东中国海环流与混合的研究

发布时间：2020-03-25 22:57

【摘要】： 海洋环流与混合是海洋中普遍存在的现象。它们不仅在整个海洋动力研究中占有举足轻重的地位,而且对海洋环境与资源的开发和保护,推动其它相关学科的深入研究也有重要的作用。本文通过现场观测和数值模式相结合的方法对东中国海环流与混合进行研究,所做的工作及取得的结论主要有如下几个方面。首先,基于POM模式,建立了一个三维斜压同化模式来模拟东中国海的海流场和温度场。我们利用大洋模式OCCAM的计算结果作为开边界条件,从而提高了开边界上流场和温盐场的匹配程度,解决了以往模拟中黑潮延伸到31oN左右这一与观测不符的问题。同时,改进了温度遥感资料Nudging同化技术,从而在一定程度上克服了热通量资料的误差对温度模拟的影响。模拟的结果能较好的反映东中国海海流场和温度场的基本特征。松弛因子中的待定参数α0对计算稳定性和模拟精度有很大影响,当待定参数α0等于0.5时,同化模式的计算结果最优。此外,同化模式的计算精度随季节而异,其由高到低的季节依次为秋季、夏季、冬季、春季。其次,利用高分辨率的湍流剖面仪(TurboMAP-II)对东海陆架坡折海区进行了首次微结构混合观测,并在此基础上讨论了该海区湍流和双扩散混合的情况。通过计算水团Turner角可知,在上混合层里,海水是双扩散稳定的情况;在温跃层里,海水呈现盐指的情况。临近海区Argo浮标的观测结果也证实了上述的结论。计算的湍动能耗散率在表层和底层较大,前者是因为风向海水的能量输入,后者是因为正压潮与地形相互作用激发的内潮所致。在150m以上水层海水的混合率较大,在50m以上水层混合率的最大值可达到7.9×10-3 m2 s-1,而温跃层里混合率较小。沿断面平均的耗散率和混合率分别为8.0×10-8 W ? kg?1和2.3×10-3m2s-1。东海陆架坡折区的平均混合率要高于封闭子午向热盐环流所需要的平均混合率10-4m2s-1。根据所测温度资料的特点,提出了一种计算湍热耗散率χθ的方案,计算得到的温度耗散率谱与Betchlor经验谱符合较好。计算的χθ的范围在1×10-10℃2s-1～1×10-5℃2s-1之间,全场平均值为3.48×10-7℃2s-1。上混合层里的湍热
【图文】：

路径图,东中国海,季节性,环流

在冷锋过境后，常出现6-8级偏北主，平均风速仅5-6m/s。夏季东海海区的季海区南北气温差异大于14oC。气温的年流的观测成果流系统从总体上来说是由两个流系构成，水流系。图 1-1为东中国海的季节性环出，渤、黄、东海局地海洋环流有：渤海沿岸流(KCC)、黄海暖流(YSWC)、对马海东海沿岸流(ECSCC)、台湾暖流(TWC)。的现场观测和数值模拟工作，下面首先对

示意图,对马暖流,示意图,上升流

图 1-2 夏季对马暖流构成的示意图(郭炳火等,1998)主要上升流的分布及原因夏季，山东半岛的东端存在一个冷水域，这个冷水域被认为是由于的。苏北浅滩外侧存在一个冷水带，有的年份苏北浅滩外的冷水域可扩展到大沙水域并与长江口门外冷水连成一片，还在其边缘形成的陆架锋区。苏北浅滩外的冷水域普遍被认为是潮混合所致。季，长江口以南沿东海近岸有很强的上升流。赵保仁等(1991a)对19的夏季水文资料分析后认为长江口海区存在着上升流现象，，他认为北流动和冲淡水外泻时所形成的吸卷作用，以及地形对海流的抬升成长江口区上升流的主要动力因素。赵保仁等(2001)根据1985 年8,讨论了长江口上升流海区的生态环境特征。研究表明,在长江口外
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P731

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