南黄海西部夏季环流及其对浒苔漂移影响的数值研究

发布时间：2020-11-20 10:46

　　 自2008年夏季以来,黄海西南部连续三年夏季均出现了大面积的浒苔,其范围覆盖了整个南黄海西部海域。浒苔在黄海南部形成以后,在偏南风引起的风海流和潮流的共同作用下向北部漂移,在青岛、烟台、威海附近大量集中,对这里的海洋生态、渔业、旅游业均会造成影响。尤其是2008年在青岛沿海聚集的大量浒苔给当地造成了严重的生态危害和经济损失,对当地旅游和海水养殖产生严重的影响。因此有必要建立相关模型对南黄海西部的潮流及夏季环流进行模拟,并在此基础上对浒苔漂移路径进行预报,为相关单位及时进行浒苔的拦截并采取捕捞等措施提供理论依据和技术支持。 本文首先建立南黄海西部海域潮汐与风生环流的数值模型,采用三维海洋数值模式FVCOM分别模拟该海域的M2分潮与2009年六月平均风应力作用下产生的风生环流,得到该区域M2分潮的潮致欧拉余流和夏季风生环流。然后综合考虑M2分潮和2009年六月平均风应力对南黄海西部夏季环流的共同作用,得到该海域夏季的潮致-风生环流,通过与实测流速资料以及环流资料的对比验证得出,模拟结果能较准确的反应出该区域的环流情况。 在以上模拟所得潮流与环流的基础上,采用拉格朗日粒子追踪方法对南黄海西部2009年六月份的浒苔漂移路径进行预测,分别考虑了三种情况下浒苔的漂移路径:单纯潮流场的作用、潮和六月月平均风场的综合作用以及潮和六月逐日风场的综合作用。通过分析比较这三种情况下浒苔漂移的轨迹路径认为:单纯潮的作用只能让粒子在很小的范围内随着潮水周期往返运动,最终整体去向取决于余流的方向;在潮与月平均风场的综合作用下,粒子整体上基本按照月平均风向偏右一定角度的方向运动,同时在潮的作用下周期性往返运动;而在潮与逐日风场的综合作用情况下,粒子的整体运动轨迹仍然是按照风向偏右一定角度的方向运动,同时在潮的作用下周期性往复运动,只是路径比较曲折,因为每日风场的大小和方向都在变化。最后通过与实际浒苔漂移路径进行比较得出,采用潮与逐日风场条件下模拟的浒苔漂移轨迹更接近实际情况。 本文建立的南黄海西部夏季环流模型与浒苔漂移轨迹预测模型,不仅有利于更清晰的了解该海域的潮流结构与夏季的潮致-风生环流结构,并且能较准确地预测出浒苔的漂移路径,可以为相关环境管理者及时的拦截浒苔并采取捕捞措施提供科学依据和技术支持,具有深刻的理论意义和重要的实际意义。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：X55
【部分图文】：

3图 1-1 2009 年 6 月 14 日浒苔覆盖海域情况图 1-1 为卫星遥感得到的 2009 年 6 月 14 日 12 时 25 分的浒苔覆盖海域的范围图，由图可以看出，浒苔主要分布在南黄海西部海域，覆盖率在 0-10%的浒苔覆盖面积达 29900km2，覆盖率在 90-100%的浒苔覆盖面积达 4400km2，由此可见，浒苔的影响范围确实很大。面对浒苔爆发的灾害，应及时制定对策：加强对山东周边海域浒苔的监测与预警，为预防和治理浒苔争取时间；提升打捞浒苔的效率，达到尽快消除浒苔的目的。由于浒苔爆发的机理比较复杂，事发又比较突然，并且强度很大，地理分布区域和面积比较广

图 3-2 计算域水深分布图3.3 边界条件本模型的岸边界的边界条件为法向流速取零，即V 0n= ；而在开边界采用潮位做驱动条件。潮汐主要研究 M2分潮，采用 TOPXO7.2（Tidal Model Driver）预测的 2009年 6 月一整月的水位做开边界的驱动条件。为了保证计算的稳定，边界上的水位驱动均从 0 开始逐渐增加，四个潮周期以后达到正常变化。3.4 初始条件与其他条件模型假设开始时海洋是静止不动的，即，初始时所有网格中心的流速和网格

图 3-3 计算域 2009 年 6 月份风应力分布底摩擦数据采用[41]的同化结果进行内插，插值到计算域所有网格中心过多次比较模拟出的调和常数与实测调和常数之间的差异的数值试验基本吻合情况下的底摩擦数据。在本模型计算中，没有考虑河流径流、降水、蒸发和底淡水注入等的综在模型中取 0bP = E = Q= ，且未考虑温度和盐度的变化，即取 T 为 1为 35。
【参考文献】

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本文编号：2891305