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跨陆架锋水交换的数值研究

作　者: 苏健
导　师: 孙文心；魏皓
学　校: 中国海洋大学
专　业: 物理海洋
关键词: 跨锋面水交换陆架锋数值模拟南海北部黄海
分类号: P731.2
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 184次
引　用: 3次
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内容摘要

本文对浅海陆架锋的跨锋面水交换进行了数值研究,分别对南海北部陆架锋和南黄海的潮汐锋进行了数值模拟,利用模拟的结果揭示了跨锋面垂向环流的主要特征和跨锋面水交换的物理机制。本文采用POM模式对冬季南海北部陆架锋区进行了三维斜压的数值模拟,本文是首次对南海北部陆架锋进行了三维数值模拟,并对跨锋面水交换进行了量化。结合走航观测资料,卫星资料,地波雷达资料等对该海域的海洋锋进行了系统全面的整理和研究,这些数据也作为检验数值模拟是否成功的依据。在验证模拟和实测符合良好的基础上,本文以模拟的结果为主,结合观测资料,对南海北部陆架锋的特征,垂向环流结构,跨锋面水交换量等着重进行分析和探讨,同时设计了数值试验,把各个物理因子参数化,通过试验探讨跨锋面水交换的物理机制,得到一系列有意义的结论: 1) 从模拟的结果来看,陆架锋的位置沿30m-40m等深线分布,锋面强度大约为1℃/n m,跨锋面垂向是双圈环流结构。从观测的结果来看,跨锋面的断面也是典型的双圈环流结构,控制锋面两侧水平环流的流系是广东沿岸流和南海暖流,这两支流动对锋面的位置和强度起很重要的作用。 2) 通过观测估算的跨锋面水交换量为1.5Sv,上层厚大约为25-30m,水流方向向岸,底层厚大约为5-10m,流速方向向外海。通过模拟的结果而估计的跨锋面水交换量大约为1.89Sv,平均速度向岸大约7-8cm/s。 3) 通过对跨锋面机制的探讨,作者认为南海北部陆架锋跨锋面水交换有两个分量:其中非锋生的机制是风的影响,风海流本身就有跨锋面的分量,而风的变化造成了锋面两侧流系的变化也对跨锋面水交换有影响;另一个跨锋面的流动分量是锋面本身造成,最主要的控制机制是锋面的斜压不稳定。本文也是首次对不同锋面的垂向环流结构进行了比较。采用三维陆架海模型

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
图表目录  8-13
1 前言  13-25
  §1．1 引言  13-15
    1 海洋锋的定义  13-14
    2 海洋锋的分类  14-15
  §1．2 研究意义  15-16
  §1．3 研究背景  16-23
    1 海洋锋研究的国内外现状  16-20
    2 跨锋面物质输运的研究  20-23
  §1．4 本文研究的内容和创新点  23-25
2 南海北部陆架锋的数值模拟  25-74
  §2．1 南海北部陆架的概况和南海数值研究的概况  25-30
    1 南海概况  25-27
    2 南海环流的研究  27-28
    3 南海环流的数值研究  28
    4 南海北部陆架海区的研究  28-30
  §2．2 POM在南海北部陆架锋区的运用  30-71
    1 南海陆架锋的研究  30-33
    2 POM模型应用于南海北部陆架锋的研究  33-42
    3 海面热通量的计算  42-43
    4 模拟结果分析  43-56
    5 模型结果的校验  56-71
  本章小结  71-74
3 南海北部陆架锋跨锋面水交换的研究  74-100
  §3．1 陆坡—陆架锋跨锋面水交换的研究  74-82
    1 跨锋面输运的研究  74-75
    2 斜压不稳定  75-76
    3 锋面附近涡旋的研究  76-77
    4 风对跨锋面输运的影响  77-78
    5 南海北部陆架锋区跨锋面水交换数值模拟的结果  78-82
  §3．2 跨锋面水交换的机制研究  82-86
    1 地形对该区域的影响(试验1，2)  83
    2 风的影响(试验3，4)  83-84
    3 逆风流(试验4)  84
    4 潮汐，大小潮的影响  84-85
    5 热通量  85
    6 动量水平湍扩散对跨锋面水交换的影响(试验7，8)  85-86
    7 垂直扩散对跨锋面水交换的影响(试验9，试验10)  86
  本章小结  86-100
4 黄海夏季潮汐锋的数值模拟  100-117
  §4．1 黄海潮汐锋的研究  100-103
    1 黄海环流和黄海潮汐锋研究现状  100-102
    2 潮汐锋跨锋面环流结构的研究  102-103
  §4．2 黄海潮汐锋的数值模拟  103-105
    1 黄海潮汐锋模型的配置  103-104
    2 模拟的结果  104-105
  §4．3 黄海潮汐锋跨锋面垂向环流结构和南海的比较  105-107
  本章小结  107-117
5 结论和展望  117-126
  §5．1 结论  117-118
  §5．2 存在的问题和对未来工作的展望  118-126
附录1 POM简介  126-134
附录2 HAMSOM模型简介  134-136

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