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渤、黄、东海海温短期数值预报研究

王强  
【摘要】: 海洋热结构的研究及预报是海洋学研究与海洋开发的一项重要内容。风、加热、冷却、降水和蒸发对海洋中的物质和动量的分布有很大的影响。虽然这些因素最终将影响到整个海洋,它最直接的还是作用在表面的混合层里,这一部分是海洋大气相互作用的界面。本文首先介绍了海洋的热结构,然后考虑了影响混合层温度和深度的几个重要的因素。 黑潮、台湾暖流、对马暖流、沿岸流及冲淡水等是制约东中国海海表温度变化的重要因素。本文描述了东中国海的海流的状况并且详细的阐述了其动力机制。本文考虑到在夏季渤、黄、东海存在着很强的密度跃层,由于密度跃层的存在,穿越此跃层的净物质通量较小,认为在混合层内的流动是准无辐散的。在此假定上利用多年历史资料计算得到了与二维混合层模式相适应的流场,计算得到的结果符合实际的东中国海的流场。得到的流场将用于二维的混合层模式。 当海流流速较小时,表面温度的变化主要是局地的,本文对20世纪60年代以来各种块体混合层模式和高阶混合层模式作了总结和讨论。并且利用Kraus-Niller模式、PWP(Price等,1986)模式及Mellor-Yamada2.5阶湍封闭模式模拟了在西经140°,北纬30°处的一个固定站点的海表温度的年变化。与观测资料的对比表明,这几个模式均能够给出海面温度的变化特征。同时也验证了,在海流很小的情况下,海面温度的变化主要是局地的。 由于一维模式没有包括海流对温度变化的影响,而在东中国海有黑潮等强流存在,所以本文在一维模式的基础上建立了一个二维的混合层模式。该模式不 渤黄东海海温短期数值预报研究 仅考虑了垂向的卷入和海表面的热强迫对温度场的影响,同时还考虑了平流对温 度场的影响。为了简化问题,将海流分为余流、风漂流、密度流。其中余流的计 算方法由第二部分给出。由于在浅海,潮混合对海洋热结构有重要的影响,所 以本模式也考虑了浅海区潮致湍流混合对海表温度的影响。同时,本模式还考虑 了风应力旋度引起的辐聚和辐散对海表温度的影响。本文对2002年9月20日的 船舶报资料进行了客观分析后的结果作为初始场,然后用该混合层模式对2002 年9月23日海表温度进行了后报,并与2002年9月23日的对船舶报海表温度 进行客观分析后的检验场进行了比较。计算结果与检验场的均方差误差为0.537 ”C。说明本模式是可行的。


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