收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

西北太平洋船载海面风速脉动资料校正及湍流特征分析

王洁  
【摘要】:当今全球天气气候变化愈演愈烈,地球表面70%以上被海洋覆盖,大气与陆地和海洋等其它系统的相互作用日益引起人们的重视。海洋与上层大气之间通过海气边界层内的湍流运动实现物质和能量的交换,海气边界层内的通量输送是研究海-气相互作用规律的关键所在。 本文利用东方红II在2005年9月-11月西北太平洋海域的通量观测数据,通过对风速脉动资料校正方法的探讨以及对大气湍流特征的分析,可以得到以下主要结论: (1)对西北太平洋航次的船载风速脉动资料的功率谱分析发现,在频率区间0.06-0.26Hz普遍存在一个由于船体晃动而产生的异常峰值,本文提出了一种消除船体晃动干扰的滤波校正改进方法。处理步骤如下:根据双对数坐标系下惯性区功率谱密度和频率呈线性关系的特点,利用受干扰频率区间前后的功率谱密度值,线性拟合得到该区间内的功率谱趋势线;然后利用原始功率谱和趋势线反演得到受干扰频率区间的校正功率谱;最后通过傅里叶逆变换得到校正后的海面风速脉动资料序列。通过滤波校正方法结果与船体运动姿态校正系统结果的对比,以及对校正后风速脉动资料湍流特征量的分析表明了该方法用于校正船体晃动对船载海面风速脉动观测影响的可行性。 (2)本文西北太平洋航次期间,大气多处于弱不稳定及不稳定状态。利用校正后的资料计算得到的无量纲风速标准差与大气稳定度相似性关系均符合Monin-Obukhov相似理论的“1/3”次方定律;本航次中三个方向的平均湍流强度Iu、Iv、Iw分别为0.091、0.076、0.043;摩擦速度随平均风速的增大而增大,线性拟合关系为:u*=0.0375*U0.0278。动量通量与平均风速关系密切,风速小于4m/s时,海面较为光滑,动量通量趋于一个常数,平均值为0.0063;风速大于4m/s时,随着近海面层风速增大,海面粗糙度变大,动量通量增大;拟合关系为:τ=0.0015U2。本航次西北太平洋海域近中性及不稳定条件下拖曳系数约为(1.30±0.26)×10-3,与他人在西北太平洋不同海域的结果类似,具有一定的空间代表性。 (3)走航过程中,三维风速脉动观测的影响因素包括船体运动包括船体的行进、上下沉浮、船体摆动;影响脉动风速观测的因素更为复杂,如走航过程中主导风向不可能始终正对船头方向,所测流场不可避免的受到船体障碍物的影响本文采取如下数据处理步骤来校正三维风速:①去野点;②船体运动姿态校正;③滤波校正;④坐标转换;⑤剔除经过处理后风速脉动序列中出现的量级偏大的极大值;⑥线性拟合去除平均趋势。经过本文校正步骤的一系列处理,走航资料无量纲风速标准差σ u/u*,σ v/u*,σ w/u*随稳定度参数(ζ)的变化,湍流强度,动量通量τ与拖曳系数等湍流特征与停船资料非常一致;通过本文数据处理步骤,走航数据具备了较高的数据质量,能够运用涡动相关技术进行各湍流通量的估计。 (4)本文西北太平洋航次感热通量和潜热通量的平均值分别为6.8W/m2和107.6W/m2,该航次的鲍文比平均值约为0.063,热通量结果多为正值表明热量输送主要是由海洋输送给大气,以潜热输送为主。感热通量与潜热通量的日平均变化均不明显;同时白天由于太阳辐射使得海表温度略微上升,使得潜热通量总体上呈现白天略高于晚上。 (5)本文将西北太平洋的观测结果与西北太平洋海区2005年9月-11月ECMWF和OAFlux平均热通量结果进行了对比分析,其中ECMWF感热通量预报结果与实测资料相比偏大;OAFlux的资料结果与本文西北太平洋航次运用涡动相关法的到的感热通量和潜热通量的量级更为相似,该海域鲍文比在0.05~0.09之间,与本文及他人过去在西北太平洋海区的实测结果比较接近。OAFlux通量计算中采取了最佳的海面气象学参数和最佳的整体参数估计方法提高了感热通量和潜热通量的估计精度,该方法适用于0–20m/s风速范围,在风速0-10m/s内计算误差在5%以内,10-20m/s范围内误差在10%以内。×


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 沙万英,李克让,陈永申;西北太平洋加热场及其对副高变化的影响[J];海洋预报;1984年01期
2 王友恒,王素贤;西北太平洋上层槽及其与台风强度变化的关系[J];气象;1986年11期
3 D.R.Chio;项光;;西北太平洋中的大陆地壳[J];海洋石油;1988年04期
4 闾国年;距今三万年来西北太平洋洋流系统变化的初步研究[J];海洋科学;1989年03期
5 韦志刚,刘晓东;西北太平洋台风活动与我国大震的相关分析[J];高原气象;1995年02期
6 田荣湘;南半球气候变暖对西北太平洋热带气旋的影响[J];自然灾害学报;2005年04期
7 李保华;李铁刚;Kermal Topac Ertan;Christoph Hemleben;李春香;曹奇原;杨群;;西北太平洋浮游有孔虫的SSU rDNA序列及其古海洋学意义[J];自然科学进展;2007年03期
8 赵雪;李希茜;杨凡;李远芳;宋萍萍;;1997年西北太平洋热带气旋异常特征分析[J];台湾海峡;2008年03期
9 孙龙;李希彬;余军浩;王树乐;;西北太平洋ENSO年地转流特征分析[J];海洋预报;2008年03期
10 王祥涛;吴会胜;李有才;;基于MapObjects的中国近海船舶防台系统研究[J];集美大学学报(自然科学版);2011年01期
11 S.布兰德;陈联寿;;西北太平洋上的巨型台风和小型台风[J];气象科技;1974年02期
12 王作述,何诗秀,方宗义,李玉兰;西北太平洋ITCZ上多台风发生的初步研究[J];气象科学;1982年Z1期
13 吴达铭;西北太平洋热带气旋强度突变的分布特征[J];大气科学;1997年02期
14 陈新军;关于西北太平洋的柔鱼渔场形成的海洋环境因子的分析[J];上海水产大学学报;1997年04期
15 王可光,张建华,王彩欣;西北太平洋常规SST资料的客观分析方法研究(Ⅰ.旬平均船舶报资料分析)[J];海洋预报;2000年04期
16 袁佳双;郑庆林;;西北太平洋冷海温对东亚初夏大气环流影响的数值研究[J];应用气象学报;2006年03期
17 李爱平;沈红梅;石少华;;西北太平洋热带气旋强度变化特征分析[J];海洋预报;2006年03期
18 陈光华;黄荣辉;;西北太平洋暖池热状态对热带气旋活动的影响[J];热带气象学报;2006年06期
19 李佳;王晓峰;梁旭东;;2006年西北太平洋热带气旋综述[J];大气科学研究与应用;2007年02期
20 张启龙;蔡榕硕;齐庆华;郑冬梅;;西北太平洋上层热含量的时空变化[J];海洋科学进展;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 江静;;西北太平洋热带气旋路径特征及其海温背景[A];第三届长三角气象科技论坛论文集[C];2006年
2 陶丽;李双君;;准双周振荡对西北太平洋TC路径的影响[A];第28届中国气象学会年会——S12热带气旋[C];2011年
3 余锦华;谈哲敏;;西北太平洋热带气旋强度变化的对比[A];中国气象学会2006年年会“灾害性天气系统的活动及其预报技术”分会场论文集[C];2006年
4 钱传海;张玲;韩瑛;顾华;张守峰;刘震坤;;2007年西北太平洋和南海热带气旋特点及预报难点分析[A];第四届全国灾害性天气预报技术研讨会论文集[C];2007年
5 刘立媛;尚屹;安彤;;西北太平洋海域生物多样性信息共享研究[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(下卷)[C];2007年
6 张永宁;李栖筠;高超;;西北太平洋温带风暴活动与航线选择[A];中国航海学会海洋船舶驾驶专业委员会海浪与船舶航行安全及防抗台风经验研讨会论文集[C];1998年
7 江静;;西北太平洋热带气旋路径特征及其海温背景[A];中国气象学会2006年年会“灾害性天气系统的活动及其预报技术”分会场论文集[C];2006年
8 范德新;杨亚新;;西北太平洋温带气旋中波浪的分布特征[A];第六届长三角气象科技论坛论文集[C];2009年
9 杨亚新;范德新;;西北太平洋温带气旋中波浪的分布特征[A];第六届长三角科技论坛航运分论坛暨江苏省航海学会2009年学术年会论文集[C];2009年
10 周波涛;;澳大利亚东侧海温:西北太平洋热带气旋生成频数的一个预测信号?[A];第28届中国气象学会年会——S5气候预测新方法和新技术[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵海坤;全球变暖背景下西北太平洋热带气旋活动变化机理研究[D];南京信息工程大学;2012年
2 郑建秋;西北太平洋年际和季内尺度海气相互作用研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 穆春华;西北太平洋深海沉积物微生物多态性分析[D];中国海洋大学;2005年
4 陈光华;西北太平洋热带气旋活动的年际变化及其机理研究[D];中国科学院研究生院(大气物理研究所);2007年
5 黄勇;东中国海波候对局地气候变化的响应研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
6 樊伟;卫星遥感渔场渔情分析应用研究——以西北太平洋柔鱼渔业为例[D];华东师范大学;2004年
7 邹燕;我国近海热带气旋活动与东亚副热带季风年际变化的关系[D];中国气象科学研究院;2009年
8 杨宇星;热带气旋全球模态及西北太平洋频发区热带气旋变化特征研究[D];中国海洋大学;2010年
9 陈双喜;西北太平洋北赤道流分叉处37ka BP以来的高分辨率古海洋记录[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
10 马丽萍;气候变化对热带气旋活动的影响[D];南京信息工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王洁;西北太平洋船载海面风速脉动资料校正及湍流特征分析[D];中国海洋大学;2012年
2 陆涛;GIS支持下的西北太平洋热带气旋研究[D];华东师范大学;2004年
3 赵小平;大气准双周振荡对西北太平洋台风路径影响的研究[D];南京信息工程大学;2012年
4 李双君;热带QBW与ISO对西北太平洋地区热带气旋生成和路径的影响[D];南京信息工程大学;2011年
5 周旭;西北太平洋热带气旋生成频数的气候特征及其与环境要素的联系[D];南京信息工程大学;2012年
6 林鹏飞;南海和西北太平洋中尺度涡的统计特征分析[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2005年
7 王慧;西北太平洋夏季风的气候学研究及其对台风生成的影响[D];南京信息工程大学;2005年
8 赖芬芬;西北太平洋热带气旋强度的年际变化特征及其机理分析[D];南京大学;2011年
9 许士斌;西北太平洋超强台风活动特征分析[D];中国海洋大学;2010年
10 贾晓峰;西北太平洋海表温度场时间序列分析[D];首都师范大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 唐少曼 通讯员 刘洋;我国首个海洋领域大规模国际合作调查研究计划启动[N];中国海洋报;2010年
2 记者 刘毅;本月气候灾害仍持续[N];人民日报;2006年
3 记者 吴启辉;市政府被推荐记一等功[N];石狮日报;2010年
4 记者杨靖;我国在西北太平洋成功布放阿尔戈浮标[N];科技日报;2002年
5 本报记者 吴钟斌;众志成城战大风[N];海南日报;2010年
6 记者 郭文渊;严阵以待 严明责任 启动预案 重点防范[N];湄洲日报;2010年
7 记者 朱瑞良;我国积极参与全球海洋观测活动[N];中国海洋报;2006年
8 王立彬;今年台风姗姗来迟,总数是否也会偏少?[N];新华每日电讯;2007年
9 孙侠;江南华南近期为何持续“高烧”[N];新华每日电讯;2007年
10 李庆石;黄海环境质量评估研讨会在沈阳举行[N];中国海洋报;2008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