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印尼近海潮汐潮流的数值模拟

作　者: 滕飞
导　师: 方国洪
学　校: 国家海洋局第一海洋研究所
专　业: 物理海洋学
关键词: 印尼海潮汐潮流数值模拟 FVCOM
分类号: P731.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

印度尼西亚是世界上最大的群岛国家，印尼海具有特殊的地形环境，同时流经这一海域的印尼贯穿流是全球海洋大传送带的关键环节。印尼海和卡奔塔利亚湾中有多个无潮点，海峡的潮流流速大，再加上从印度洋和太平洋传入的巨大的潮汐能量，这些使得印尼海拥有一个复杂的潮汐系统。潮汐对印尼海的海水混合和环流有很大影响，因此研究印尼近海潮汐潮流对掌握印尼海的基本情况有重要意义。前人对于印尼海及其周边海域的水动力模拟研究均采用矩形网格进行计算。本文采用目前较为流行的FVCOM海洋数值模式（有限体积近岸海洋模式），该模式采用非结构三角形网格，能够对海洋中的岛屿、海峡等地形变化剧烈地方进行加密处理，大大提高了海洋模式对复杂海岸线的拟合程度，特别适合于印尼海的数值模拟。用FVCOM海洋数值模式计算了印尼近海的M2、S2、K1、O1分潮的分布，计算范围南北方向从20°S到20°N，东西方向从90°E到150°E，计算网格分辨率在印尼海域岛屿区平均为1/12度，在大陆边界平均为1/5度，在开边界平均为1/2度。本文采用Etopo1、Etopo5、海图读取的水深数据及它们的组合，共5种不同的水深数据进行数值试验，并将试验结果与104个TOPEX/Poseidon卫星高度计交叉点调和常数及国际水文组织的79个验潮站调和常数进行了比较。结果表明，在大洋中使用Etopo1的水深数据，在卡里马塔海峡、纳土纳海和爪哇海附近使用海图读取的水深数据，在阿拉弗拉海使用Etopo1和Etopo5合成的过渡水深数据可以获得最好的模拟效果。最后确定的模拟结果与卫星高度计交叉点进行的比较表明，M2分潮振幅和迟角的均方根偏差分别为6cm和7°，S2分潮振幅和迟角的均方根偏差分别3cm和8°，K1分潮振幅和迟角的均方根偏差分别6cm和10°，O1分潮振幅和迟角的均方根偏差分别3cm和10°。根据计算结果给出了4个分潮的潮汐、潮流、潮余流和潮能通量密度分布图。总的来看模拟结果和观测值具有良好的一致性，特别与Hatayama等（1996）的结果比较，本文结果更符合观测值。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章前言  10-17
  1.1 潮汐理论科学发展概略回顾  10-13
  1.2 印尼近海概况以及潮汐潮流数值模拟研究现状  13-16
  1.3 本论文工作介绍  16-17
第二章模式介绍  17-45
  2.1 基本方程组  19-24
  2.2 计算海区、边界条件的选取与计算过程  24-25
  2.3 模式水深的确定  25-42
    2.3.1 卡里马塔海峡、纳土纳海和爪哇海水深的确定  26-33
    2.3.2 阿拉弗拉海和卡奔塔利亚湾水深的确定  33-37
    2.3.3 大洋水深的确定  37-42
  2.4 与验潮站数据比较  42-45
第三章计算结果与实测结果的比较  45-57
第四章印尼近海潮汐潮流  57-64
  4.1 潮汐分布  57-60
  4.2 潮流分布  60-63
  4.3 潮余流分布  63-64
第五章潮能通量和潮波传播  64-67
第六章总结和讨论  67-69
参考文献  69-73
致谢  73

印尼近海潮汐潮流的数值模拟

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