现出了标准差的极值。故接着作者表述认为,这种strong variance(从表至底的强烈的离散),出现在水道4的东北海域。

紧接着作者计算了通过每个水道的平均流量(输运体积)及其标准差,也是该文章的重要结论之一。

为了更直观分析余流的垂向结构,作者估算了三个特征层上的余流分布,作出了三个特征层的余流流矢图,并对每层作出解释。图中可以清晰地观察到,原来在水道1和2出表层集中的海流,在较深的3和4水道处却表现出底层集中,且速度方向有发生改变。

这就足够引起我们的注意和思考了,带着这个问题就有研究的侧重点了。

当然,作者能够想到这个研究重点很大一部分原因,是在几位专门研究RIC地区的研究者文章里得到的很多启示,先前者已经做了许多铺垫和猜想。这对我们很有启发,做研究不是凭空得来的,没有IDEA的时候还是继续看文献吧==。

3.本文解决了什么问题,提出了什么新的问题?

本文提出了或阐述了一个物理海洋学中的现象,并对其进行了概化:“A simple model of the bottom-intensified throughflow formation owing to impingement of the mesoscale eddies upon the slope of the northern RIC.”

提出的思路是根据两个EOF MODES,这两个EOF modes分别占了总方差的71%和18%:

 MODE 1得出在深水道里会出现bottom-intensified,原因是由于周期100天的向西传播的中尺度涡对北部RIC的东部斜坡的冲击,其中的水动力学机理可能是由于这个中尺度涡导致形成的bottom-trapped的地形罗斯贝波,这个地形罗斯贝波在斜坡上传播的过程中,形成了水道3中的bottom-intensified inflow。即上图所示。

MODE 2主要是发现了季节性特征——风压力,即在10月—11月间的风压力是导致水道2和3中surface-intensified的原因(在余流流矢图中发现在表层的水道3也有不小的inflow)。不过这是较次要的问题。

4.本文对自己课题有何启发?

本文的潮流部分中规中矩,没有大的出彩。

余流部分是本文的重点,对我的课题有启发。特别是这个“The conceptual model indicates the oceanic response around an island having a deep channel to its south."

对余流,即非周期海流的研究,貌似已经成为了近几年文章的热点。本文明确提出的岛屿周围(拥有一个深水水道)的余流响应/特点,形成的关键要素是两个相反的中尺度涡,surface-intensified,在岛屿的斜坡上传播时,形成了地形罗斯贝波,而遇到两个岛屿间的深水水道时,形成了bottom-intensified的inflow。在上图的例子中,对于Strong inflow condition,由于在北部RIC群岛的东南侧形成了bottom-tapped的地形罗斯贝波,并在东部斜坡上按顺时针传播,然后就形成了bottom-intensified的inflow(类似于上层涡对下层水的挤压squeeze,从而产生TRW)。

那如果是Weak inflow condition时呢,两个涡的传播方向刚好相反,私认为,也是形成顺时针的TRW,也会形成穿过水道3的bottom-intensified inflow。

不过前提条件貌似有:

1.岛屿附近有mesoscale eddy 作用冲击(需要两个相反的涡?);

2.有大陆坡/斜坡/边坡,而eddies在斜坡上传播;

3.岛屿间的水道够深;(不够深根本无法形成TRW,只存在surface-intensified,TRW也无法bottom-trapped)

另外,风应力也是余流研究中很重要的点。文中用EOF法研究风应力的过程很有说服力,学习。作者也认为,“The effect of seasonal winds on seasonal circulations around the RIC is an important topic for future

research.” 看来不论在哪,风 对余流的季节性变化,是不可忽视的。那么在我的研究里,也要讨论风。


总的来说,MODE1 和MODE2共同构成了余流的流矢图所反映出来的情况,很精彩,解释也较为合理。

5.将来的发展方向是什么?

1.风的作用会继续关注挖掘。

2. “The mechanism underlying the bottom-intensified current variation through the deep channels is an attractive subject."

3.这股底层流是否充当着一个媒介/交换水体的作用(“This undercurrent may play an important role in the intermediate water distribution around the northern RIC.”)

6.本文有哪些不足?怎样改进?

1.语言有部分不够简洁,特别是英语的逻辑。

2.阐明关键的undercurrent有些混乱,没有提及和思考这个conceptual model的前提/构成条件是什么。

7.结果是否有其他解释?

待定。

同一个结果往往可以有多种解释,对这些解释考虑是否周全是决定结论是否可靠的关键。如果细心分析的话,也许能发现不同于作者的解释。这样的锻炼,不仅可以发现别人的不足,还可以帮助自己养成严谨的思维习惯,在设计实验时考虑到多种可能并用对照增强文章说服力。 

8.我有哪些新的想法?

待定。

回答完前面七个问题之后,自然就想得开了,也会产生一些新的想法。如果还不知足,那就再强迫自己想出几个idea来。 

你可能感兴趣的:(大猫看文献2—An analysis of HF radar measured surface currents to determine tidal, wind‐forced, and sea...)