【摘要】：本文采用波浪和線性摩擦項修正的非定常Ekman方程,用有限差分方法將其離散,在此基礎上,研究了 Stokes漂流、線性摩擦、垂向渦粘系數(shù)以及非定常風等因素對Ekman流的影響。首先討論了 Ekman流對風應力項、Stokes漂流項、線性摩擦項以及垂向渦粘系數(shù)項的敏感度。在局部敏感性分析方法中,選取一次一個變量法做敏感性計算,結(jié)果表明在U10=5s和U10=5m/s情況下,Ekman流對各因素敏感度的大小排序依次為風應力項、垂向渦粘系數(shù)項、Stokes漂流項、線性摩擦項,但在U10=15m/s、U10=20m/s及U10=25m/s的情況下,線性摩擦項的敏感度大于Stokes漂流項的敏感度。在全局性敏感性分析方法中,選取Morris篩選分析法進行敏感性計算,結(jié)果表明在同一風速下,Ekman流對各因素的敏感度大小排序依次為線性摩擦項、垂向渦粘系數(shù)項、風應力項、Stokes漂流項。此外,從各因素之間相互作用的計算結(jié)果來看,線性摩擦項與其他因素之間的相互作用最強,其次為垂向渦粘系數(shù),再其次為風應力,而與其他因素之間的相互作用最小的是Stokes漂流。無論是一次一個變量法還是Morris篩選分析法,其敏感性分析的結(jié)果都表明線性摩擦項在Ekamn模型中的作用不可小覷,應該在Ekman模型中考慮線性摩擦項的影響。然后在敏感性分析的基礎上進行理想實驗,研究了三種不同的Stokes漂流公式對Ekman流的影響,并且討論了 KPP和MY2.5形式的垂向渦粘系數(shù)對Ekman流的影響。結(jié)果表明由單波公式、e指數(shù)公式以及Phillips譜公式計算出的Ekman流的流速差別不明顯,表明這三種Stokes漂流近似公式的選取對Ekman流的影響不大。此外,在風速、Stokes漂流公式以及線性摩擦項相同的情況下,MY2.5形式下的垂向渦粘系數(shù)計算出來的Ekman流的流速要大于垂向渦粘系數(shù)為KPP形式時計算出的Ekman流的流速。由此可以說明垂向渦粘系數(shù)公式的選取對Ekman流的計算相當重要。最后在敏感性分析和理想實驗的基礎上,開展實測數(shù)據(jù)檢驗。選用KPP形式的垂向渦粘系數(shù)和一維海浪譜積分公式討論了 Stokes漂流和線性摩擦項對非定常Ekman流的影響。結(jié)果表明:在低風速下,Stokes漂流對Ekman流的影響最大(27.4%),中低風速次之(7.5%),中高風速最小(4.2%)。此外,在中高和中低風速下,當λ=r/fcor=0.5(線性摩擦項和科氏力的比值)時,線性摩擦項對Ekman流的影響便已經(jīng)超過Stokes漂流的影響,而在低風速情況下,當λ=1時,線性摩擦項對Ekman流的影響才超過Stokes漂流對Ekman流的影響。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P731.2
【圖文】：

垂向渦粘系數(shù)可以反映海洋內(nèi)部垂向混合的強度，是上層海洋內(nèi)部混合相當逡逑重要的指標。研究者在垂向渦粘系數(shù)的參數(shù)化上做了許多的工作，直至現(xiàn)在，垂逡逑向渦粘系數(shù)參數(shù)方案的優(yōu)化還是一個熱點性的研究問題，圖１．３為垂向渦粘系數(shù)逡逑的參數(shù)化分類。經(jīng)典的Ｅｋｍａｎ漂流理論假設垂向渦粘系數(shù)為一個與十米處風速的逡逑８逡逑

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【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 宋曉猛;張建云;占車生;王小軍;劉翠善;;水文模型參數(shù)敏感性分析方法評述[J];水利水電科技進展;2015年06期

2 劉巍;張韌;王輝贊;安玉柱;黃志松;;基于衛(wèi)星遙感資料的海洋表層流場反演與估算[J];地球物理學進展;2012年05期

3 安玉柱;張韌;王輝贊;陳建;張偉濤;;基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的全球表層流場反演重構(gòu)[J];海洋通報;2012年01期

相關博士學位論文 前1條

1 徐俊麗;波浪對海洋表層Ekman流和上層混合的影響研究[D];中國科學院研究生院（海洋研究所）;2013年

本文編號：2786179