【摘要】：海洋中溫度的垂直結(jié)構(gòu)大體可以分為三層:上混合層、溫躍層和底層弱垂直溫度梯度層。對于海洋環(huán)流模式來說,無論對于大尺度全球氣候模擬還是小尺度的近海模擬,準(zhǔn)確地再現(xiàn)上層海洋的垂直混合過程和模擬上混合層是很重要的。目前廣泛應(yīng)用Mellor和Yamada(M-Y)湍流混合模型在層化較強的流體(如夏季上層海洋)中對湍流混合系數(shù)計算效果不佳。模擬得到的夏季海洋表層溫度(SST)偏高、上混合層偏淺且溫躍層強度偏低是采用M-Y湍流混合模型的海洋環(huán)流數(shù)值模式所面臨的普遍問題。 袁業(yè)立于1979年指出,造成表層海水混合的主要因素有三種:(1) 由非穩(wěn)定層化造成的自由浮力對流;(2) 流動的剪切不穩(wěn)定性;(3) 海浪的攪拌。在層化較強的上層海洋中,海浪的攪拌的作用可以超過前兩種的作用的總合。M-Y湍流混合模型可以較好地描述和表達(dá)前兩種機制造成的混合,但不包括海浪的攪拌造成的混合,這是采用M-Y湍流混合模型的海洋環(huán)流模式所模擬的夏季海洋上混合層偏淺的根本原因。如何準(zhǔn)確地描述海浪引起的垂直渦動擴散系數(shù)并應(yīng)用到實際的三維海洋模式中是一項具有挑戰(zhàn)性的工作。 本文在袁業(yè)立和喬方利等提出的波浪運動混合的理論框架的基礎(chǔ)上,基于MASNUM~1(前身為LAGFD-WAM)海浪波數(shù)譜數(shù)值模式和POM(普林斯頓海洋模式)環(huán)流模式建立了MASNUM浪-流耦合模式。耦合的方法是首先利用MASNUM海浪波數(shù)譜數(shù)值模式來計算波浪的方向譜,再利用袁業(yè)立、喬方利提出的理論計算浪致混合Bv和海浪對海流的動量轉(zhuǎn)移項,并將其引入到環(huán)流模式中。 本文首先將MASNUM浪-流耦合模式應(yīng)用到準(zhǔn)全球大洋,所模擬的海浪有效波高同Topex/Poseidon高度計觀測結(jié)果符合較好。由海浪模式得到的浪致混合Bv和由M-Y湍流模型得到垂向混合系數(shù)Kh相比,在夏季的中高緯度海區(qū)的上層,Bv比Kh要大;在低緯度熱帶海區(qū)上層Bv小于Kh。將浪-流耦合模式和采用M-Y湍流模型的原始POM模式模擬得到的夏季上層溫度結(jié)構(gòu)同Levitus資料比較表明:浪-流耦合模式的結(jié)果明顯比原始POM的結(jié)果和Levitus資料相吻合,浪-流耦合模式模擬得到的夏季上混合層厚度比原始POM要深,和Levitus資料
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：P731.11
【圖文】：

模擬得到的年平均的流函數(shù)圖

Za模擬所得的年平均的海面高度圖(等值線間隔為0.lm，粗線為O，實線為正值，虛線

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張志遠(yuǎn);宋順強;劉利;楊廣文;張權(quán);王燕;;浪流耦合模式數(shù)值模擬及檢驗分析[J];海洋技術(shù);2011年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 劉學(xué)海;南黃海及養(yǎng)殖功能海域生態(tài)動力學(xué)模型研究[D];中國海洋大學(xué);2009年

2 張敬;海岸、河口區(qū)三維近岸環(huán)流與物質(zhì)輸運數(shù)值研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

3 陳紅霞;東海南部流—渦結(jié)構(gòu)分析與動力機制研究[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2008年

4 呂新剛;黃東海上升流機制數(shù)值研究[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2010年

5 王智峰;Stokes-drift對上層海洋的影響研究[D];中國海洋大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 王關(guān)鎖;臺風(fēng)過程中波致混合對東海水文結(jié)構(gòu)的作用分析[D];國家海洋局第一海洋研究所;2007年

2 喬貫宇;通過POM模式對膠州灣納潮量的數(shù)值模擬研究[D];國家海洋局第一海洋研究所;2008年

3 趙昌;波致混合在大洋環(huán)流模式中的作用方式[D];國家海洋局第一海洋研究所;2010年

本文編號：2718106