基于频谱的海面均方波陡及其与气体交换速度的关系研究

发布时间：2021-08-16 23:40

　　均方波陡表示海面斜率总方差,反映海面的粗糙程度。目前对均方波陡的研究集中于分析其与风速的关系,对波浪状态等因素很少考虑。海-气界面的气体交换速度在研究全球的气候变化方面起着相当重要的作用,迄今为止的观测都是将气体交换速度与风速联系起来,然而湍流、波浪状态、表面膜和气泡等都影响气体的交换速度。本文在Phillips（1977）提出的由波数谱积分计算均方波陡s 2的方法基础上,根据能量守恒的原则,推导出波数谱与频谱s （ω）之间的关系,从而得到通过频谱s （ω）积分计算均方波陡s 2的一种新途径。利用外海和实验室所得到的波浪、风速资料,本论文研究分析了均方波陡与风速和波浪成长状态（波龄β）的关系,并得出如下结论:1)均方波陡随风速的增加而增大;2)均方波陡随波龄的增大而减小;3)波浪越成熟,均方波陡随风速增加而增大得越缓慢。由新方法求出的均方波陡,根据文献结果—均方波陡与海-气界面的气体交换速度成线性关系,求出气体交换速度。研究分析了气体交换速度与风速、波浪状态之间的关系,发现:1)气体交换速度随风速的增加而增大;2)气体交换速度随波龄的增大而减小;3)随着波浪的成长,气体交换速度随风速增... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

－12s与U10的关系曲线(r2=0.7043)

图 2－22s 与 U10的关系曲线（上图为相同风速，相同截断波数条件下的2s 与 U10的关系比较，‘this study’表示本文数据根据（2.3.3）式计算的均方波陡，Zhao 和 Toba、Hwang 分别表示文献Zhao 和 Toba（2003a）、Hwang（2005）结果）

图 2－32s 与 U10的关系曲线（“this study” 表示本文得出的拟合式（2.3.8）的计算结果，Cox 和Munk（1954）、Walsh 等(1998)、Apel（1994）和 Wu（1990）为文献结果）2.3.3.2 均方波陡与波龄的关系图 2－4 为2s 与 β 的关系曲线，其中波龄小于 0.2 的数据为实验室数据，大于 0.5 的数据点为海洋实测数据，实验室数据与外海数据的波龄不连续，中间存在空白带。由图可见，均方波陡随波龄的增大而减小，且实验室数据均方波陡随波龄的增大而减小的程度比外海大。


本文编号：3346607