【摘要】：波浪是海氣相互作用中主要?jiǎng)恿σ蛩刂?統(tǒng)計(jì)表明海洋上自然破壞力的百分之九十源自波浪,因此研究近岸波浪的分布及傳播過程對(duì)航海事業(yè)及海洋工程具有重要意義。波浪模式發(fā)展至今已經(jīng)開發(fā)到第三代模式,即基于能量平衡方程的計(jì)算模型。國內(nèi)外已有許多學(xué)者利用第三代海浪模式對(duì)近海波浪進(jìn)行模擬,但是在南加州灣建立長(zhǎng)時(shí)序海浪數(shù)值模式,并利用模式數(shù)據(jù)分析南加州灣波浪的多尺度時(shí)空變化特征還很少。本文首先利用SWAN(Simulating WAvesNearshore)模式對(duì)美國南加州灣的波浪進(jìn)行數(shù)值模擬研究,以WRF(Weather Research and Forecasting)風(fēng)場(chǎng)和美國地球物理中心提供的ETOPO高程數(shù)據(jù)里精度為1弧分的水深作為初始場(chǎng),考慮白帽效應(yīng)、底摩擦、波-波相互作用和波浪破碎等物理機(jī)制,得到較傳統(tǒng)資料更為精細(xì)的長(zhǎng)時(shí)序波浪模擬數(shù)據(jù),并利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證,以確保模擬結(jié)果的可靠性。其次根據(jù)計(jì)算所得結(jié)果對(duì)南加州灣波浪的多尺度時(shí)空變化特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,此外模式還考慮了繞射等波浪淺水傳播物理過程,對(duì)島嶼的掩蔽效應(yīng)進(jìn)行分析。最后利用ROMS(Regional Oceanic Model System)模擬的流場(chǎng)作為模式的初始條件之一,計(jì)算研究區(qū)域流速最強(qiáng)的一個(gè)月的波浪場(chǎng),根據(jù)作用譜平衡方程,利用模式計(jì)算的參數(shù),分析波能方程中的流項(xiàng),探討波流相互作用下流對(duì)浪的影響。研究結(jié)果表明南加州灣的波浪具有顯著的季節(jié)和季節(jié)內(nèi)特征,冬季波高和周期較大,夏季波高和周期值較小,波浪有效波高的變化存在7天振蕩周期的季節(jié)內(nèi)變化過程。ENSO的氣候變化對(duì)海域波浪的年際變化具有調(diào)制作用。在南加州灣上升流季節(jié),受當(dāng)?shù)卮箫L(fēng)影響在Point Conception處的有效波高會(huì)變大。水深地形和海流的變化對(duì)海域波浪傳播過程影響顯著。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P731.22
【圖文】：

圖１－１模擬區(qū)域示意圖。背景顏色圖為由ＥＴＯＰＯｌ提供水深（單位：ｍ）．圖中紅色五角星代表驗(yàn)證逡逑模式數(shù)據(jù)的浮標(biāo)位置，紅色三角形代表文章選取研究島嶼掩蔽效應(yīng)的六個(gè)點(diǎn)。右上角小地圖顯示南逡逑加州位于東北太平洋，紅色矩形框?yàn)楸疚难绣硡^(qū)域。逡逑

和北緯２５°－４０°Ｎ，空間水平分辨率為６ｋｍ，時(shí)間分辨率為ｌｈ。模式中采用的是Ｊａｎｓｓｅｎ逡逑準(zhǔn)線性增長(zhǎng)參數(shù)化方案，白浪破碎可調(diào)系數(shù)Ｃ＾＝４．５，彡＝０。５。逡逑圖３－１為ＷＲＦ風(fēng)場(chǎng)２００４－２０１３年的平均態(tài)分布特征，海表風(fēng)速在外海較大，最大逡逑可達(dá)８．５ｍ／ｓ，沿岸風(fēng)速較小，大致為３－４ｍ／ｓ，該海域在深水區(qū)常年吹西北風(fēng)，到海域中逡逑煒度近岸區(qū)域吹西風(fēng)，且風(fēng)速風(fēng)向在近岸有微弱變化。逡逑ｍ／ｓ逡逑３５°Ｎ邋％—邋１邋￣￣＝——＝１＝＝＝—＾—－邐—■邋９逡逑ｆ邋廠邐＾逡逑｜邋Ｖ邐＼邐邋６ｍ／ｓ邐８逡逑ｖｖ．＇■逡逑３３°Ｎ邋奸：＿？表邋、Ｖ．Ｖ＇邋＜邋／邋ｔ邋ｖ邋－邋＞邋Ｉ邋５逡逑３２0．邋Ｉｘ＾ｉ邋＼Ｕ＼ｗ邋＼ａａ；邋＼邋＼邋＼邋＼邋＼邐１３逡逑１２１°Ｗ邐１２０°Ｗ邐１１９°Ｗ邐１１８°ｗ邐１１７°Ｗ逡逑圖３－１邋２００４－２０１３年模式驅(qū)動(dòng)風(fēng)場(chǎng)的平均態(tài)，圖中地圖代表該海域風(fēng)速，圖中矢量箭頭代表風(fēng)場(chǎng)逡逑的方向，箭頭長(zhǎng)短代表風(fēng)速大小逡逑１６逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 裘沙怡;梁楚進(jìn);董昌明;劉正禮;;南海海面風(fēng)、浪場(chǎng)時(shí)空變化特征及其關(guān)系分析[J];海洋學(xué)研究;2013年04期

2 鄭崇偉;周林;周立佳;;西沙、南沙海域波浪及波浪能季節(jié)變化特征[J];海洋科學(xué)進(jìn)展;2011年04期

3 江麗芳;張志旭;齊義泉;陳榮裕;;WAVEWATCH Ⅲ和SWAN模式在南海北部海域海浪模擬結(jié)果的對(duì)比分析[J];熱帶海洋學(xué)報(bào);2011年05期

4 周良明;王愛方;王智峰;郭佩芳;高勁松;;利用SWAN波浪模式研究北部灣海域臺(tái)風(fēng)浪場(chǎng)的波浪方向譜特征(英文)[J];Marine Science Bulletin;2010年02期

5 王道龍;華鋒;江志輝;;SWAN近岸海浪模式在遼東灣的應(yīng)用[J];海洋科學(xué)進(jìn)展;2010年03期

6 葛黎麗;屈衍;張志旭;嚴(yán)幼芳;齊義泉;;南海深水區(qū)風(fēng)、浪、流多年一遇重現(xiàn)期極值的推算[J];中國海上油氣;2009年03期

7 周良明;吳倫宇;郭佩芳;王愛方;;應(yīng)用WAVEWATCH-Ⅲ模式對(duì)南海的波浪場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析和研究[J];熱帶海洋學(xué)報(bào);2007年05期

8 聞斌;劉俊;;海浪數(shù)值模式研究回顧與進(jìn)展[J];海洋預(yù)報(bào);2006年04期

9 齊義泉,朱伯承,施平,毛慶文,范辰五;WWATCH模式模擬南海海浪場(chǎng)的結(jié)果分析[J];海洋學(xué)報(bào)(中文版);2003年04期

10 李曉燕,翟盤茂;ENSO事件指數(shù)與指標(biāo)研究[J];氣象學(xué)報(bào);2000年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王世澎;波浪對(duì)潮流影響的數(shù)值模擬研究[D];大連理工大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 尹洪強(qiáng);基于SWAN模式下南海臺(tái)風(fēng)浪的推算[D];大連理工大學(xué);2014年

2 路本升;某圍海造田工程波浪數(shù)值模擬分析[D];山東大學(xué);2013年

3 羅浩;SWAN模式渤海灣海浪數(shù)值模擬研究[D];天津大學(xué);2012年

4 譚鳳;基于WRF大氣模式的大風(fēng)過程波浪模擬[D];天津大學(xué);2012年

5 周科;西北太平洋風(fēng)浪數(shù)值模擬和統(tǒng)計(jì)分析[D];上海交通大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2713812