收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于POM的浪流耦合模式的建立及其在大洋和近海的应用

夏长水  
【摘要】:海洋中温度的垂直结构大体可以分为三层:上混合层、温跃层和底层弱垂直温度梯度层。对于海洋环流模式来说,无论对于大尺度全球气候模拟还是小尺度的近海模拟,准确地再现上层海洋的垂直混合过程和模拟上混合层是很重要的。目前广泛应用Mellor和Yamada(M-Y)湍流混合模型在层化较强的流体(如夏季上层海洋)中对湍流混合系数计算效果不佳。模拟得到的夏季海洋表层温度(SST)偏高、上混合层偏浅且温跃层强度偏低是采用M-Y湍流混合模型的海洋环流数值模式所面临的普遍问题。 袁业立于1979年指出,造成表层海水混合的主要因素有三种:(1) 由非稳定层化造成的自由浮力对流;(2) 流动的剪切不稳定性;(3) 海浪的搅拌。在层化较强的上层海洋中,海浪的搅拌的作用可以超过前两种的作用的总合。M-Y湍流混合模型可以较好地描述和表达前两种机制造成的混合,但不包括海浪的搅拌造成的混合,这是采用M-Y湍流混合模型的海洋环流模式所模拟的夏季海洋上混合层偏浅的根本原因。如何准确地描述海浪引起的垂直涡动扩散系数并应用到实际的三维海洋模式中是一项具有挑战性的工作。 本文在袁业立和乔方利等提出的波浪运动混合的理论框架的基础上,基于MASNUM~1(前身为LAGFD-WAM)海浪波数谱数值模式和POM(普林斯顿海洋模式)环流模式建立了MASNUM浪-流耦合模式。耦合的方法是首先利用MASNUM海浪波数谱数值模式来计算波浪的方向谱,再利用袁业立、乔方利提出的理论计算浪致混合Bv和海浪对海流的动量转移项,并将其引入到环流模式中。 本文首先将MASNUM浪-流耦合模式应用到准全球大洋,所模拟的海浪有效波高同Topex/Poseidon高度计观测结果符合较好。由海浪模式得到的浪致混合Bv和由M-Y湍流模型得到垂向混合系数Kh相比,在夏季的中高纬度海区的上层,Bv比Kh要大;在低纬度热带海区上层Bv小于Kh。将浪-流耦合模式和采用M-Y湍流模型的原始POM模式模拟得到的夏季上层温度结构同Levitus资料比较表明:浪-流耦合模式的结果明显比原始POM的结果和Levitus资料相吻合,浪-流耦合模式模拟得到的夏季上混合层厚度比原始POM要深,和Levitus资料


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 孙琪田;关于海水降温期中上混合层的深度及其温、盐度的计算[J];海洋科学;1982年06期
2 姜景忠;相似理论在海洋上混合层深度预报中的应用[J];海洋预报;1986年01期
3 郝志娟;王赐震;鲁海荣;;渤、黄、东海表层余流场的一种客观分析——应用物理模型法[J];海洋通报;2005年06期
4 万瑞景;赵宪勇;魏皓;;山东半岛南部产卵场温跃层对鳀鱼鱼卵垂直分布的作用[J];生态学报;2009年12期
5 乔方利,张庆华;红外和水色遥感资料同化研究设想[J];黄渤海海洋;1994年04期
6 刘秦玉,王启;“暖池”表层对大气局地强迫的响应特征[J];海洋与湖沼;1995年06期
7 朱建荣,苏育嵩,王赐震;有限海域海水表温数值预报改进模式[J];中国海洋大学学报(自然科学版);1993年01期
8 刘秦玉,孙即霖,贾旭晶;春季南海南部上混合层数值模拟与数值实验[J];青岛海洋大学学报(自然科学版);2001年02期
9 周磊,田纪伟,王东晓;斜压海洋水平大尺度波动各模态能量分布对风的响应[J];中国科学D辑;2005年10期
10 朱建荣;周健;;东中国海对热带气旋的响应[J];上海水利;1997年01期
11 刘秦玉,孙即霖,贾旭晶;春季南海北部上混合层的数值模拟与数值实验[J];海洋与湖沼;2002年05期
12 刘秦玉,贾旭晶,孙即霖,张秀芝;1998年夏季风爆发前后南海上混合层的特征及成因[J];气候与环境研究;2000年04期
13 刘克修,赵保仁;黄海溶解氧垂直分布最大值的数值研究[J];海洋学报(中文版);1997年04期
14 赵保仁,徐丹亚,杨玉玲,井传才;秋末寒潮大风作用下南黄海西部流场及温、盐度变动特征分析[J];海洋科学集刊;2000年00期
15 万瑞景;魏皓;孙珊;赵宪勇;;山东半岛南部产卵场鳀鱼的产卵生态Ⅰ.鳀鱼鱼卵和仔稚幼鱼的数量与分布特征[J];动物学报;2008年05期
16 赵保仁;;黄海南部温跃层数值模拟——Aken模式的运用[J];海洋科学进展;1993年02期
17 徐永福;使用水块混合层模式模拟上层海洋的季节变化[J];热带海洋;1994年04期
18 陈新平;吴德星;林霄沛;;波浪和太阳短波辐射对渤、黄海夏季温度垂直结构的影响[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2006年S1期
19 杨丽芬;田纪伟;谢玲玲;;南海北部陆坡区混合过程观测[J];海洋科学;2008年12期
20 崔红;张书文;王庆业;;南海对于台风伊布都响应的数值计算[J];物理学报;2009年09期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 邱东晓;黄菲;杨宇星;;东印度洋-西太平洋暖池的年代际变化特征研究[A];中国气象学会2007年年会气候学分会场论文集[C];2007年
2 吴志彦;李宏江;陈红霞;闵锦忠;;基于实测资料计算的黑潮海温指数和盐度指数[A];中国气象学会2008年年会气候变化分会场论文集[C];2008年
3 柴扉;薛惠洁;许建平;侍茂崇;蒋松年;;南海中、北部海域主要环流及其季节演变[A];中国海洋学文集——南海海流数值计算及中尺度特征研究[C];2001年
4 黄菲;;东印度洋—西太平洋暖池的年代际变化特征研究[A];中国海洋湖沼学会水文气象分会、中国海洋湖沼学会潮汐及海平面专业委员会、中国海洋湖沼学会计算海洋物理专业委员会、山东(暨青岛市)海洋湖沼学会2007年学术研讨会论文摘要集[C];2007年
5 孙云鹏;张永刚;金国栋;;南海上混合层厚度季节性变化及分析[A];气象海洋环境与船舶航行安全论文集[C];2010年
6 黄菲;;东印度洋-西太平洋暖池的年代际变化特征研究[A];中国海洋湖沼学会第九次全国会员代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏长水;基于POM的浪流耦合模式的建立及其在大洋和近海的应用[D];中国海洋大学;2005年
2 孙群;海浪破碎对海洋上混合层影响的数值研究[D];中国海洋大学;2003年
3 张晓爽;波浪对海洋上混合层温度变化的影响研究[D];中国海洋大学;2012年
4 山峰;黄东海几个水文现象的数值研究[D];中国海洋大学;2009年
5 胡海波;北太平洋低位势涡度水的潜沉和向台湾以东的输运[D];中国海洋大学;2008年
6 崔红;南海对于台风伊布都响应的数值研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
7 晁敏;应用流式细胞计研究超微型浮游植物在中国东、黄海典型水域的分布[D];华东师范大学;2002年
8 曹瑞雪;海洋表层及次表层气泡测量及分析[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2006年
9 宋振亚;波致混合对气候模式中赤道SST的影响机制研究[D];中国海洋大学;2011年
10 刘志亮;穿透性太阳辐射和盐度作用对混合层深度的影响[D];中国海洋大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵昌;波致混合在大洋环流模式中的作用方式[D];国家海洋局第一海洋研究所;2010年
2 周磊;风对海洋低频运动的能量输运与能量的垂向传播[D];中国海洋大学;2005年
3 王关锁;台风过程中波致混合对东海水文结构的作用分析[D];国家海洋局第一海洋研究所;2007年
4 胡秋良;渤黄海温、流季节变异研究及对海上军事活动的影响[D];中国海洋大学;2005年
5 孙展凤;波谱仪数据的海浪反演及应用[D];中国海洋大学;2012年
6 张效谦;南海北部陆架陆坡区内波与混合研究[D];中国海洋大学;2005年
7 杨忠良;波浪对南中国海Ekman层风能输入的影响[D];中国海洋大学;2007年
8 石永芳;全球海浪与混合层深度的变化及相关性分析[D];国家海洋局第一海洋研究所;2012年
9 辛明;黄海生源要素的分布特征及南、北黄海冷水团性质比较[D];国家海洋局第一海洋研究所;2011年
10 张洪海;基于一阶线性斜压Rossby波模型的北大西洋海表温度低频变异的可预测性研究[D];中国海洋大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978