【摘要】：海水的渦黏性體現(xiàn)了海水內部的動力機制,我們可以從海水的渦黏性系數(shù)剖面的變化定性地推斷出海洋內部湍混合強弱的變化,以及風場對渦黏性系數(shù)的影響等信息。如何根據(jù)海水的運動現(xiàn)象和一些必要的外界條件將海水的渦黏性系數(shù)剖面反演出來,進而了解海洋內部運動信息是本論文的一個主要目標。由于海洋觀測資料的稀少,我們不得不借助于數(shù)值模擬計算方法,選擇一種符合物理事實而且行之有效的模型盡可能準確地將渦黏性系數(shù)反演出來,伴隨同化技術是本論文使用的主要方法。 利用伴隨同化技術以及處理數(shù)學物理反問題的技巧將海洋上的觀測數(shù)據(jù)同化到一維Ekman海流模型中去,對模型參數(shù)等進行優(yōu)化,目的在于得到一些海洋的內部信息——渦黏性系數(shù)在時空上的分布,為進一步解決海洋的內部動力機制做準備。首先討論的是一個可視化的孿生試驗,在試驗的過程中由動力模型產生一些“觀測值”,驗證模型的穩(wěn)定性與適用性。然后利用該數(shù)值模型來分析2002年8月份250k ADCP在南海文昌平臺觀測到的海流資料和實時的風場資料,在使模型結果和實際數(shù)據(jù)不斷接近的過程中將未知的鉛直渦黏性系數(shù)從這些數(shù)據(jù)中反演出來。為探索渦黏性系數(shù)和風場之間的變化以及隨時間的發(fā)展,分不同的時間步長做了兩次模擬分析。 第一次模擬是把渦黏性系數(shù)看作只是海水深度的函數(shù),重點討論了渦黏性系數(shù)隨深度的變化,以及在深度上如何受風場的作用。結果表明,渦黏性系數(shù)在該研究海域的深度上有一個10~(-3)-10~(-2)m~2/s范圍內的緩變過程,在30m以淺的表層渦黏性變化比較大,但數(shù)值比較小即湍混合作用比較弱,在10~(-3)m~2/s的量級上。在100m以淺的深度上海水渦黏性變化比較小,但數(shù)值比較大即湍混合作用比較強,在10~(-2)m~2/s的量級上。風場作用變化的地方可以看出渦黏性系數(shù)的響應,風場變大,渦黏性系數(shù)稍微變大,風場變小,渦黏性系數(shù)也隨之稍微減小。 第二次模擬是把渦黏性系數(shù)看作時空函數(shù),重點討論了渦黏性系數(shù)在時空上的發(fā)展變化過程,當然,還是重點考慮風場的影響作用。結果表明,渦黏性系數(shù)
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：P731.2

【參考文獻】

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本文編號：2634553