南海内潮三维数值同化模拟

【摘要】：海洋内潮是关系到海洋中能量收支和平衡的一个重要物理过程,它不仅在整个海洋动力环境研究中占有重要地位,而且对海洋环境与资源的开发和保护、推动其它相关学科的深入研究和发展也具有重要的影响。近年来,已有学者开始高度计资料提取大洋内潮和表面潮的数值同化研究,并取得了许多成果。但截止目前,所有潮波数值同化模式大都是对TOPEX/Poseidon高度计资料提取的表面潮位进行同化,利用T/P高度计资料对内潮进行数值同化研究仍然处于起步阶段。 本文利用T/P卫星高度计资料对南海内潮进行三维数值同化研究:首先对T/P卫星高度计资料进行分析,利用调和分析方法从南海T/P卫星高度计资料中提取主要分潮调和常数;基于内潮的特征,把内潮在海面响应的信息分离出来;然后把提取的表面潮数据利用伴随同化技术与二维非线性潮波模型有机结合,对南海正压潮进行数值同化研究;在此基础上,建立南海三维内潮数值同化模式,对南海内潮特征进行研究。 基于POM模式建立了南海三维(正压潮、内潮)潮波数值同化模式,对内区模拟的结果有很大的改进,计算与观测符合较好,所绘制的同潮图比较可靠。本文在大纳土纳群岛的西南部给出了一个M_2反时针方向旋转的无潮点,一个S_2顺时针方向旋转的无潮点。 内潮数值同化结果显示在吕宋海峡、台湾岛西南和东北及东沙等海域内潮响应显著。该海域正压潮向内潮的能量转换率约为14GW,其中吕宋海峡8.5GW、台湾海峡约2.1GW、台湾岛东北约2.0GW、东沙海域约0.2GW。M_2分潮的内潮能通量在吕宋海峡可达6kW/m,在东沙可达100W/m。吕宋海峡M_2内潮响应强烈是由于其地形和M_2潮波的特征所决定的;台湾岛东北海域内潮响应强烈主要是受黑潮锋和地形的影响。