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《中国海洋大学》 2002年
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渤黄东海潮波同化数值模拟和潮能耗散的研究

李培良  
【摘要】: 潮汐的研究具有重要的学科意义、经济和社会效益。卫星测高技术的出现对潮汐信息的获取产生了革命性的影响。TOPEX/POSEIDON的发射极大地促进了大洋潮汐模型研究的进展,但大洋模型在浅海区域精度比较差。潮汐是高度计资料海面变化中最大的成份,占总变化80%以上,伴随着卫星高度计资料在海洋研究中的广泛应用,发展基于卫星高度计资料的高精度浅海潮汐模型成为进一步利用高度计资料研究其它物理海洋问题的基础。层结海洋中,外界提供给混合所需要的能量的多少(混合的强弱)是控制海洋环流强弱的关键因素,风和潮汐又是驱动海洋内部混合的主要机械能来源,潮能耗散是整个大洋中能量平衡的重要组成部分。 本文利用正交响应法和沿轨调和分析从渤黄东海的TOPEX/POSEIDON卫星高度计资料中提取了主要分潮。结果显示:高度计资料可以较好的反映潮波在黄海和东海的分布特征,特别是在东海开阔区域可以比较准确的反映潮波传播规律。 湍封闭的三维全流动力模式POM可以较理想地模拟渤黄东海的潮波。通过与167个测站的4个主要分潮平均绝对偏差的比较,模拟结果与实测资料符合很好。利用基于最优插值法的混合法将交叉点的调和常数同化到动力模式中,同化后S_2分潮的迟角精度改进最大,可以改进45%,结果显示高度计资料的分析结果对模式结果的精度影响很大。为了克服交叉点上全日分潮精度较低的局限,文中主要将半日分潮同化进模式中,而全日分潮只在部分交叉点上进行了同化,同时同化了沿岸16个验潮站的调和常数,同化高度计资料和沿岸资料后,M_2、S_2、K_1、O_1四个主要分潮的结果精度分别提高36%、48%、20%、12%。 本文利用同化结果对渤黄东海的潮能耗散进行了研究。M_2分潮潮能耗散在东海、黄海和渤海的潮能分别为44.282GW、59.828GW和3.076GW,从太平洋进入渤黄东海的潮能有36.1%耗散在东海,48.8%耗散在黄海,只有2.5 %耗散在渤海内,有12.6%的能量进入台湾海峡。S,分潮潮能耗散在东海、 黄海和渤海的潮能分别为4.782GW、12.48GW和0.630GW,分别占从太平洋传 入总量的22.9%、59.8%和3.0%,大约有1 3.6%的S,分潮潮能进入台湾海 峡。全日分潮的潮能绝大部分耗散在东海里面,K:分潮有7.433GW耗散在东 海里,占从太平洋传入总能量的73%,而0.分潮耗散在东海里的潮能有 5.433GW,同样占从太平洋传入能量的73%。 4个主要分潮从太平洋进入渤黄东海的潮能共有140.901Gw,其中BB以底 边界层)耗散115.178Gw,占进入能量的82%,有18%的能量耗散在海洋 内部。而风提供给环流能量最大在1月份约为SGW左右,最小的在7月份 为O.07GW。可以认为在渤黄东海中潮能所起的混合作用在夏季要远远的超 过风所起的作用,而在冬季最保守也与风具有相同的量级。
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