日本南部黑潮大弯曲路径的可预报性和目标观测研究

发布时间：2023-11-17 20:16

　　本文基于高分辨率的区域海洋模式(Regional Ocean Modeling System,ROMS)和条件非线性最优扰动(Conditional Nonlinear Optimal Perturbation,CNOP)方法开展了日本南部黑潮大弯曲路径的可预报性和目标观测研究,主要内容和结论如下:首先,本文采用单向嵌套的方式对日本南部黑潮路径变异现象进行模拟,结果表明ROMS不仅能够捕捉到日本南部黑潮路径的双模态特征,而且成功再现四国海盆再循环流和黑潮延伸体140°E以东的两个准静止弯曲等。此外,通过对比卫星观测资料发现模拟的黑潮大弯曲形成过程与2004/05的大弯曲形成过程类似,其中包括九州岛东南部的诱导弯曲及其沿日本南岸向下游的传播过程等。综合上述分析得出结论:ROMS模式对黑潮路径变异,尤其是大弯曲路径形成过程有较好的模拟能力。其次,为探究什么扰动最容易触发黑潮从非大弯曲状态(平直路径)转变为大弯曲状态,即黑潮大弯曲路径的最优触发扰动,本文以日本南部黑潮的非大弯曲路径为背景场,选取两个算例Case 1和Case 2,借助基于ROMS模式建立的非线性优化系统,分别计算得到了大弯曲...

【文章页数】：112 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究现状和研究进展
        1.2.1 黑潮大弯曲路径的动力学机制
        1.2.2 黑潮大弯曲路径的可预报性
    1.3 主要内容及章节安排
第二章 黑潮路径变异的数值模拟和方法介绍
    2.1 ROMS模式
        2.1.1 模式简介
        2.1.2 模式控制方程组
        2.1.3 模式坐标系统及其与笛卡尔坐标的转化
        2.1.4 模式的网格分布
    2.2 模式设置
    2.3 模拟结果验证
    2.4 方法介绍
        2.4.1 研究方法
        2.4.2 数据介绍
    2.5 小结
第三章 黑潮大弯曲的非线性最优触发扰动及其发展
    3.1 引言
    3.2 最优触发扰动的求解
    3.3 非线性最优触发扰动及其发展
        3.3.1 非线性最优触发扰动
        3.3.2 非线性物理过程的作用
    3.4 小结和讨论
第四章 黑潮大弯曲预报中的最优初始误差
    4.1 引言
    4.2 最优初始误差
        4.2.1 最优初始误差的求解
        4.2.2 最优初始误差及其发展
        4.2.3 最优初始误差的增长机制
    4.3 最优初始误差和最优触发扰动的相似性
    4.4 小结和讨论
第五章 目标观测研究
    5.1 引言
    5.2 敏感区的识别
    5.3 敏感性试验
    5.4 观测系统模拟试验
    5.5 小结
第六章 总结与讨论
    6.1 本文的主要结论
    6.2 本文的创新点
    6.3 工作展望和讨论
参考文献
致谢
作者简介及攻读博士学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3864807