【摘要】：本文重點(diǎn)研究氣候變暖背景下近海面風(fēng)場對江蘇海域海平面變化的影響。主要運(yùn)用Aviso衛(wèi)星高度計(jì)中海平面異常(SLA)資料和驗(yàn)潮站數(shù)據(jù),分析了1993-2012年近20年江蘇海域海平面變化的時(shí)空分布特征。并分析了在全球變暖趨勢下,該時(shí)期內(nèi)相應(yīng)的近海面大氣和海洋環(huán)境變化,分析江蘇近海海平面變化與風(fēng)場、流場、海溫場的關(guān)系,探討江蘇近海海平面變化的影響因子作用；考慮在氣候變暖背景下,最近10年的災(zāi)害性大風(fēng)過程與前10年的過程相比,極端強(qiáng)度增大,因此利用近海海洋模式FVCOM,模擬強(qiáng)風(fēng)天氣過程,包括臺(tái)風(fēng)大風(fēng)和寒潮大風(fēng)對江蘇海域海平面變化的影響,揭示局地風(fēng)場及海洋要素在該海域海平面變化中的作用,主要得到以下結(jié)論： 江蘇近海海平面在1993-2012年存在明顯的季節(jié)變化并有顯著的上升趨勢,上升率為2.9mm/年,且近岸海平面上升速率更大,最大上升率可達(dá)11mm/yr。海平面變化存在顯著的季節(jié)特征,夏季和冬季海平面趨勢分布基本相反。海平面在空間分布上具有顯著的區(qū)域特征,EOF分析結(jié)果顯示：江蘇近海海平面前兩個(gè)模態(tài)屬于季節(jié)模態(tài),累積方差為55%。從第一模態(tài)中可以看出江蘇沿海海平面從北到南總體呈現(xiàn)明顯的上升趨勢,黃海(從龍口到灘滸)和連云港地區(qū)上升趨勢最為明顯,從時(shí)間系數(shù)上看,第一模態(tài)的頻譜分析圖中顯示最大峰值為12個(gè)月,對應(yīng)的是年周期變化。對第二模態(tài)進(jìn)行分析,江蘇地區(qū)的海平面變化主要是季節(jié)變化。 運(yùn)用高分辨率再分析資料(CFSR),對SLA的季節(jié)內(nèi)變化的主要影響因子進(jìn)行探討。在各項(xiàng)影響因子中,風(fēng)場在海面產(chǎn)生的風(fēng)應(yīng)力強(qiáng)迫,與岸線相配合,對江蘇近海海平面的升高、降低的波動(dòng)變化起著重要作用。由于受全球氣候變暖的影響,2000年后在中國東部海域尤其是江蘇近海上空的冬季風(fēng)和夏季風(fēng)變?nèi)?因此江蘇近海在冬季和夏季的海表面的風(fēng)應(yīng)力隨著減弱,海表水溫明顯上升。在偏北風(fēng)減弱的天氣過程中,江蘇近海海域的海平面相對增高。在氣候變暖的背景下,影響江蘇的臺(tái)風(fēng)和寒潮等災(zāi)害性天氣強(qiáng)度增強(qiáng),海平面對災(zāi)害性大風(fēng)的響應(yīng)情況直接影響著沿岸的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文篩選典型強(qiáng)風(fēng)天氣過程,結(jié)合區(qū)域海洋模式FVCOM,系統(tǒng)性地認(rèn)識(shí)強(qiáng)風(fēng)過程對區(qū)域海洋要素時(shí)空演變的影響效應(yīng)。 數(shù)值模擬結(jié)果顯示：臺(tái)風(fēng)“梅花”和“米雷”兩次北上臺(tái)風(fēng)過程,對江蘇近海的海平面影響情況相似,“梅花”帶來的大風(fēng)強(qiáng)度大于“米雷”,對江蘇近海地區(qū)的影響較為嚴(yán)重。在北上臺(tái)風(fēng)梅花的影響下,連云港和呂四站的水位呈現(xiàn)一個(gè)明顯的上升過程,水位最高達(dá)到0.45米。而在登陸臺(tái)風(fēng)達(dá)維的作用下,連云港和呂四站的水位波動(dòng)下降。在2008年12月20日中路寒潮的影響下,江蘇沿岸的余流主要沿岸向南運(yùn)動(dòng),在Ekman質(zhì)量輸送的作用下海水向右偏轉(zhuǎn),在江蘇的輻射沙洲脊地區(qū),余水位最大增幅為0.4m；在2012年11月20日的寒潮過程,江蘇整個(gè)區(qū)域的海水主要為離岸流,近岸水位降低,呈現(xiàn)由西向東分布。 對比分析臺(tái)風(fēng)和寒潮大風(fēng)對江蘇近海海平面的影響情況,臺(tái)風(fēng)“梅花”初期瓊港地區(qū)的水位較低,在外海水位大約為0.25m,隨著臺(tái)風(fēng)北上,輻射沙洲脊沿岸的水位上升,最高達(dá)1m左右,水位梯度由近岸向外海遞減；而在2008年12月20日寒潮的影響下,瓊港等沿岸地區(qū)的水位較高,最大為1.5m左右,遠(yuǎn)海地區(qū)的水位較低。臺(tái)風(fēng)“梅花”期間,江蘇近海的水位主要是南高北低的狀況,而在寒潮大風(fēng)期間,江蘇近海的水位與之不同,呈現(xiàn)南低北高的狀態(tài),這與影響江蘇近海區(qū)域的大風(fēng)風(fēng)向有明顯關(guān)系。 在臺(tái)風(fēng)和寒潮大風(fēng)期間,江蘇近海的海洋分別出現(xiàn)氣旋性渦旋和反氣旋性渦旋,對江蘇近海的海平面分別造成上凹和下凸的影響。在正渦旋中心,海水位最低；在負(fù)渦旋中心海水位最高,在兩類渦旋的急流一側(cè),水位的梯度較大。而比較寒潮和臺(tái)風(fēng)造成的水體渦旋動(dòng)能和動(dòng)量下傳,無論在深度和強(qiáng)度上,寒潮造成的水動(dòng)力渦旋的動(dòng)能和動(dòng)量向下傳播較臺(tái)風(fēng)造成的水動(dòng)力渦旋作用更迅速,量值也更大。這是由于寒潮帶來大風(fēng)降溫,冷空氣造成海表迅速降溫,海溫上冷下暖垂直層結(jié)不穩(wěn)定,與近海面大風(fēng)造成的風(fēng)應(yīng)力動(dòng)力混合共同作用,能量和動(dòng)量的強(qiáng)度大,下傳迅速；而臺(tái)風(fēng)過程因溫差小,主要是風(fēng)應(yīng)力作用,因此能量和動(dòng)量相對較弱,下傳速度慢、深度淺。
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【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P731.23;P732.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2379568