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海平面变化及其对东中国海风暴潮的影响
作 者: 李杰
导 师: 杜凌
学 校: 中国海洋大学
专 业: 物理海洋学
关键词: 东中国海 区域海平面 气候情景预测 风暴潮
分类号: P731.23
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
本文分析西北太平洋区域海平面变化特征,并研究典型区域(黑潮延伸体海域和东中国海)海平面变化与海流的关系。结合IPCC AR4的A1B气候情景下21世纪东中国海海平面变化,利用Ecomsed数值模式,分析区域海平面变化对东中国海风暴潮的影响。西北太平洋海平面具有显著的季节变化、年际变化(3-5年)以及长期上升趋势(3.9 mm/yr)。西北太平洋海平面变化区域特征明显,黑潮及其延伸体流附近海域的海平面变化较显著。黑潮延伸体海域(Kuroshio Extension,简称KE)海平面变化的第一模态是季节模态,第二模态是黑潮大弯曲模态,存在27个月的准两年振荡。KE区海平面的年际变化与厄尔尼诺事件和海流变化密切相关。KE上游区,海平面变化受黑潮大弯曲影响显著。2002-04年的黑潮大弯曲期间,海平面与Nino3指数的相关系数为0.74。黑潮呈弯曲路径时,主轴南侧海平面较高,两侧海平面梯度大;非弯曲期间急流主轴偏南,主轴南侧海平面较低。东中国海海平面变化中季节和准两年变化较显著,东海黑潮流域海平面与东海黑潮的地转效应和Rossby波密切相关。在黑潮流量大的年份(1995-98),东海黑潮流域海平面与黑潮地转效应关系密切。2002-06年海平面主要为正异常,东海黑潮流量小且强度较弱,此时Rossby波引起海平面正异常西传至东海黑潮海域,对该区域海平面影响显著。A1B气候情景下,21世纪区域海平面变化具有显著的季节、年际及年代际变化。2060年前后,西北太平洋海平面线性趋势由2.7 mm/yr的上升速率变为以4.8 mm/yr的速率下降,2060年海平面达到21世纪最大值。海平面4-8年的年际变化在世纪中期较为显著;21世纪初和世纪末具有显著的2-3年的变化周期。黑潮延伸体海域和东中国海海平面在21世纪中期之前,海平面持续上升;其中在2020年左右、2050-60年期间分别出现较高海平面;之后东中国海平面变化平缓,黑潮延伸体海平面显著下降。21世纪海平面变化对风暴潮的增减水过程有显著影响。在A1B气候情景海平面变化影响下,0807#台风来临前夕,风暴潮增水发生在落潮期间;台风到达所在海域时,增水发生在高潮时刻。17个台风个例模拟结果表明,海平面变化可引起10cm的增减水差异,风暴增水提前将延长风暴潮增水时段;海平面变化影响下,增减水的变化特征可能与半日潮流的转向有关。并且,台风强度越大,海平面变化对风暴潮增水强度的影响越明显。在闽浙沿岸风暴潮引起的增水最大,辽东半岛沿岸次之。A1B气候情景下21世纪海平面变化对海岸带脆弱性具有很大影响。苏北浅滩及环渤海海岸带脆弱性将增强,华北平原、苏北平原将变为更脆弱的区域。21世纪的校核水位在东中国海将会增大,闽浙沿岸校核水位最高,可达5m左右;其次是辽东半岛东南沿岸。
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全文目录
摘要 5-7 Abstract 7-10 1 引言 10-20 1.1 海平面变化及风暴潮的研究意义 10-12 1.2 西北太平洋海平面变化研究现状 12-17 1.3 海平面变化对风暴潮影响的研究现状 17-19 1.4 本文主要工作 19-20 2 数据、方法及模式介绍 20-29 2.1 数据介绍 20-22 2.2 分析方法 22-23 2.3 Ecomsed模式介绍 23-29 3 西北太平洋海平面变化及其影响因素 29-55 3.1 西北太平洋海平面变化特征 29-34 3.1.1 西北太平洋海平面变化 29-31 3.1.2 西北太平洋海平面的时空特征 31-34 3.2 黑潮延伸体海域海平面变化及其影响因素 34-44 3.2.1 黑潮延伸体海平面变化的时空特征 34-36 3.2.2 黑潮延伸体海平面年际变化特征 36-37 3.2.3 黑潮延伸体海域海平面与海流的关系 37-44 3.3 东中国海海平面变化及其影响因素 44-53 3.3.1 东中国海海平面变化特征 44-47 3.3.2 东中国海海平面变化时空特征分布 47-48 3.3.3 东中国海海平面变化与海流的关系 48-53 3.4 本章小结 53-55 4 21 世纪海平面变化对风暴潮的影响 55-81 4.1 21 世纪西北太平洋海平面变化 55-60 4.2 海平面变化对风暴潮的影响 60-72 4.2.1 数值模拟设置及验证 61-68 4.2.2 海平面变化对风暴潮增减水过程的影响 68-70 4.2.3 海平面变化对风暴潮空间分布的影响 70-72 4.3 海平面变化对沿海脆弱性的影响 72-79 4.3.1 海平面变化对沿海脆弱性的影响 72-75 4.3.2 海平面变化对校核水位的影响 75-79 4.4 本章小结 79-81 5 结论与展望 81-84 5.1 西北太平洋海平面变化及影响因素 81-82 5.2 21 世纪海平面变化对风暴潮的影响 82-83 5.3 工作展望 83-84 参考文献 84-88 致谢 88-89 个人简历 89 研究生期间发表的论文 89
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中图分类: > 天文学、地球科学 > 海洋学 > 海洋基础科学 > 海洋水文学 > 海洋动力学 > 潮汐
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