台风过程中波致混合对东海水文结构的作用分析

【摘要】： 本文利用水平分辨率1/8°、垂向21层的MASNUM浪-潮-流耦合数值模式首先对2005年夏季黄、渤、东海的环流结构和温度结构进行数值模拟。模拟的温度分布特征和观测的温度分布特征一致,并且重现了黄海夏季三维环流结构。重点研究了在波致混合作用下,东海对2005年7月31日-8月9日台风“麦莎”的响应过程。然后分析了波致混合对东海水文结构的作用。研究发现: 1.海洋温度对该台风的响应分为升温和降温两个阶段。首先,在最大风速作用之前的台风强迫阶段,海洋上层水体向岸流动堆积、下沉,造成整个近岸水体温度上升。在50 m以浅水层,温度能够升高2-3℃;即使在200 m深度,也可以造成0.2℃的升温。随后,台风造成的强烈垂向混合和海水上升运动导致SST降低,台风轨迹右侧海域比左侧海域降低更加显著。数值试验表明,波浪混合、潮混合、以及上升流对海表温度降低的贡献分别约为21%,5%和8%。 2.温跃层对于台风的响应可以分为三个阶段。三个阶段中,波致混合始终是温跃层变化的主导因素。(1)在台风强迫阶段,平均跃层深度大约从30 m迅速加深到50 m;(2)台风强迫阶段结束后3天内,跃层深度缓慢抬升。台风过程造成的上升流使得跃层深度变浅。(3)第三阶段,跃层继续缓慢抬升。与第二阶段不同的是,该阶段海水上升运动减弱甚至消失,而潮混合代替之成为抬升混合层的原因。台风过后,温跃层逐渐恢复到原来的状态,过程大概需要5-10天。 3.台风过程中,海洋表层形成封闭的流环。在台风轨迹的右侧出现强流区,最大流速可达到1.2 m/s,流速随深度减弱。台风登陆后,表层流速逐渐减弱,但随着表层信号向下传播,30 m以深的水层的流速开始增大,12小时后70 m水层出现了0.4 m/s的强流。