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印尼海浪潮流耦合数值模式的发展及其上升流模拟应用

Rita Tisiana Dwi Kuswardani  
【摘要】:印尼周边海域具有海洋生物多样性高和生产力高的特点,也是世界是重要的渔业资源区,每年出产480万吨深海鱼类。上升流区海水涌升和剧烈地垂直运动,对渔业产量有着重要的影响。精确的上升流预测能够为渔业生产和渔业资源管理提供科学的依据,帮助提高经济效益。提出一种可以表示上升流变化的简单表述,是描述上升流区域的位置和强度的迫切需要。 国家海洋局海洋环境与数值模拟实验室(MASNUM)发展的三维海浪潮流耦合模式,显著提高了在中国近海的模拟性能:在马来西来海域也表现出了较好的模拟能力。本文将应用该模式模拟印度尼西亚海区的上升流。用基于垂直速度计算得到的上升流指数来表示上升流的变化,并与叶绿素a和渔业产量进行对比。数值模式因其较高的时空分辨率,为上升流指数的计算的提供了一种非常重要工具。本文中采用了并行计算的方法来提高计算效率。 为检验模式的模拟性能,对模式的模拟结果与卫星观测数据和现场观测数据进行了对比;海浪模式计算的有效波高(SWH)与Jason-1卫星数据进行了比较。海浪模式在侧边界有较大的误差,并且冬季误差要大于夏季误差。模式的水平网格分辨率不够,在与观测站点对比时会产生误差;同时垂向sigma分层也会带来误差:另外大气强迫数据也会带来模式的模拟误差。 总体来说,模式结果能够用于计算上升流指数,并且上升流指数与叶绿素a和捕鱼量呈现出正的相关性。模拟结果表明爪哇岛以东的垂直运动最为显著。在垂向上,垂直速度最大位于80米附近;在爪哇岛西部、中部和东部以南海域,年平均垂直速度分别为2.3×10-6米/秒、2×10-6米,秒私1.06×10-5米/秒。从垂直速度剖面来看,模拟结果还显示出上升流在爪哇岛西部和中部以南海域都有明显的季节变化,而在爪哇岛东部以南海域上升流较强但无明显季节变化。数值实验表明风场在爪哇岛东部以南海域的上升流中并不起主要作用。印度尼西亚贯穿流(ITF)和南赤道流(SEC)可能是引起上升流的主要原因。印度尼西亚贯穿流在上升流系统中起重要作用,约占55-65%。最大垂直速度作为定义上升流指数的重要参考,也对其在上述三个区域的特点进行了分析。此外,上升流指数得到的上升流强度还受印度洋偶极子控制。捕鱼量和跟上升流指数之间存在显著的正相关性。


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