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《中国海洋大学》 2010年
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海—气动量通量及海洋大气边界层湍流特征分析

顾明  
【摘要】:海-气通量交换过程是气候系统各层圈相互作用的主要过程之一。海洋表面能量、物质交换反映了海洋-大气之间相互作用和联系,海-气通量输送强烈地影响上层海洋结构及大气边界层结构,进而影响大气环流和海洋环流,造成不同尺度的天气及气候变化。而且海-气通量的观测研究对于模拟和理解海洋-大气系统的耦合、变化性质也十分重要,天气预报及气候模式中海洋边界层参数的不确定性极大的影响了其模拟能力。 利用涡动相关法测量边界层通量是目前最可靠的测量方法之一,但由于海上环境复杂以及一些具体条件的限制,使得其在海上进行观测的难度很大。本文利用国家海洋局2006-2007年“908专项”-ST02区块水体环境调查及2005年国家863规范化外海实验两个项目的近海层大气湍流观测资料,尝试克服在海上观测所面临的大量硬件及软件方面的困难,利用涡动相关法计算了海-气间的分析和计算了北黄海、南海北部及吕宋海峡海域及西太平洋近海面层动量通量、风速标准差、曳力系数、空气动力粗糙度,分析了部分特征量与水平平均风速(U)的关系。进而得到了一些有意义的结论: (1)通过计算稳定度参数发现近海面层大气绝大多数时间处于不稳定、弱不稳定的状态。 (2)在东方红2号综合海洋调查船上用相同的仪器相同的观测方法及后期处理方法,计算了3个海区的动量通量值。北黄海秋、冬季、南海北部及吕宋海峡海域及西太平洋海域动量通量平均值分别为:0.079、0.081、0.107、0.070 N/m2。 (3)各海区曳力系数值对平均风速不敏感,随平均风速变化较小,在平均风速大于4m/s时,北黄海秋、冬季、南海北部及吕宋海峡海域及西太平洋海域103CD平均值分别为:1.335、1.359、1.046、1.324。 (4)近海面层大气湍流强度数值量级约为10-2,比近地面层大气湍流强度普遍低一个量级,且近海面层大气湍流强度与风速呈负相关关系。 (5)当平均风速大于4m/s时,各海区水平风速标准差与稳定度参数的关系不明显,数据较离散,北黄海秋、冬季节无量纲垂直风速标准差与稳定度参数相似性关系较好,满足Monin-Obukhov相似理论。秋季最佳拟合关系为σw/u*=1.9(-Z/L)11/3,冬季为σw/u*=2.0(-Z/L)1/3。 (6)当平均风速大于4m/s时,各海区粗糙度与平均风速均呈线性关系。北黄海秋、冬季、南海北部及吕宋海峡海域及西太平洋海域拟合关系式分别为:103Z0=0.0350U-0.1335、103Z0=0.0414U-0.1719、103Z0=0.0429U-0.2004、103Z0=0.0303U-0.1031。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P732

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王洁;西北太平洋船载海面风速脉动资料校正及湍流特征分析[D];中国海洋大学;2012年
【参考文献】
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1 李曜;由船载超声风速仪数据计算摩擦速度[D];中国海洋大学;2006年
2 王仁磊;北黄海春秋季海气通量的观测研究[D];中国海洋大学;2009年
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【共引文献】
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8 郭维华;李思恩;张鑫;;西北旱区葡萄园CO_2通量的变化规律与控制机理研究[A];现代节水高效农业与生态灌区建设(下)[C];2010年
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10 郑祚芳;范水勇;;北京“7.10”城区灾害性强降水分析[A];中国气象学会2005年年会论文集[C];2005年
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2 黄艳松;基于浮标观测资料的海气通量计算方法研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
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7 孙绩华;春夏过渡期青藏高原东缘非绝热加热变化特征及其影响研究[D];南京信息工程大学;2011年
8 刘端阳;南京冬季雾宏微观物理结构的观测研究[D];南京信息工程大学;2011年
9 刘艳伟;浑善达克沙地GSPAC系统水汽热运移及能量平衡[D];内蒙古农业大学;2011年
10 张玥;西部山区谷口处桥位风特性观测与风环境数值模拟研究[D];长安大学;2009年
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1 郑宁;低丘山地人工林显热通量空间代表性和尺度效应的研究[D];安徽农业大学;2010年
2 贺赟;不同天气系统影响下块体法计算海气通量的误差估计与船基海气通量计算[D];中国海洋大学;2010年
3 王雪竹;南海中层水、中层环流及其与西北太平洋中层水交换研究[D];中国海洋大学;2010年
4 王苏颖;云杉林生物量空间异质性研究[D];福建师范大学;2010年
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6 侯亚委;风敏感结构的气动抗风措施研究[D];北京交通大学;2011年
7 耿绍波;河南西平杨树人工林生态系统碳通量及其环境响应研究[D];北京林业大学;2011年
8 王静;青岛市大气边界层气候特征研究[D];兰州大学;2011年
9 邱岭;东北地区落叶松人工林土壤碳库的时间动态及对林分碳循环的贡献[D];东北林业大学;2011年
10 郑炜;南京冬季雾水沉降特征研究[D];南京信息工程大学;2011年
【同被引文献】
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1 张增海;南海湍流热能量的质量分析和季节变化研究[D];中国海洋大学;2006年
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【二级参考文献】
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6 王琦;海洋大气边界层中卤素化学过程的数值模拟研究[D];中国海洋大学;2006年
7 王洁;西北太平洋船载海面风速脉动资料校正及湍流特征分析[D];中国海洋大学;2012年
8 赵思;基于微透镜阵列的大气湍流池湍流特征检测[D];长春理工大学;2012年
9 黄鹤;白洋淀地区水陆非均匀下垫面上大气边界层特征的数值模拟研究[D];兰州大学;2007年
10 杨振;热带季节雨林湍流特征研究[D];中国科学院研究生院(西双版纳热带植物园);2007年
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