次中尺度過程是現(xiàn)階段物理海洋中熱點研究問題,顯著影響著海洋環(huán)流和營養(yǎng)鹽分布結(jié)構(gòu),對理解海洋垂向輸運、能量串級和生物化學(xué)過程起著重要作用�，F(xiàn)階段對于沿岸次中尺度過程的觀測和研究仍存在不足,包括觀測精度和覆蓋率不夠等。因此,研究沿岸次中尺度現(xiàn)象,獲取其結(jié)構(gòu)特征和演化規(guī)律,增進對沿岸次中尺度過程的研究,進而對沿岸航運管理和漁業(yè)資源規(guī)劃起著重要作用。本文主要利用連云港沿岸2017年6月至2019年3月高頻地波雷達數(shù)據(jù)和MODIS顏色指數(shù)（Color index,簡稱CI）圖像對沿岸次中尺度信號進行特征提取,研究沿岸次中尺度渦旋結(jié)構(gòu)變化特征。高頻地波雷達數(shù)據(jù)高時空分辨率分別為約3 km和20 min,能夠捕捉得到流場中完整的次中尺度渦旋特征;MODIS CI圖像具有高空間分辨率（約500 m）和高空間覆蓋率,能夠彌補高頻地波雷達觀測區(qū)域有限的限制。對于高頻地波雷達流場數(shù)據(jù),采用基于向量幾何（Vector geometry,簡稱VG）的渦旋探測算法識別流場中渦旋中心和邊界結(jié)構(gòu);對于空間分辨率為500 m的MODIS CI圖像,構(gòu)建CI梯度參數(shù)利用VG渦旋探測算法提取次中尺度信號。除此以外,利用RO... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

從行星尺度強迫到小尺度耗散混合的海洋環(huán)流示意圖[1]

第一章緒論5圖1-22011年4月5日葉綠素GOCI圖像，白色方框內(nèi)存在著豐富的海洋次中尺度現(xiàn)象[33]3）湍流熱成風(fēng)混合層不穩(wěn)定和鋒生作用都是在守恒流場框架下的理論，而海洋表層總是存在的非守恒的湍流。在分析復(fù)雜流場的鋒面和渦絲時，很難區(qū)分到底是由于混合層不穩(wěn)定還是鋒生作用。在這種非守恒條件下的流場表現(xiàn)出一種近似線性動量平衡，即湍流熱成風(fēng)結(jié)構(gòu)（turbulentthermalwind，簡稱TTW）和不可壓縮質(zhì)量平衡。TTW可以被簡化認為是地轉(zhuǎn)、靜力（熱成風(fēng)）平衡且�？寺吔鐚悠胶獾膹�(fù)合生成機制。已有相關(guān)研究[34,35]利用數(shù)值模擬針對此機制具體分析對次中尺度過程的影響。4）地形因素誘發(fā)的尾流尾流（水平流場通過垂直圓柱體產(chǎn)生的現(xiàn)象）通常發(fā)生在流體動力過程中。當(dāng)雷諾數(shù)足夠大時，尾流在薄湍流邊界層處產(chǎn)生垂向渦。在海洋中有所不同，由于旋轉(zhuǎn)和層結(jié)的存在，羅斯貝數(shù)和弗勞德數(shù)不大，尾流和它的演化由于均勻?qū)踊瓦吔绲拇嬖诟嗟氖侨S過程。邊界在沿岸可能僅僅是底部。在理想旋轉(zhuǎn)層結(jié)模擬中當(dāng)雷諾數(shù)大時側(cè)邊界層和尾流剪切層很薄，所以這種現(xiàn)象被認為是次中尺度環(huán)流。Liu等[36]用三維數(shù)值模擬（水平尺度~7km）評估了黑潮區(qū)域格林島附近次中尺度島后尾流生成過程。該島后尾流表現(xiàn)出按序再分層特征，即冷水上涌，通過平流向島后流動，形成沿著黑潮振蕩的島后尾流。不同于傳統(tǒng)島后尾流，這種渦應(yīng)力特征受到慣性不穩(wěn)定和正壓不穩(wěn)定控制。慣性不穩(wěn)定具有很大的生長速率并且會使反氣旋再循環(huán)不穩(wěn)定。正壓不穩(wěn)定是在下游生成渦動能的次級環(huán)流。同時，他們用數(shù)值模擬表明島后尾流處湍流混合主要發(fā)生在自由剪切層，由于受到島架效應(yīng)和垂直渦度傾斜引起的垂直剪切不穩(wěn)定[37]。

第二章數(shù)據(jù)介紹、方法及數(shù)值模式介紹9第二章數(shù)據(jù)、方法及數(shù)值模式介紹2.1觀測數(shù)據(jù)2.1.1高頻地波雷達現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)高頻地波雷達架設(shè)在中國黃�？拷B云港沿岸區(qū)域，提供二維矢量場信息。該數(shù)據(jù)空間覆蓋范圍為119.64°-120.63°E，34.38°-34.98°N，時間范圍為2017年6月至2019年3月，空間分辨率為0.03°（~3km），時間分辨率為20min。高頻地波雷達觀測覆蓋區(qū)域見圖2-1，該區(qū)域水深變化為1-33m。圖2-1（a）連云港沿岸谷歌衛(wèi)星地圖：偽彩圖為MODIS衛(wèi)星CI圖像，黑色實線區(qū)域為高頻地波雷達區(qū)域（90.8km66.7km）；（b）高頻地波雷達觀測區(qū)域水深圖（單位：m），黑色實線為等深線，分別對應(yīng)3、10和20m等深線，黑色點為高頻地波雷達觀測得到的矢量點，高頻地波雷達架設(shè)位置為綠色三角形位置

【參考文獻】：
期刊論文
[1]黑潮流區(qū)次中尺度熱量輸運特征——以2013年1月模擬結(jié)果為例[J]. 吳迪茜,董濟海,陳智杰.  海洋科學(xué). 2019(09)
[2]Spatial-temporal variability of submesoscale currents in the South China Sea[J]. LI Jianing,DONG Jihai,YANG Qingxuan,ZHANG Xu.  Journal of Oceanology and Limnology. 2019(02)
[3]高分辨率海洋模式關(guān)鍵物理過程參數(shù)化方案的研發(fā)[J]. 董昌明,王慶業(yè),陳旭,廖光洪,董濟海.  中國基礎(chǔ)科學(xué). 2017(05)
[4]南海北部次中尺度過程數(shù)值研究[J]. 羅士浩,經(jīng)志友,齊義泉,謝強.  熱帶海洋學(xué)報. 2016(05)

博士論文
[1]黑潮延伸體多尺度相互作用及其渦動能年代際、季節(jié)變化的動力機制[D]. 楊洋.南京信息工程大學(xué) 2017
[2]南海北部以及呂宋海峽次級中尺度動力過程數(shù)值模擬研究[D]. 劉國強.中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所） 2012

碩士論文
[1]瓊東鋒面混合特征及其參數(shù)化研究[D]. 楊春花.廣東海洋大學(xué) 2018
[2]瓊東區(qū)域海洋鋒面的次中尺度過程[D]. 曹智勇.廣東海洋大學(xué) 2016



本文編號：3223712