【摘要】： 海洋大氣邊界層中的動量、熱量和物質(zhì)的交換是實(shí)現(xiàn)海洋和大氣相互作用的主要途徑,直接影響了上層海洋和低層大氣的結(jié)構(gòu),進(jìn)而影響海洋環(huán)流和大氣環(huán)流,引起氣候變化。因此,海洋大氣邊界層通量的研究對于了解海洋和大氣相互作用的機(jī)制以及改進(jìn)海-氣耦合模式都具有十分重要的意義。本文探討了船基湍流觀測數(shù)據(jù)處理方法,并利用“908專項(xiàng)”2007年春季和秋季航次獲得的海洋氣象和大氣邊界層數(shù)據(jù),對我國北黃海海域的氣象特征和海-氣間能量交換進(jìn)行了分析。主要結(jié)論如下: (1)歸一化湍流風(fēng)速譜在慣性副區(qū)內(nèi)基本符合Kolmogorov相似理論的-2/3定律。在不穩(wěn)定條件下u譜和v譜的譜峰波長相當(dāng)。在穩(wěn)定條件下v譜的譜峰波長比u譜的要大,垂直方向上w譜峰波長相對水平方向小一個量級。u、v、w譜峰波長范圍分別為80m～400m、20m～200m、12m～120m。當(dāng)穩(wěn)定度增大時,湍流能量減小,對湍流能量貢獻(xiàn)最大的渦的尺度變小。穩(wěn)定條件下u譜和v譜在低頻段出現(xiàn)上翹現(xiàn)象,上翹的斜率約為-2,并且隨著穩(wěn)定度的增大上翹現(xiàn)象變得更加明顯。 (2)湍流在不穩(wěn)定條件下的強(qiáng)度要大于穩(wěn)定條件下的。三個方向的湍流強(qiáng)度有明顯差別,縱向上的湍強(qiáng)大于側(cè)向上的湍強(qiáng),垂向上的湍強(qiáng)最小。縱向和側(cè)向上的湍強(qiáng)度多數(shù)小于0.5,垂向上的湍強(qiáng)則多小于0.45。湍流在風(fēng)速U2m/s的環(huán)境中發(fā)展旺盛,湍強(qiáng)可達(dá)到0.5左右;當(dāng)風(fēng)速U4m/s時,湍流強(qiáng)度隨著風(fēng)速的增大緩慢減小;湍強(qiáng)最小值出現(xiàn)在風(fēng)速為6m/s左右。當(dāng)風(fēng)速U6m/s時,湍流強(qiáng)度開始略微變大。 (3)晴好天氣下海面反射輻射呈雙峰型日變化,這是由于日出以后,隨著太陽輻射入射角變小,短波輻射入射強(qiáng)度增大,而海面反射率變小,致使午前出現(xiàn)峰值。中午海面反射率達(dá)到最小,海面反射輻射出現(xiàn)低谷。午后隨著太陽輻射入射角變大,海面反射率逐漸變大,導(dǎo)致午后峰值。零級海況、小風(fēng)條件的海面上,這種雙峰型變化趨勢將更明顯。 (4)春季航次感熱通量均為負(fù)值,多數(shù)站位潛熱通量為正值,感熱通量和潛熱通量數(shù)值大小相近,平均為14 W/m2,表明大氣通過感熱的形式向海洋輸送熱量,而海洋則通過潛熱的形式向大氣輸送熱量。秋季航次潛熱通量和感熱通量均為正值,且潛熱通量明顯大于感熱通量,其平均值分別為115 W/m2、22 W/m2,表明海洋向大氣以感熱和潛熱形式輸送熱量,且潛熱通量占主導(dǎo)地位。兩個航次連續(xù)站的觀測表明感熱通量和潛熱通量日變化不明顯。 (5)春季航次連續(xù)站海面熱量收支日平均值為207.8W/m2,表明海洋獲得熱量。白天和夜間海面熱量收支的平均值分別為396.9W/m2、-47.6W/m2。秋季航次連續(xù)站海面熱量收支日平均值為-72.5W/m2,表明海洋失去熱量。白天和夜間海面熱量收支的平均值分別為62.7W/m2、-186.8W/m2。
【圖文】：

北黃海春秋季海氣通量的觀測研究風(fēng)方向平行，從而使平均側(cè)風(fēng)速度和平均垂直風(fēng)速度為 0（即二次坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)），并且使相應(yīng)的平均側(cè)風(fēng)應(yīng)力也為 0（即三次坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)）。Wilczak（2001）等用圖解的方法介紹了這種旋轉(zhuǎn)方法的理論和方法。坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的先后順序過程見示意圖 3-8～圖 3-10 所示。

北黃海春秋季海氣通量的觀測研究風(fēng)方向平行，從而使平均側(cè)風(fēng)速度和平均垂直風(fēng)速度為 0（即二次坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)），并且使相應(yīng)的平均側(cè)風(fēng)應(yīng)力也為 0（即三次坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)）。Wilczak（2001）等用圖解的方法介紹了這種旋轉(zhuǎn)方法的理論和方法。坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的先后順序過程見示意圖 3-8～圖 3-10 所示。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：P732.6

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 段自強(qiáng);利用渦動相關(guān)法研究海洋大氣邊界層湍流特征與海氣物質(zhì)交換[D];中國海洋大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 顧明;�！�?dú)鈩恿客考昂Ｑ蟠髿膺吔鐚油牧魈卣鞣治鯷D];中國海洋大學(xué);2010年

2 王潔;西北太平洋船載海面風(fēng)速脈動資料校正及湍流特征分析[D];中國海洋大學(xué);2012年

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本文編號：2637105