基于海浪模式WAVEWATCH Ⅲ模擬北太平洋海浪要素,結(jié)合NDBC浮標(biāo)資料進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)模擬出的有效波高與浮標(biāo)測(cè)量值具有很好的一致性。基于改進(jìn)型白冠覆蓋率耗散模型,利用海浪模式模擬出的有效波高、有效波周期和摩擦速度等海浪要素計(jì)算出單位面積水柱內(nèi)因海浪破碎產(chǎn)生的湍動(dòng)能通量。通過改變環(huán)流模式sbPOM湍動(dòng)能方程的上邊界條件,引入海浪破碎產(chǎn)生的湍動(dòng)能通量,并探究海浪破碎對(duì)北太平洋海表面溫度模擬的影響。研究表明,由于海浪破碎的引入,環(huán)流模式sbPOM對(duì)北太平洋海表面溫度模擬的準(zhǔn)確程度得到提升,這為大氣模式提供一個(gè)準(zhǔn)確的北太平洋下邊界條件具有重要意義。 

【文章來源】：海洋科學(xué). 2017,41(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

本研究所選取的NDBC浮標(biāo)站點(diǎn)的位置

差和相關(guān)系數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,4個(gè)月份的平均均方根相對(duì)誤差和平均相關(guān)系數(shù)差別不大,其中2月份平均均方根相對(duì)誤差較其他月份稍大,為22%,平均相關(guān)系數(shù)相對(duì)稍小,為0.83。整體上,模式模擬有效波高和浮標(biāo)測(cè)量有效波高的均方根相對(duì)誤差基本控制在20%左右,最小僅為16%;關(guān)系數(shù)基本控制在0.80以上,最大相關(guān)系數(shù)為0.92,且相關(guān)系數(shù)在0.80以下的僅有兩個(gè)�；趯�(duì)圖2和表1的分析結(jié)果,可以得出,NCEP再分析風(fēng)場(chǎng)資料可以作為WW3海浪模式的驅(qū)動(dòng)風(fēng)場(chǎng),其模擬出來的北太平洋有效波高等海浪要素準(zhǔn)確度較高。2.2環(huán)流模式數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果分析圖3分別給出了4個(gè)月份的未考慮海浪破碎模擬月平均SST和ECMWF(europeancenterformediumrangeweatherforecasts)再分析月平均SST之差在北太平洋的空間分布圖。從圖中可以得出,在未引入海浪破碎的情況下,環(huán)流模式sbPOM已經(jīng)能夠較為準(zhǔn)確的模擬出北太平洋的海表面溫度。在空間尺度上,環(huán)流模式sbPOM對(duì)北太平洋中心海區(qū)模擬效果較好,誤差范圍基本控制在±1℃左右,而對(duì)近大陸海區(qū)模擬效果較差,誤差范圍在±3℃左右。赤道地區(qū)多呈現(xiàn)模擬SST較ECMWF再分析SST偏低的趨勢(shì)。在時(shí)間尺度上,2月份和11月份北太平洋西部海區(qū),亞洲東岸鄰近海區(qū)呈現(xiàn)模擬SST較ECMWF再分析SST圖3未考慮海浪破碎模擬月平均SST和ECMWF再分析資料月平均SST之差在北太平洋的空間分布Fig.3ThespatialdistributionsofmonthlymeanSSTdeviationsfromsimulationexperimentswithoutintroducingwavebreak-ingandECMWFreanalysisdatainthenorthernPacific

126海洋科學(xué)/2017年/第41卷/第3期偏高的趨勢(shì),5月份和8月份北太平洋東部海區(qū),美洲西岸鄰近海區(qū)呈現(xiàn)模擬SST較ECMWF再分析SST偏低的趨勢(shì),且赤道地區(qū)西部海區(qū)常年呈現(xiàn)出模擬SST較ECMWF再分析SST偏高的趨勢(shì),赤道地區(qū)東部海區(qū)常年呈現(xiàn)出模擬SST較ECMWF再分析SST偏低的趨勢(shì)。為初步了解海浪破碎不同月份對(duì)北太平洋海表面的作用情況,圖4給出了海浪破碎導(dǎo)致的湍動(dòng)能通量在北太平洋不同月份的月平均空間分布圖。從圖中可以看出,在時(shí)間尺度上,2月份和11月份海浪破碎導(dǎo)致的湍動(dòng)能通量較大,而5月份和8月份海浪破碎導(dǎo)致的湍動(dòng)能通量較小;在空間尺度上,中高緯度地區(qū)海浪破碎導(dǎo)致的湍動(dòng)能通量較大,而在低緯度地區(qū)導(dǎo)致的湍動(dòng)能通量較校選取美國全球海洋數(shù)據(jù)同化實(shí)驗(yàn)室(USAGlobalOceanDataAssimilationExperiment,USGODAE)2014年2月27日如圖5所示的9個(gè)浮標(biāo)站點(diǎn)作為驗(yàn)證點(diǎn),將Argo浮標(biāo)資料測(cè)量SST、未考慮海浪破碎模擬SST與考慮海浪破碎模擬SST的對(duì)比結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,主要比較表中給出的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差,其定義分別為:RofE|HH|(7)AofoE|HH|/H(8)式中,RE代表絕對(duì)誤差,AE代表相對(duì)誤差,oH和fH分別代表實(shí)測(cè)SST和模擬SST。圖4海浪破碎導(dǎo)致的湍動(dòng)能通量在北太平洋的空間分布Fig.4ThespatialdistributionoftherateofdissipationduetowavebreakingintheNorthernPacific圖5Argo浮標(biāo)北太平洋分布圖Fig.5ThepositionofselectedArgobuoyinthenorthernPacific自沉浮式剖面探測(cè)浮標(biāo)又稱Argo浮標(biāo),因首先應(yīng)用于國際Argo計(jì)劃而被稱為Argo浮標(biāo),專門應(yīng)用于海洋次表層溫、鹽、深剖面測(cè)量。Argo浮標(biāo)每7d或10d浮出一次海面,向衛(wèi)星傳輸經(jīng)度、緯度、深度、溫度和鹽度等資料,然后再次潛入預(yù)定深度,一般為2000m左右,其經(jīng)度、緯度、鹽度和溫度資?

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3604618