波浪對海洋表層Ekman流和上層混合的影響研究
發(fā)布時(shí)間:2022-11-03 23:28
海洋上混合層是動(dòng)量輸送、熱量輸送和水氣輸送非;钴S的區(qū)域,對氣候變化、環(huán)境污染和生物過程等有十分重要的作用,研究波浪對海洋上混合層動(dòng)力學(xué)過程的影響有重要意義。 首先,本文分別采用推廣到高頻范圍內(nèi)的DP譜(Paskyabi等,2012)(記為EDP譜)和Combi譜研究了高頻表面波對Stokes漂流的影響,結(jié)果表明高頻波對Stokes漂流海表處速度大小的影響較明顯,但對Stokes輸送的影響很小。然后利用EDP譜、Hasselmann等(1988)和Komen等(1994)(記為HK)中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式和Combi譜、Tsagareli等(2010)和Babanin等(2010)(記為TB)中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式分別研究了高頻表面波對定常Ekman流解的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)前一組表達(dá)式計(jì)算的流速大小在海表處變化明顯,而后者對其影響不大,并將兩組表達(dá)式計(jì)算的解與觀測數(shù)據(jù)作比較,可以看出前者的計(jì)算結(jié)果不接近觀測,而后者的結(jié)果接近觀測,但高頻波的影響很小,幾乎可以忽略。 鑒于兩組表達(dá)式計(jì)算的高頻表面波對定常Ekman流影響的結(jié)論不一致,本文緊接著比較了EDP譜與Combi譜的...
【文章頁數(shù)】:134 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究意義
1.1.1 波浪對 Ekman 層的影響
1.1.2 波浪對海洋上層混合的影響
1.2 研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要工作
第2章 高頻表面波對定常Ekman流解的影響
2.1 定常 Ekman 方程的解
2.1.1 渦粘系數(shù)不依賴于水深
2.1.2 渦粘系數(shù)隨深度線性變化
2.2 譜和風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.2.1 EDP 譜+HK 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.2.1.1 EDP 譜
2.2.1.2 HK 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.2.2 Combi 譜+TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.2.2.1 Combi 譜
2.2.2.2 TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.3 高頻波對 Stokes 漂流的影響
2.3.1 EDP 譜
2.3.2 Combi 譜
2.4 高頻波對定常 Ekman 流解的影響
2.4.1 EDP 譜+HK 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.4.1.1 渦粘系數(shù)不依賴于水深
2.4.1.2 渦粘系數(shù)隨深度線性變化
2.4.2 Combi 譜+TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.4.2.1 渦粘系數(shù)不依賴于水深
2.4.2.2 渦粘系數(shù)隨深度線性變化
2.5 與已有觀測結(jié)果的比較
2.5.1 EDP 譜+HK 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.5.2 Combi 譜+TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.6 EDP 譜和 Combi 譜的比較
2.7 本章小結(jié)
第3章 風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式對定常Ekman流解的影響
3.1 定常 Ekman 方程的 KPP 渦粘解
3.2 HK 和 TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式的比較
3.2.1 HK 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
3.2.2 TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
3.2.3 二者的比較
3.3 風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式對定常 Ekman 流解的影響
3.3.1 風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式對線性渦粘解的影響
3.3.2 風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式對 KPP 渦粘解的影響
3.4 與已有觀測結(jié)果的比較
3.5 本章小結(jié)
第4章 幾種不同的 Av對波浪修正 Ekman 流解的影響
4.1 定常 Ekman 方程的解析解表達(dá)式
4.1.1 常數(shù)渦粘解
4.1.2 線性渦粘解
4.1.3 KPP 渦粘解
4.2 非定常 Ekman 方程的數(shù)值解
4.2.1 LI_MY2.5 模式
4.2.2 TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式修正的 LI_MY2.5 模式
4.2.3 模式穩(wěn)定性的驗(yàn)證
4.3 與已有觀測結(jié)果的比較
4.4 本章小結(jié)
第5章 MY2.5階湍封閉模式的理論修正與理想實(shí)驗(yàn)
5.1 平均場方程的推導(dǎo)
5.2 湍流相關(guān)方程的推導(dǎo)
5.3 閉合假設(shè)
5.4 波浪修正的 MY2.5 階湍封閉模式
5.5 邊界層估計(jì):波浪修正的 MY2.5 階湍封閉模式
5.5.1 平均場方程
5.5.2 湍流相關(guān)的方程
5.5.3 動(dòng)量通量和熱通量的參數(shù)化方案
5.6 混合長方程的推導(dǎo)
5.7 理想實(shí)驗(yàn)
5.7.1 實(shí)驗(yàn)(1):表層無熱通量輸入
5.7.2 實(shí)驗(yàn)(2):表層有 300W/m2熱量輸入
5.7.3 實(shí)驗(yàn)(3):表層有-300W/m2熱量輸入
5.8 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 對今后工作的展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
文章目錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]The role of surface waves in the ocean mixed layer[J]. QIAO Fangli1,YANG Yongzeng1,XIA Changshui1,YUAN Yeli1 1.First Institute of Oceanography,State Oceanic Administration,Qingdao 266061,China. Acta Oceanologica Sinica. 2008(03)
[2]Effect of Stokes drift on upper ocean mixing[J]. LI Shuang1, 2 , SONG Jinbao1, SUN Qun1 1.Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China 2. Graduate School, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China. Acta Oceanologica Sinica. 2008(02)
[3]海浪破碎對海洋上混合層中湍能量收支的影響[J]. 孫群,管長龍,宋金寶. 海洋與湖沼. 2006(01)
[4]風(fēng)浪充分發(fā)展下海面阻力系數(shù)的數(shù)值研究[J]. 張子范,李家春. 力學(xué)學(xué)報(bào). 1997(04)
本文編號:3700824
【文章頁數(shù)】:134 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究意義
1.1.1 波浪對 Ekman 層的影響
1.1.2 波浪對海洋上層混合的影響
1.2 研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要工作
第2章 高頻表面波對定常Ekman流解的影響
2.1 定常 Ekman 方程的解
2.1.1 渦粘系數(shù)不依賴于水深
2.1.2 渦粘系數(shù)隨深度線性變化
2.2 譜和風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.2.1 EDP 譜+HK 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.2.1.1 EDP 譜
2.2.1.2 HK 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.2.2 Combi 譜+TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.2.2.1 Combi 譜
2.2.2.2 TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.3 高頻波對 Stokes 漂流的影響
2.3.1 EDP 譜
2.3.2 Combi 譜
2.4 高頻波對定常 Ekman 流解的影響
2.4.1 EDP 譜+HK 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.4.1.1 渦粘系數(shù)不依賴于水深
2.4.1.2 渦粘系數(shù)隨深度線性變化
2.4.2 Combi 譜+TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.4.2.1 渦粘系數(shù)不依賴于水深
2.4.2.2 渦粘系數(shù)隨深度線性變化
2.5 與已有觀測結(jié)果的比較
2.5.1 EDP 譜+HK 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.5.2 Combi 譜+TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
2.6 EDP 譜和 Combi 譜的比較
2.7 本章小結(jié)
第3章 風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式對定常Ekman流解的影響
3.1 定常 Ekman 方程的 KPP 渦粘解
3.2 HK 和 TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式的比較
3.2.1 HK 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
3.2.2 TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式
3.2.3 二者的比較
3.3 風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式對定常 Ekman 流解的影響
3.3.1 風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式對線性渦粘解的影響
3.3.2 風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式對 KPP 渦粘解的影響
3.4 與已有觀測結(jié)果的比較
3.5 本章小結(jié)
第4章 幾種不同的 Av對波浪修正 Ekman 流解的影響
4.1 定常 Ekman 方程的解析解表達(dá)式
4.1.1 常數(shù)渦粘解
4.1.2 線性渦粘解
4.1.3 KPP 渦粘解
4.2 非定常 Ekman 方程的數(shù)值解
4.2.1 LI_MY2.5 模式
4.2.2 TB 中的風(fēng)輸入與波耗散表達(dá)式修正的 LI_MY2.5 模式
4.2.3 模式穩(wěn)定性的驗(yàn)證
4.3 與已有觀測結(jié)果的比較
4.4 本章小結(jié)
第5章 MY2.5階湍封閉模式的理論修正與理想實(shí)驗(yàn)
5.1 平均場方程的推導(dǎo)
5.2 湍流相關(guān)方程的推導(dǎo)
5.3 閉合假設(shè)
5.4 波浪修正的 MY2.5 階湍封閉模式
5.5 邊界層估計(jì):波浪修正的 MY2.5 階湍封閉模式
5.5.1 平均場方程
5.5.2 湍流相關(guān)的方程
5.5.3 動(dòng)量通量和熱通量的參數(shù)化方案
5.6 混合長方程的推導(dǎo)
5.7 理想實(shí)驗(yàn)
5.7.1 實(shí)驗(yàn)(1):表層無熱通量輸入
5.7.2 實(shí)驗(yàn)(2):表層有 300W/m2熱量輸入
5.7.3 實(shí)驗(yàn)(3):表層有-300W/m2熱量輸入
5.8 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 對今后工作的展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
文章目錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]The role of surface waves in the ocean mixed layer[J]. QIAO Fangli1,YANG Yongzeng1,XIA Changshui1,YUAN Yeli1 1.First Institute of Oceanography,State Oceanic Administration,Qingdao 266061,China. Acta Oceanologica Sinica. 2008(03)
[2]Effect of Stokes drift on upper ocean mixing[J]. LI Shuang1, 2 , SONG Jinbao1, SUN Qun1 1.Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China 2. Graduate School, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China. Acta Oceanologica Sinica. 2008(02)
[3]海浪破碎對海洋上混合層中湍能量收支的影響[J]. 孫群,管長龍,宋金寶. 海洋與湖沼. 2006(01)
[4]風(fēng)浪充分發(fā)展下海面阻力系數(shù)的數(shù)值研究[J]. 張子范,李家春. 力學(xué)學(xué)報(bào). 1997(04)
本文編號:3700824
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