發(fā)布時(shí)間：2020-07-17 22:18

【摘要】：長(zhǎng)江沖淡水與周圍海水發(fā)生混合、層化作用,對(duì)東海及其相鄰海區(qū)環(huán)流結(jié)構(gòu)、水團(tuán)組成、泥沙沉淀、生態(tài)環(huán)境和海洋生產(chǎn)力有重要影響。以往對(duì)長(zhǎng)江沖淡水的研究已經(jīng)相當(dāng)充分,但多為定常態(tài)和瞬時(shí)場(chǎng)的分析,或者用經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)(EOF)進(jìn)行線性分解。這些均不能簡(jiǎn)潔而又客觀地再現(xiàn)復(fù)雜動(dòng)力條件下長(zhǎng)江沖淡水的擴(kuò)展方式和機(jī)制。本文運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)SOM(self-organizing map)方法,對(duì)數(shù)值模型ECOM-si在真實(shí)動(dòng)力條件下模擬結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)特征提取和模態(tài)識(shí)別分析。模態(tài)結(jié)果展現(xiàn)了長(zhǎng)江沖淡水區(qū)域的表層鹽度和溫度場(chǎng)的季節(jié)變化過程和潮汐變化特征,后聚焦于浙閩沿岸的穿刺鋒現(xiàn)象,進(jìn)一步研究了浙閩沿岸穿刺鋒發(fā)生的時(shí)空規(guī)律及動(dòng)力機(jī)制。長(zhǎng)江口及其鄰近海域全年的海表溫度和鹽度變化可以運(yùn)用SOM方法分別聚類分析為9個(gè)模態(tài),每一時(shí)刻對(duì)應(yīng)其中一個(gè)模態(tài)。模態(tài)不僅展現(xiàn)出長(zhǎng)江沖淡水的季節(jié)性變化特征,而且可以區(qū)分沖淡水大小潮以及天氣尺度的變化特征。冬季長(zhǎng)江沖淡水向南沿浙閩沿岸擴(kuò)展,流幅較窄,沖淡水區(qū)形成一個(gè)低溫帶。黃海西海岸存在冷水區(qū),向東南方向延伸成為低溫水舌,由于該低溫水舌與黑潮和臺(tái)灣暖流區(qū)域的水體溫差較大,從而產(chǎn)生了較大的溫度梯度。夏季長(zhǎng)江沖淡水的擴(kuò)展范圍增大,出口門后先順勢(shì)向東南方向流動(dòng),后轉(zhuǎn)向東北方向,其低鹽水舌可延伸至濟(jì)州島附近,夏季時(shí)蘇北低溫區(qū)范圍減小,向東南方向擴(kuò)展的低溫水舌范圍減弱。浙江近海特別是舟山群島附近存在低溫區(qū),它產(chǎn)生于春季,在夏季時(shí)最為強(qiáng)盛。春、秋兩季長(zhǎng)江沖淡水處于轉(zhuǎn)向時(shí)期,擴(kuò)展范圍和方向及其溫度的分布變化都處于冬夏季間的過渡階段。短時(shí)間尺度較穩(wěn)定時(shí)期的沖淡水具有潮汐特征的周期性變化。小潮期間沖淡水表層的擴(kuò)展范圍較大,海表溫度相對(duì)較高,而大潮期間沖淡水?dāng)U展范圍小,海表溫度較低。這是由于小潮期間水體垂向混合較弱,沖淡水更容易浮在水體表面有利于擴(kuò)展,夏季表層的暖水與底層冷水混合減弱,使表層暖水的溫度較高;大潮期間水體垂向混合較強(qiáng),導(dǎo)致了相反的結(jié)果。運(yùn)用SOM方法聚焦于浙閩沿岸穿刺鋒面的分析,可以有效的識(shí)別出穿刺鋒面發(fā)生的時(shí)間、位置以及形態(tài),也可以對(duì)該海域的快速變化的表層流場(chǎng)進(jìn)行分類識(shí)別。研究表明穿刺鋒面最常出現(xiàn)的月份是每年的十到十一月份,有時(shí)也會(huì)發(fā)生在秋季和冬季的其它月份,在此期間出現(xiàn)的穿刺鋒面伸展的方向全部都向東或者東南。夏季七、八和九月中上旬偶爾也會(huì)發(fā)生時(shí)間短跨度小的穿刺現(xiàn)象,形態(tài)為向東北方向延伸。穿刺鋒面出現(xiàn)在28°N到30°N之間,特別是在28.5°N到29.5°N之間的區(qū)域,穿刺鋒面出現(xiàn)較為頻繁。穿刺鋒發(fā)生時(shí)的流場(chǎng)方向和大小是交替變化的,并且常有向南的表層沿岸流,外海區(qū)域常有離岸流和渦旋出現(xiàn)。最后,本文對(duì)穿刺鋒面產(chǎn)生的機(jī)制進(jìn)行了探討。28°N到30°N之間的區(qū)域是潮汐輻散區(qū),潮汐引起的垂向混合減弱,容易引發(fā)水體躍層的波動(dòng),使海區(qū)域易發(fā)生穿刺現(xiàn)象。同時(shí),十月和十一月份浙閩海域的海表高度造成的正壓梯度力有利于長(zhǎng)江沖淡水在浙閩沿岸產(chǎn)生穿刺鋒面。風(fēng)場(chǎng)是驅(qū)動(dòng)穿刺鋒面發(fā)生的重要因素,長(zhǎng)時(shí)間強(qiáng)勁的偏北風(fēng)和偏東北風(fēng)過后,有利于穿刺鋒的發(fā)生,風(fēng)速較小的偏北風(fēng)和東南風(fēng)有利于穿刺鋒面的維持,有時(shí)也會(huì)促成穿刺鋒的產(chǎn)生。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P731.2
【圖文】：

觀測(cè)所得的長(zhǎng)江沖淡水只能體現(xiàn)某一短時(shí)期的沖淡水分布形態(tài)。從以往的觀測(cè)資料看，不同航次觀測(cè)得到的沖淡水分布形態(tài)相差甚大。而且，現(xiàn)場(chǎng)大面調(diào)查往往無法對(duì)穿刺鋒面等重要的沖淡水次級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效觀測(cè)。衛(wèi)星遙感對(duì)海表面溫度等信息可以做較好的反演，但是它往往受到云量覆蓋的影響，而且無法對(duì)更能代表沖淡水性質(zhì)的鹽度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。因此，本研究采用數(shù)值模擬的方法，對(duì)長(zhǎng)江沖淡水在真實(shí)動(dòng)力條件下的多時(shí)空尺度變化進(jìn)行模擬。為了有效地解析數(shù)值模擬得到的長(zhǎng)江沖淡水影響區(qū)域海表

19圖 2.1 模型網(wǎng)格范圍2.3 小結(jié)本章對(duì)本課題組所使用的三維數(shù)值模式 ECOM-si 做了介紹，包括模式源和算法，近年來本課題組對(duì)模式的改進(jìn)，以及模式的控制方程、初始邊界和潮灘動(dòng)邊界進(jìn)行介紹。并介紹了本文使用模型的網(wǎng)格范圍、初始和邊界條選取，以及資料來源。

圖 3.1 原模型地形（a），添加橫沙東灘工程（粗黑線圈內(nèi)區(qū)域）和北槽深水航道工程后（深灰色線段）模型地形（b）長(zhǎng)江河口經(jīng)過長(zhǎng)期發(fā)展演變，形成三級(jí)分汊，四口入海的格局。它屬于中等潮汐強(qiáng)度的部分混合型河口，地形復(fù)雜，攔門沙堆積量巨大，對(duì)航運(yùn)事業(yè)造成了巨大的影響。1958 年以來，為了改善航運(yùn)能力、調(diào)整河口流場(chǎng)，眾多專家學(xué)者對(duì)長(zhǎng)江口治理提出各種方案，最終確定在北槽修建長(zhǎng)江口深水航道（范期錦，2005）。長(zhǎng)江口的深水航道工程位于北槽的兩側(cè)，開始于 1998 年，2010 年完工。全部工程分為三期建設(shè)，分別完成水深為 8.5m、10.0m、12.5m 的建設(shè)目標(biāo)，共修建了總長(zhǎng) 92.5km 南北導(dǎo)堤，底寬 350-400 m 的雙向航道（圖 3.1）。初期深水航道的島提丁壩高出海平面（八五高程）約 0.34m，在許多地方比原始的河床要高 4-8m。因此，它顯著地阻擋了水流的跨導(dǎo)堤交換。2010 年以來南導(dǎo)堤丁壩被進(jìn)一步加高至平均海平面以上 1.9m，且新建了擋沙堤，這更加阻擋了導(dǎo)堤兩側(cè)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2760006