本文選題：波流相互作用 + SWAN-ROMS耦合模型��； 參考：《國家海洋環(huán)境預(yù)報中心》2017年碩士論文

【摘要】：波浪和海流是海洋中最重要也是最常見到的兩種海洋動力學(xué)過程,它們既相互獨(dú)立又相互影響、相互作用。波流相互作用對很多海洋現(xiàn)象都有較大的影響,比如風(fēng)暴潮、裂流、近岸環(huán)流、海洋表層溫度等。因此研究波-流相互作用對于提高海洋要素的預(yù)報水平有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前對于近岸波浪破碎帶波-流相互作用的研究比較多,但對于強(qiáng)海況下波-流相互作用的相關(guān)研究還比較少,缺乏全面的了解。而我國緊鄰的西北太平洋海域是世界上受熱帶氣旋影響最多的海區(qū)之一,因此調(diào)查研究西北太平洋海區(qū)在強(qiáng)海況下的波-流相互作用對于準(zhǔn)確的預(yù)報西北太平洋海區(qū)的海況具有重要意義。本文以2016年第1號超強(qiáng)臺風(fēng)“尼伯特”與2016年14號超強(qiáng)臺風(fēng)“莫蘭蒂”為背景風(fēng)場,并分別用SWAN海浪模式、ROMS海洋模式、SWAN-ROMS構(gòu)建的波流耦合模式模擬在此期間的海洋要素,通過對比分析并結(jié)合海洋浮標(biāo)觀測到的實(shí)際數(shù)據(jù)來研究波流相互作用對有效波高、海流、海溫的影響。研究表明:波流相互作用對有效波高的影響與波向和表層流向之間的夾角有密切關(guān)系:當(dāng)波向和表層流向大致相同時,波流相互作用使有效波高降低,這主要出現(xiàn)在臺風(fēng)移動路徑右側(cè);當(dāng)波向與表面流向大致相反時,波流相互作用使有效波高增大;當(dāng)波向與表層流向之間的夾角越接近90度時,波流相互作用對有效波高的影響越小。同時也發(fā)現(xiàn)在遠(yuǎn)離臺風(fēng)中心的區(qū)域,由于海表面流速不大,波流相互作用較弱,對有效波高的影響也較小。整體上在所有區(qū)域耦合模式模擬的有效波高更接近實(shí)際觀測結(jié)果,因此在考慮波流相互作用后可以顯著提高對有效波高的模擬水平。波流相互作用對海流的影響主要集中出現(xiàn)在近岸以及沿陸架區(qū)域,表明地形作用對波致流的影響比較大�？紤]波流相互作用可以提高對海表溫度的模擬水平。波流相互作用加強(qiáng)了上層海水的垂向混合,在臺風(fēng)發(fā)生前后使SST變化幅度增大,這種現(xiàn)象在近岸更為明顯;在臺風(fēng)移動路徑右側(cè),由于風(fēng)向、流向、波向大致相同,誘導(dǎo)更多的下層冷水上翻,因此在此區(qū)域低溫的范圍和程度更大。
[Abstract]:Waves and currents are the two most important and common marine dynamic processes in the ocean. They are independent and interact with each other.Wave and current interactions have great influence on many ocean phenomena, such as storm surge, fissure current, inshore circulation, ocean surface temperature and so on.Therefore, the study of wave-current interaction is of great practical significance in improving the prediction level of ocean elements.At present, there are many researches on wave-current interaction in the near-shore wave breaking zone, but there are few researches on the wave-current interaction in strong sea conditions and lack of comprehensive understanding.The Northwest Pacific Ocean, which is adjacent to China, is one of the most affected areas in the world by tropical cyclones.Therefore, it is important to investigate the wave-current interaction in the Northwest Pacific Ocean under strong sea conditions for the accurate prediction of the sea conditions in the Northwest Pacific Ocean.In this paper, the wind fields of Super strong Typhoon Nibert No. 1 of 2016 and Super Typhoon Morandi of 14 2016 are taken as the background wind field, and the coupled wave-current model constructed by the SWAN wave model / ROMS ocean model / SWAN-ROMS is used to simulate the ocean elements during this period, respectively.The effect of wave current interaction on effective wave height, current and sea surface temperature is studied by comparing and analyzing the actual data observed by ocean buoy.The results show that the influence of wave-current interaction on the effective wave height is closely related to the angle between the wave direction and the surface flow direction: when the wave direction and the surface direction are approximately the same, the effective wave height is reduced by the wave-current interaction.This mainly occurs on the right side of the typhoon's moving path; when the wave direction is approximately opposite to the surface direction, the wave current interaction increases the effective wave height; when the angle between the wave direction and the surface direction is closer to 90 degrees,The effect of wave-current interaction on effective wave height is smaller.At the same time, it is also found that in the region far from the center of typhoon, the interaction of wave and current is weak because of the small velocity of sea surface, and the influence on the effective wave height is also small.As a whole, the simulated effective wave heights in all regions are closer to the actual observed results, so the simulation level of the effective wave heights can be significantly improved by considering the interaction of waves and currents.The effect of wave current interaction on the current mainly occurs in the nearshore and along the continental shelf, indicating that the topographic effect on the wave-induced current is relatively large.Considering the interaction of wave and current, the simulation level of sea surface temperature can be improved.The wave-current interaction strengthens the vertical mixing of the upper sea water and increases the amplitude of SST change before and after the typhoon occurs, which is more obvious in the coastal area, and on the right side of the typhoon's moving path, the wave direction is approximately the same because of the wind direction and the direction of the wind.Induce more lower cold water upturn, so the range and degree of hypothermia in this area is larger.
【學(xué)位授予單位】：國家海洋環(huán)境預(yù)報中心
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P731.2

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本文編號：1743592