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东中国海潮汐和环流的数值模拟

作　者: 程殿忠
导　师: 蔡榕硕
学　校: 国家海洋局第三海洋研究所
专　业: 环境科学
关键词: 东中国海潮汐环流数值模拟开边界条件
分类号: P731.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 202次
引　用: 2次
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内容摘要

东中国海有明显的环流特征,并影响海洋环境状况,以及物质和能量的输送;同时,还可影响局地的海气相互作用直至区域气候的变化。因此,长期以来有关环流特征的研究成为海洋学或气象学中的研究重点。由于缺少长期和系统的观测数据,近几十年来,数值模式已成为海洋与气象学研究中的重要工具。本文基于Princeton Ocean Model（POM）普林斯顿海洋模型,首先采用了Nao.99Jb资料模拟了东中国海的半日分潮和全日分潮（M₂、S₂、K₁、O₁）的四大主要分潮的特征,探讨了正压条件下,第一类水位、流速和Flather三种开边界条件的选取对数值试验的影响,论证了POM模式在东中国海应用中的可行性;然后,采用了SODA、中国近海气候图集资料和LEVITUS94等资料,在三维斜压条件下,模拟了冬季东中国海的环流场,讨论了风应力对东中国海各个分支海流的影响。模拟试验结果表明:POM适用于东中国海潮汐与环流的高精度模拟,但应对梯度较大的水深地形处做适当的处理,以避免σ坐标系下密度计算引起的误差;其次,在正压条件下,Flther开边界条件相对于其它两种开边界条件而言,在复杂地形下的潮汐数值模拟试验的表现最优,模拟的M₂分潮的振幅和位相与实测站点资料相比分别为5.62cm和7.90°;其三,在三维斜压条件下,模拟结果显示了台湾暖流、对马暖流和黄海暖流具有“多源水”的结构,并且,黑潮对它们有重要影响。此外,数值试验还表明,冬季海面风应力对东中国海环流有较明显的影响,在其作用下,东中国海沿岸流可到达闽浙沿岸海域,并且,强度增大,表现出明显的风海流性质。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第一章绪论  11-19
  1.1 引言  11-12
  1.2 东中国海地形和水文基本特征  12-15
    1.2.1 地域特征  12-13
    1.2.2 潮汐特征  13-14
    1.2.3 环流特征  14-15
  1.3 相关研究回顾  15-17
    1.3.1 东中国海环流的研究进展  15-16
    1.3.2 主要存在的科学问题  16-17
  1.4 本文拟研究的科学问题与主要内容  17-19
    1.4.1 研究问题的提出  17
    1.4.2 论文结构  17-19
第二章 POM模式及参数简介  19-33
  2.1 引言  19-20
  2.2 POM简介  20-30
    2.2.1 POM的基本控制方程  21-23
    2.2.2 POM的垂直积分方程  23-25
    2.2.3 POM的计算流程  25
    2.2.4 POM的时间格式和时间步长限制  25-27
    2.2.5 POM的空间网格布置及其边界设定  27-30
  2.3 数据资料及处理方法  30-33
    2.3.1 数据资料  30
    2.3.2 处理方法  30-33
第三章东中国海潮汐的数值模拟  33-43
  3.1 引言  33
  3.2 潮汐模拟的数值模式及参数设置  33-35
  3.3 全日分潮和半日分潮的数值模拟  35-38
    3.3.1 半日分潮的模拟  35-36
    3.3.2 全日分潮的模拟  36-38
  3.4 开边界条件选取对模拟结果的影响分析  38-40
    3.4.1 三种正压模式开边界条件  38-39
    3.4.2 数值试验结果及比较  39-40
  3.5 小结  40-43
第四章东中国海环流的数值模拟  43-51
  4.1 引言  43
  4.2 数值模式及参数设置  43-46
  4.3 数值模拟与结果分析  46-50
    4.3.1 数值模拟试验  46-47
    4.3.2 模拟结果分析  47-50
  4.3 小结  50-51
第五章总结与讨论  51-53
  5.1 结论  51
  5.2 讨论  51-53
参考文献  53-59
附录  59-61
致谢  61

东中国海潮汐和环流的数值模拟

内容摘要

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