本文使用球坐標(biāo)下1.5-層淺水模式模擬海洋風(fēng)生雙流環(huán)及其變異過程，利用條件非線性最優(yōu)擾動(dòng)（CNOP）方法考察初始誤差對雙流環(huán)變異可預(yù)報(bào)性的影響。文章主要內(nèi)容和結(jié)論如下：首先，利用1.5-層淺水模式模擬海洋風(fēng)生雙流環(huán)，發(fā)現(xiàn)該模式能較好地模擬出典型的雙流環(huán)流場及其變異過程。隨著流場動(dòng)能增大，雙流環(huán)射流從拉伸模態(tài)發(fā)展為收縮模態(tài)，這與觀測結(jié)果一致。在此基礎(chǔ)上，建立了研究雙流環(huán)變異可預(yù)報(bào)性的非線性優(yōu)化系統(tǒng)，并利用此系統(tǒng)計(jì)算變異過程中不同約束大小下的條件非線性最優(yōu)初始擾動(dòng)（CNOP）和第一線性奇異向量（FSV）。通過比較CNOP和FSV的空間結(jié)構(gòu)和目標(biāo)函數(shù)值，發(fā)現(xiàn)在較小擾動(dòng)約束下，不同約束下的CNOP與CNOP之間以及CNOP與FSV之間的空間結(jié)構(gòu)類似；但隨著擾動(dòng)約束增大，它們的空間結(jié)構(gòu)差異逐漸變大。另外，CNOP的非線性發(fā)展總是要大于FSV的非線性發(fā)展，二者目標(biāo)函數(shù)差值隨著擾動(dòng)約束增大而變大。這說明非線性作用在雙流環(huán)變異過程中是不可忽略的，而且CNOP方法能夠克服線性近似方法的不足，更適合于研究初始誤差對雙流環(huán)變異可預(yù)報(bào)性的影響。另外，以雙流環(huán)從拉伸模態(tài)向收縮模態(tài)的轉(zhuǎn)變過程為背景場，利用CNOP... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院海洋研究所)山東省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

北太平洋雙流環(huán)示意圖

圖 1.2 海表高度年平均場(單位：cm)，其中加粗黑線為 170cm 等值線（Qiu anChen,2005）1.2 研究現(xiàn)狀海洋風(fēng)生雙流環(huán)是物理海洋學(xué)界的一個(gè)研究熱點(diǎn)，目前國內(nèi)外有大量關(guān)于風(fēng)生雙流環(huán)變異的研究工作，根據(jù)研究思路的不同可將這些工作劃分為三類，具體如下：（1）許多科學(xué)家認(rèn)為中緯度海流的自身變化是導(dǎo)致雙流環(huán)變異的重要原因Huang（1986）指出在 1.5-層淺水模式中，即使是在經(jīng)向?qū)ΨQ風(fēng)應(yīng)力強(qiáng)迫下，海洋上層厚度的變化及其伴隨的非線性作用也會(huì)導(dǎo)致海洋風(fēng)生雙流環(huán)呈現(xiàn)不對稱模態(tài)。在此基礎(chǔ)上，Shimokawa and Matsuura（1999）設(shè)計(jì)了詳細(xì)的數(shù)值試驗(yàn)考

圖 2.1 緯向風(fēng)應(yīng)力 與經(jīng)向坐標(biāo)的關(guān)系2.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析及討論完成設(shè)置后，先積分?jǐn)?shù)值模式 20 年作為模式啟動(dòng)階段，然后繼續(xù)積分 4年。這樣便得到時(shí)間長度為 60 年模式資料，分析后 40 年的模式資料并考察模式對雙流環(huán)變異的模擬能力。為了考察模式對雙流環(huán)的模擬情況，圖 2.2 畫出了 40 年（模式 20 年到模式60 年）內(nèi)流場的平均上層厚度，在淺水模式中海洋上層厚度能夠近似表征表層流場化。圖中能夠看到位于海盆南側(cè)的副熱帶環(huán)流（反氣旋渦）和位于北側(cè)的副極地環(huán)流（氣旋渦）組成的雙流環(huán)流場，并且存在明顯的西邊界強(qiáng)化現(xiàn)象。從上層厚度平均場來看，模式對雙流環(huán)流場的模擬比較成功。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3457439