本文關(guān)鍵詞：黃海溫度和環(huán)流對(duì)不同頻率風(fēng)場(chǎng)響應(yīng)的數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：黃海是一個(gè)典型的強(qiáng)潮驅(qū)動(dòng)的陸架淺海,除了活躍的潮強(qiáng)迫外,風(fēng)場(chǎng)在黃海的湍流和混合過程中同樣起著重要的作用。開展黃海對(duì)不同頻率風(fēng)場(chǎng)響應(yīng)的研究,尤其是關(guān)于在天氣時(shí)間尺度風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)迫下的溫度和環(huán)流特征的研究,是建立黃海區(qū)高時(shí)空分辨率三維海洋水動(dòng)力環(huán)境數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)的基本要求。本文利用區(qū)域海洋數(shù)值模式Regional Ocean Modeling System(ROMS)模擬了黃海對(duì)不同頻率風(fēng)場(chǎng)的響應(yīng)過程,對(duì)比分析了黃海的溫度和環(huán)流分別在月、日和三小時(shí)平均的風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)迫頻率下的時(shí)空分布和變化特征。由于黃海的冬季大部分海域的混合層直達(dá)海底,溫度的垂向變化不大,本文重點(diǎn)關(guān)注了夏季黃海的情形。雖然季節(jié)平均的水平環(huán)流結(jié)構(gòu)在所有的實(shí)驗(yàn)中差別不大,但夏季平均的溫度場(chǎng)以及天氣時(shí)間尺度下的水平和垂直流速對(duì)風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)迫的頻率表現(xiàn)出了較高的敏感性。當(dāng)提高風(fēng)場(chǎng)的強(qiáng)迫頻率后,在躍層處產(chǎn)生了風(fēng)生的近慣性內(nèi)波,有效增強(qiáng)了溫度的垂向混合,使得夏季黃海的上混合層溫度降低,而混合層以下溫度升高。另一方面,高頻風(fēng)場(chǎng)激發(fā)了黃海大部分海域明顯的流速近慣性振蕩,它存在于整個(gè)水深范圍內(nèi),在表層較強(qiáng),具有垂向第一斜壓模態(tài)的基本特征。近慣性振蕩與大風(fēng)過程關(guān)系密切,其強(qiáng)度在時(shí)間上具有間歇性。同時(shí),在高頻風(fēng)場(chǎng)的強(qiáng)迫下,垂直速度的均方根變大。由于近慣性振蕩的強(qiáng)度與風(fēng)應(yīng)力的關(guān)系密切,本文選取了一次典型的大風(fēng)過程,重點(diǎn)分析了在有無(wú)潮作用下黃海溫度和流速的時(shí)空變化特征。結(jié)果表明,不管潮的存在與否,臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)經(jīng)過黃海后都引起了海表面降溫現(xiàn)象和流速的近慣性振蕩響應(yīng)。但是強(qiáng)背景潮流顯著影響著黃海對(duì)布拉萬(wàn)的響應(yīng)過程：一方面,由于潮的存在,近岸較暖水體與遠(yuǎn)岸較冷水體之間會(huì)形成潮混合溫度鋒面,布拉萬(wàn)過后,暖水發(fā)生了明顯的離岸擴(kuò)張,盡管路徑右側(cè)的混合層降溫更為顯著,但是黃海西岸的暖水?dāng)U張更為明顯；另一方面,潮的存在減弱了布拉萬(wàn)產(chǎn)生的近慣性振蕩響應(yīng),混合層以及躍層以下的近慣性能量都因此衰減,半日潮流在黃海仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。此外,布拉萬(wàn)對(duì)黃海較強(qiáng)的半日潮能的分布影響不大,黃海對(duì)布拉萬(wàn)的近慣性響應(yīng)主要分布于黃海中部海域。
【關(guān)鍵詞】：黃海 ROMS 風(fēng)場(chǎng)頻率 近慣性振蕩 潮
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P731;P732
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 1. 引言8-14
• 1.1. 黃海的基本物理環(huán)境特征8-11
• 1.1.1. 潮汐潮流8-9
• 1.1.2. 溫度分布9-10
• 1.1.3. 環(huán)流結(jié)構(gòu)10-11
• 1.2. 黃海溫度和環(huán)流對(duì)風(fēng)場(chǎng)響應(yīng)的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3. 本文主要解決的問題及研究意義13-14
• 2. 數(shù)值模式配置及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)14-27
• 2.1. 數(shù)值模式概述14-20
• 2.1.1. 基本控制方程組15-16
• 2.1.2. 坐標(biāo)控制系統(tǒng)16-18
• 2.1.3. 邊界條件18
• 2.1.4. 湍流閉合方案18-20
• 2.2. 數(shù)值模式配置20-27
• 2.2.1. 模擬區(qū)域20-21
• 2.2.2. 地形數(shù)據(jù)及平滑處理21-22
• 2.2.3. 初始場(chǎng)和側(cè)邊界22-23
• 2.2.4. 大氣強(qiáng)迫條件23-26
• 2.2.5. 潮強(qiáng)迫條件26-27
• 2.3. 數(shù)值實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)27
• 3. 數(shù)值模式結(jié)果驗(yàn)證27-32
• 3.1. 潮汐結(jié)果驗(yàn)證27-29
• 3.2. 溫度結(jié)果驗(yàn)證29-30
• 3.3. 環(huán)流結(jié)果驗(yàn)證30-32
• 4. 溫度和環(huán)流對(duì)風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)迫頻率的響應(yīng)32-40
• 4.1. 溫度的時(shí)空分布32-37
• 4.2. 水平和垂直環(huán)流37-40
• 5.近慣性振蕩和湍流混合40-45
• 6. 針對(duì)一次大風(fēng)過程的個(gè)例研究45-60
• 6.1. 超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)布拉萬(wàn)介紹46-48
• 6.2. 溫度對(duì)布拉萬(wàn)的響應(yīng)48-53
• 6.2.1. 海表面降溫48-50
• 6.2.2. 溫度的垂向分布變化50-53
• 6.3. 流速對(duì)布拉萬(wàn)的響應(yīng)53-57
• 6.4. 近慣性振蕩與近慣性能量57-60
• 7. 結(jié)論和展望60-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 致謝69
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷69
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69

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本文編號(hào)：468211