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《中国科学院研究生院(海洋研究所)》 2013年
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南海北部内孤立波生成的数值模拟研究

郭大全  
【摘要】:本文利用美国麻省理工大学的综合环流模式MITgcm,针对中国南海北部内孤立波的生成过程开展了数值模拟研究。分别采用二维和三维模拟方法研究了南海北部内孤立波的激发过程及其对黑潮入侵南海的响应,探讨了黑潮分支(K-branch)平均流在内孤立波生成具体过程中的影响,初步解释了合成孔径雷达(SAR)图像所揭示出的南海北部内孤立波出现频率的季节变化特征。进而,以三维动力学模式为基础,结合SAR成像机理,改进和优化了海洋内孤立波的三维仿真流程,实现了南海北部内孤立波的生成过程的全极化SAR遥感仿真。得到的主要结论如下: 1、通过对合成孔径雷达(SAR)图像统计分析发现,SAR观测内波出现频率呈现明显的季节变化:夏季出现频率最高,春秋次之,冬季最低。具体内波出现频率在5月到8月期间较高并在六月达到峰值,占全年总数的29%;而在11月到次年的2月份出现频率较低并在十二月和一月达到最低,各占全年的0.5%。 2、采用二维、非静力近似、半实际地形数值模拟较好地模拟出了内孤立波群的产生过程。通过对产生过程的分析,表明其主要产生机制为山后波机制。 3、在叠加了类似黑潮分支(K-branch)的平均流后,内孤立波的形成受到了干扰,能量被背景流场带走分散掉,以致最终产生的波动波长较长,振幅较小,能量非常不集中,推测这一影响是导致SAR观测内波出现频率呈现季节变化的关键原因。 4、采用三维、非静力近似、实际地形数值模拟较好地模拟出南海北部内孤立波群的产生过程。并验证了内孤立波产生过程中的“手拉手”效应能够使并列传播的两列内孤立波合并成为波峰线较长、能量较大的内孤立波群。 5、三维模拟和二维模拟断面结果对比发现,三维地形的变化尤其径向的地形变化会对内孤立波的产生过程影响很大。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P731.2

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【参考文献】
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