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《中国海洋大学》 2011年
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风浪条件及飞沫对海气热通量的影响的研究

张连新  
【摘要】:COARE模型是国际上常用的计算海气热通量的算法,其风速适用范围可达20m/s。本文详述COARE3.0版本算法所依据的理论基础和各种变量的参数化方案。分析了风速修正,大气压强,降水和波龄对热通量的影响。得出以下结论:海流并未对热通量产生显著的影响;对于感热通量而言,可将压强设为常值1008hpa,对潜热通量而言,当压强小于1000hpa后,应该考虑观测压强;降水感热对于热通量的贡献非常显著,平均可占界面总热量的19.89%。与CNK和TAY算法不同,OST算法对波龄较敏感,尤其是低波龄。 然而,COARE模型未包含飞沫等高风速下的影响因子,将其直接扩展到20m/s以上风速的海况存在不合理性。本文提出了适合各种风速条件下的、包含飞沫影响的海面动力粗糙度长度参数化方案,并利用该方案改进了COARE3.0模型。利用南海浮标的观测数据根据改进的COARE3.0模型计算了海气热通量,分析了飞沫对海气热通量的影响。结果表明,在0-20m/s风速范围内,感热通量与潜热通量主要由海气温度差和海气湿度差决定,与波龄的相关性很小,飞沫对热通量无显著影响。当风速大于20m/s,感热通量和潜热通量与海气温差和湿度的相关性减小,与波龄的相关性增加,潜热通量与波龄呈现负相关。考虑飞沫的效应后,总的热通量明显增加,飞沫所增加的感热通量平均可占界面感热通量的38.89%,飞沫所增加的潜热通量平均占界面潜热通量的39.19%。 本文统计分析多年的风浪分布状态,并尝试从热力学角度探讨风浪条件对海气热通量的影响,发现:冬季风浪要素占优,春秋季次之,夏季最弱。潜热通量的年变化呈现双峰型,主要表现为冬,夏季值较大,春,秋季值较小。感热通量为单峰型,冬季值最大,其他三季变化平缓。风浪条件与感热通量具有较好的相关性,相关系数达0.67。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P731.22

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【参考文献】
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