东中国海潮汐和环流的数值模拟

【摘要】： 东中国海有明显的环流特征,并影响海洋环境状况,以及物质和能量的输送;同时,还可影响局地的海气相互作用直至区域气候的变化。因此,长期以来有关环流特征的研究成为海洋学或气象学中的研究重点。由于缺少长期和系统的观测数据,近几十年来,数值模式已成为海洋与气象学研究中的重要工具。 本文基于Princeton Ocean Model(POM)普林斯顿海洋模型,首先采用了Nao.99Jb资料模拟了东中国海的半日分潮和全日分潮(M_2、S_2、K_1、O_1)的四大主要分潮的特征,探讨了正压条件下,第一类水位、流速和Flather三种开边界条件的选取对数值试验的影响,论证了POM模式在东中国海应用中的可行性;然后,采用了SODA、中国近海气候图集资料和LEVITUS94等资料,在三维斜压条件下,模拟了冬季东中国海的环流场,讨论了风应力对东中国海各个分支海流的影响。 模拟试验结果表明:POM适用于东中国海潮汐与环流的高精度模拟,但应对梯度较大的水深地形处做适当的处理,以避免σ坐标系下密度计算引起的误差;其次,在正压条件下,Flther开边界条件相对于其它两种开边界条件而言,在复杂地形下的潮汐数值模拟试验的表现最优,模拟的M_2分潮的振幅和位相与实测站点资料相比分别为5.62cm和7.90°;其三,在三维斜压条件下,模拟结果显示了台湾暖流、对马暖流和黄海暖流具有“多源水”的结构,并且,黑潮对它们有重要影响。此外,数值试验还表明,冬季海面风应力对东中国海环流有较明显的影响,在其作用下,东中国海沿岸流可到达闽浙沿岸海域,并且,强度增大,表现出明显的风海流性质。