收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水交换模型的理论方法及应用研究

宋军  
【摘要】: 基于嵌套的海洋环流数值模型,分别对东中国海陆架海区与近岸局部海区的两个具有代表性的水交换问题进行了探讨。对于每个水交换问题的具体需要,选取了不同网格构造方式但紧密耦合的数值模型,并结合相应的观测资料首先对所在海区影响水交换的主要物理背景因素进行了分析。针对这两个互为补充的水交换问题,分别构建和使用了相应的研究方法。其互补性表现为:前者是在给定的水交换强度下,对水交换区域的面积和位置的时空分布规律进行了研究;后者是在研究区域给定的情况下,研究了该区域与外海水的水交换强度情况。 利用三维的海洋环流数值模型ROMS (Regional Ocean model System)对东中国海海域的黑潮流系系统(东中国海黑潮流系)的季节变化与年际变化进行了模拟和研究。数值模型积分时间自1991年到2008年。东海黑潮流系的变化规律被自西向东划分为三段分别进行了讨论。本论文给出了东海黑潮流系穿越东海大陆架200米等深线的体积通量以及其变化规律,并使用最新的经过质量验证的31个剖面Argo浮标轨迹对此体积通量结果的年平均状态进行了验证。从月平均结果上来看,此向岸的体积通量于夏季减到最小,为0.4796 Sv(1 Sv≡106m3 s-1);于冬季达到最大值,为1.69 Sv。通过对长时间模型模拟结果的时间序列分析,本文揭示了黑潮于台湾岛东部的通量的季节变化幅度,在2000年之后相对于2000年之前呈现出变化减弱的现象。谱聚类方法被引入到海洋科学研究,并以此为基础初步构造了一个研究水交换与混合的新的研究方法:谱混合模型(Spectral Mixture Model)。本研究使用谱混合模型定义了东海黑潮流系与东中国海大陆架水的交换区,并研究了其变化规律。该交换区的变化与上述东海黑潮流系穿越东中国海大陆架200米等深线的向岸体积通量的变化呈现出-0.78的显著的负相关关系。研究结果同时指出来自太平洋的季节内信号有可能穿越黑潮主轴进入东中国海海域。 基于对2006年夏季与2007年冬季在123.51°E,38°N位置一个月海流和水位观测数据的分析,发现夏季余流呈现两层结构,上层流向为西北,下层流向东南,并且在大潮日期附近,在跃层附近深度存在若干流速较强的水层;冬季余流除了个别层以外基本上均为西北向流入北黄海,从中可以看到风场改变所引发的异常增减水和强流出现。对潮流椭圆的分析表明,半日潮族分潮流的最大流向自夏季至冬季存在着顺时针的旋转,旋转角大约为16~18°,并且夏季半日潮族随深度顺时针,全日潮族随深度逆时针旋转,而冬季基本上由表层到底层上下一致。长海县位于黄海北部海域,辖五个乡镇,经济皆以水产为主,海域营养物质的交换能力对其增养殖潜力影响较大,其中海域的营养物质可以用颗粒有机物(POM)和溶解有机物(DOM)表征。应用国际先进的无结构有限体积法的海洋模型FVCOM (An Unstructured Grid, Finite-Volume Coastal Ocean Model),基于四个连续测流站、三个水位计以及此海域中一个ADCP的观测资料,分不同季节共二十种情况对此海域及其五个乡镇表征营养物质的颗粒有机物和溶解有机物的交换能力分别进行了计算,分析了各种因素在此交换过程中所占的比重,并给出了所研究海域水滞留时间的空间与时间分布规律。 本文研究成果的科学意义主要表现为:构建了用于解决水交换以及水团分析问题的谱混合模型方法的框架;基于动力学关系给出了两个水交换问题的一般研究方法;完善了东中国海物理环境演变理论体系。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 董礼先,苏纪兰;象山港水交换数值研究──Ⅰ.对流-扩散型的水交换模式[J];海洋与湖沼;1999年04期
2 董礼先,苏纪兰;象山港水交换数值研究 Ⅱ.模型应用和水交换研究[J];海洋与湖沼;1999年05期
3 徐启家,张豫,刘洪军;对虾养成过程中的池水交换——以1990年乳山县养虾场一分场的生产情况为例[J];海洋科学;1993年02期
4 赵亮,魏皓,赵建中;胶州湾水交换的数值研究[J];海洋与湖沼;2002年01期
5 张起信;牙鲆工厂化养殖中水交换问题[J];海洋科学;1997年02期
6 冯德军;吕华庆;傅武伟;黄孝肖;费玉良;;象山港水交换研究概述[J];中国水运(下半月刊);2011年01期
7 孙英兰,张越美;丁字湾物质输运及水交换能力研究[J];青岛海洋大学学报(自然科学版);2003年01期
8 刘新成;卢永金;潘丽红;吴继伟;;长江口和杭州湾潮流数值模拟及水体交换的定量研究[J];水动力学研究与进展(A辑);2006年02期
9 鲍献文;鞠霞;吴德星;;吕宋海峡120°E断面水交换特征[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2009年01期
10 刘浩;潘伟然;骆智斌;石晓枫;;湄洲湾潮流特性的数值研究[J];台湾海峡;2009年01期
11 蒋磊明;陈波;邱绍芳;韩姝怡;;钦州湾潮流模拟及其纳潮量和水交换周期计算[J];广西科学;2009年02期
12 罗锋;廖光洪;杨成浩;徐晓华;;乐清湾水交换特征研究[J];海洋学研究;2011年02期
13 林洪瑛,韩舞鹰,马克美;珠江口河口湾水交换初步探讨[J];科学通报;1990年05期
14 张志欣;乔方利;郭景松;于非;;渤海南部沿岸水运移及渤黄海水体交换的季节变化[J];海洋科学进展;2010年02期
15 曾相明;管卫兵;潘冲;;象山港多年围填海工程对水动力影响的累积效应[J];海洋学研究;2011年01期
16 沈林杰;陈道信;黄惠明;;温州围垦工程对河口水交换能力的影响[J];海洋学研究;2009年04期
17 杜伊;周良明;郭佩芳;朱庆林;;罗源湾海水交换三维数值模拟[J];海洋湖沼通报;2007年01期
18 吕新刚;赵昌;夏长水;乔方利;;胶州湾水交换及湾口潮余流特征的数值研究[J];海洋学报(中文版);2010年02期
19 柯佩辉;琼州海峡的海流和水交换的初步分析[J];热带海洋学报;1983年01期
20 Anders Engqvist;Kristofer Ds;Oleg Andrejev;林宝法;;模拟通过波罗的海一个沿海地区的水交换和污染物迁移[J];AMBIO-人类环境杂志;2006年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张正光;赵玮;刘秦玉;管守德;李培良;;吕宋海峡水交换时空变化规律及其影响机制的初步研究[A];“海洋动力过程与天气、气候变化”联合学术年会论文摘要集[C];2009年
2 孙振宇;胡建宇;;基于Argo浮标观测的吕宋海峡水交换[A];“海洋动力过程与天气、气候变化”联合学术年会论文摘要集[C];2009年
3 赵亮;魏皓;赵建中;;胶州湾水交换的数值研究[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
4 袁德奎;吕迎雪;孙健;陶建华;;用关联矩阵研究天津港的水交换[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
5 李莉;赵晓冬;尤薇;吴丽华;;防城港海湾污水扩散试验研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
6 王聪;林军;章守宇;;大亚湾水交换的数值模拟研究[A];2007年中国水产学会学术年会暨水产微生态调控技术论坛论文摘要汇编[C];2007年
7 古梅;罗阳明;韩军;刘俊;傅中华;王昌斌;;氢同位素D、T从气相到液相的氢-水交换实验研究[A];首届核化学与放射化学青年学术交流会论文摘要集[C];2006年
8 王民;刘福生;;压载水管理公约的动向和对策[A];2004年船舶防污染学术年会论文集[C];2004年
9 苏表仪;苏永良;;继华炼丹器及其炼丹新工艺[A];中国中医药学会基层中医药会议专刊[C];1997年
10 曹立志;陶伟良;黄伟;;激光盲孔孔型对盲孔镀平结果的影响[A];2007年上海市电子电镀学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李小宝;大型海湾水交换高效计算方法研究[D];天津大学;2011年
2 赵军凯;长江中下游江湖水交换规律研究[D];华东师范大学;2011年
3 刘哲;胶州湾水体交换与营养盐收支过程数值模型研究[D];中国海洋大学;2004年
4 赵伟;吕宋海峡水交换的季节性变化研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2007年
5 孙健;海湾、近岸海域水交换研究的关联矩阵方法及应用[D];天津大学;2007年
6 谢玲玲;西北太平洋环流及其与南海水交换研究[D];中国海洋大学;2009年
7 荣增瑞;长江羽流混合与扩散过程和南海海平面低频变化研究[D];中国海洋大学;2009年
8 宋军;水交换模型的理论方法及应用研究[D];中国海洋大学;2010年
9 齐继峰;东海水团特征及黑潮与东海陆架水交换研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2014年
10 李佳;乐清湾环境水力特性研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何磊;海湾水交换数值模拟方法研究[D];天津大学;2004年
2 张犀;大连虎滩湾改造工程湾内潮流、水交换特性研究[D];大连理工大学;2011年
3 陈少峰;天津港港池水交换与生态堤岸设计研究[D];天津大学;2012年
4 雷晓燕;风暴作用下渤海中污染物(COD)输运的研究[D];中国海洋大学;2005年
5 王悦;M_2分潮潮流作用下渤海湾物理自净能力与环境容量的数值研究[D];中国海洋大学;2005年
6 李真;罗源湾围垦前后水动力环境的变化研究[D];中国海洋大学;2009年
7 陈青毅;青草沙水库库内流动特征[D];上海交通大学;2009年
8 刘建强;莱州湾海洋工程建设对小清河口环境影响数值研究[D];中国海洋大学;2012年
9 宣莉莉;热带东印度洋上层海洋环流及其与孟加拉湾水交换的季节变化研究[D];国家海洋局第三海洋研究所;2013年
10 彭辉;象山港水交换数值研究[D];浙江大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘东兴;我自主研发新型节水器高出发达国家标准一倍[N];中国改革报;2007年
2 刘东兴;高效节水器在京研制成功[N];工人日报;2007年
3 刘东兴;我国自主研发节水器国际领先[N];科技日报;2007年
4 赵玉勇;什么是程序[N];电脑报;2003年
5 严增富;泰国的养虾业[N];东方城乡报;2006年
6 赵陕雄;我国自主节水产品赶超国外标准[N];中国质量报;2007年
7 本记;市供热处就二○○五年供热销售价格调整有关问题答记者问[N];辽源日报;2005年
8 M.C.柯里默 蓝祥宾 张建;海水网箱养殖篮子鱼性状评估[N];中国渔业报;2006年
9 王有为;抚顺整治浑河 追求人水和谐[N];中国水利报;2004年
10 曲探宙;中国极地考察的现状与未来发展[N];中国海洋报;2006年
 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