本文分析西北太平洋區(qū)域海平面變化特征,并研究典型區(qū)域(黑潮延伸體海域和東中國海)海平面變化與海流的關(guān)系。結(jié)合IPCC AR4的A1B氣候情景下21世紀(jì)東中國海海平面變化,利用Ecomsed數(shù)值模式,分析區(qū)域海平面變化對東中國海風(fēng)暴潮的影響。 西北太平洋海平面具有顯著的季節(jié)變化、年際變化(3-5年)以及長期上升趨勢(3.9 mm/yr)。西北太平洋海平面變化區(qū)域特征明顯,黑潮及其延伸體流附近海域的海平面變化較顯著。黑潮延伸體海域(Kuroshio Extension,簡稱KE)海平面變化的第一模態(tài)是季節(jié)模態(tài),第二模態(tài)是黑潮大彎曲模態(tài),存在27個(gè)月的準(zhǔn)兩年振蕩。KE區(qū)海平面的年際變化與厄爾尼諾事件和海流變化密切相關(guān)。KE上游區(qū),海平面變化受黑潮大彎曲影響顯著。2002-04年的黑潮大彎曲期間,海平面與Nino3指數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.74。黑潮呈彎曲路徑時(shí),主軸南側(cè)海平面較高,兩側(cè)海平面梯度大;非彎曲期間急流主軸偏南,主軸南側(cè)海平面較低。東中國海海平面變化中季節(jié)和準(zhǔn)兩年變化較顯著,東海黑潮流域海平面與東海黑潮的地轉(zhuǎn)效應(yīng)和Rossby波密切相關(guān)。在黑潮流量大的年份(1995-98),東海黑潮流域海平面與黑潮地轉(zhuǎn)效應(yīng)關(guān)系密切。2002-06年海平面主要為正異常,東海黑潮流量小且強(qiáng)度較弱,此時(shí)Rossby波引起海平面正異常西傳至東海黑潮海域,對該區(qū)域海平面影響顯著。 A1B氣候情景下,21世紀(jì)區(qū)域海平面變化具有顯著的季節(jié)、年際及年代際變化。2060年前后,西北太平洋海平面線性趨勢由2.7 mm/yr的上升速率變?yōu)橐?.8 mm/yr的速率下降,2060年海平面達(dá)到21世紀(jì)最大值。海平面4-8年的年際變化在世紀(jì)中期較為顯著;21世紀(jì)初和世紀(jì)末具有顯著的2-3年的變化周期。黑潮延伸體海域和東中國海海平面在21世紀(jì)中期之前,海平面持續(xù)上升;其中在2020年左右、2050-60年期間分別出現(xiàn)較高海平面;之后東中國海平面變化平緩,黑潮延伸體海平面顯著下降。 21世紀(jì)海平面變化對風(fēng)暴潮的增減水過程有顯著影響。在A1B氣候情景海平面變化影響下,0807#臺風(fēng)來臨前夕,風(fēng)暴潮增水發(fā)生在落潮期間;臺風(fēng)到達(dá)所在海域時(shí),增水發(fā)生在高潮時(shí)刻。17個(gè)臺風(fēng)個(gè)例模擬結(jié)果表明,海平面變化可引起10cm的增減水差異,風(fēng)暴增水提前將延長風(fēng)暴潮增水時(shí)段;海平面變化影響下,增減水的變化特征可能與半日潮流的轉(zhuǎn)向有關(guān)。并且,臺風(fēng)強(qiáng)度越大,海平面變化對風(fēng)暴潮增水強(qiáng)度的影響越明顯。在閩浙沿岸風(fēng)暴潮引起的增水最大,遼東半島沿岸次之。A1B氣候情景下21世紀(jì)海平面變化對海岸帶脆弱性具有很大影響。蘇北淺灘及環(huán)渤海海岸帶脆弱性將增強(qiáng),華北平原、蘇北平原將變?yōu)楦嗳醯膮^(qū)域。21世紀(jì)的校核水位在東中國海將會(huì)增大,閩浙沿岸校核水位最高,可達(dá)5m左右;其次是遼東半島東南沿岸。
【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：P731.23
【部分圖文】：

海平面變化及其對東中國海風(fēng)暴潮的影響課題。東中國海是典型的太平洋邊緣海（圖1.1），海平面不僅受來自太平洋海平面變化的影響，而且具有獨(dú)特的變化特征。我國現(xiàn)代海平面變化的系統(tǒng)研究始于80年代前后，陳宗鏞等老前輩就海平面變化規(guī)律、原因、計(jì)算方法等展開了廣泛的研究。于道永（1986）對近20年來中國海平面變化進(jìn)行了分析，認(rèn)為地球自轉(zhuǎn)角速率和降水量是影響我國海面變化的重要因子。于克俊（1985）分析渤、黃、東海22個(gè)驗(yàn)潮站的資料，給出了中國東部近海沿岸平均海面的一些定量的分析和計(jì)算結(jié)果，給出18.61年分潮的振幅和相位，并首次指出厄爾尼諾現(xiàn)象使我國海面下降。圖 1.1 東中國海地形近些年隨著TOPEX/Poseidon等衛(wèi)星高度計(jì)資料的廣泛應(yīng)用

圖 2.1 Ecomsed 模式框架Ecomsed 是一個(gè)集成的近海海洋模型，它包含水動(dòng)力模塊、粒子示蹤模塊、風(fēng)浪模塊、熱通量模塊、水質(zhì)模塊和沉積物輸運(yùn)模塊。它可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)用某個(gè)模塊，或者屏蔽某些模塊。本文采用 Ecomsed 水動(dòng)力模塊對風(fēng)暴潮模擬。Ecomsed 模式主要特點(diǎn)是：運(yùn)用 2.5 階湍封閉模型計(jì)算垂直混合系數(shù)；水平方向采用自然正交坐標(biāo)系，垂向采用 σ-坐標(biāo)系；完整地考慮了諸多熱力學(xué)過程；水平方向采用顯式時(shí)間差分，垂向采用隱式時(shí)間差分，后者減小了對垂向時(shí)間步長的限制，并允許對海面和海底邊界使用較小的垂直分辨率；模型在計(jì)算上采用分裂算子法求解，使計(jì)算節(jié)省計(jì)算量，穩(wěn)定性好、精度高。2.3.2 模式控制方程及湍封閉模型模式水動(dòng)力模塊從原始三維方程出發(fā)，以自由水位、三維速度分量、溫度、

海平面變化及其對東中國海風(fēng)暴潮的影響趨勢，上升速率為 3.9 mm/yr。西北太平洋各個(gè)定點(diǎn)做功率譜分析，通過檢驗(yàn)的顯著周期（圖 3.4，其域海平面變化周期未通過顯著檢驗(yàn)）。藍(lán)色區(qū)域是 12 個(gè)月季節(jié)變化最為區(qū)，可見，西北太平洋的絕大部分海區(qū)海平面具有 12 個(gè)月的變化周期在低緯度海區(qū)，6 個(gè)月的變化周期占主導(dǎo)地位。在黑潮延伸體海域海平布著具有準(zhǔn)兩年變化周期的點(diǎn)，這與黑潮大彎曲變化有關(guān)。東中國海海是 12 個(gè)月的季節(jié)變化，局部海區(qū)具有 3 個(gè)月的變化周期。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2817520