南海风生环流动力机制的数值研究

南海风生环流动力机制的数值研究

翟丽[1]2003年在《南海风生环流动力机制的数值研究》文中提出本文用ECOM-si模式,10’×10’水平分辨率,垂向20个σ层,由H/R(1983)气候学月平均风应力场和开边界流量驱动,模拟了南海风生环流的季节变化,并针对南海冬夏季风生正压环流的动力机制进行了数值实验。实验中考虑以下动力因子对南海冬夏季环流的影响:1)地形,2)风应力旋度,3)β效应,4)惯性效应,5)开边界流量驱动。模拟结果给出了南海环流的基本特征:西边界流、南海暖流、冬季(夏季)海盆尺度的气旋(反气旋)式环流。春秋转换季节的流场分别为向夏季、冬季过度类型。冬季南海暖流的一个基本驱动机制是南海北部负的风应力旋度。模拟得到的流函数表明海盆尺度气候平均意义下的南海上层海洋动力是Sverdrup平衡。冬夏季海面高度呈反相分布。海面高度的季节变化揭示了南海环流与季风的密切关系。海面高度距平分布表明冬夏季为动力上活跃的季节。数值实验表明,陆坡地形使得海盆尺度冬季(夏季)气旋(反气旋)式流圈中心限制在深海区,南海北部陆架的存在大大削弱了南海暖流的强度;冬(夏)季气旋(反气旋)式环流主要是由风应力旋度引起的;风应力旋度使得夏季南海海盆的西北部为一气旋涡,西南部为一反气旋涡,因此在12°N附近形成了一支朝东的离岸输送;β效应在南海环流的西边界强化作用至关重要;惯性效应对南海环流的整体结构无明显影响,但使得台湾西南的流套变弱;开边界流量对南海流函数分布有重要影响,特别对南海北部陆坡边界流和西边界流有重要贡献。

翟丽, 方国洪, 王凯[2]2004年在《南海风生正压环流动力机制的数值研究》文中研究指明利用ECOM si模式 ,1 0′× 1 0′水平分辨率 ,垂向 2 0个σ层 ,由H/R( 1 983)气候学月平均风应力场和开边界流量驱动 ,模拟了南海风生环流的季节变化 ,并针对南海冬夏季风生正压环流的动力机制进行了数值实验。实验中考虑以下动力因子对南海冬夏季环流的影响 :1 )开边界入流和出流 ;2 )风应力旋度 ;3)地形 ;4)惯性效应 ;5 ) β效应。数值实验表明 ,通过开边界进入南海的流量与风应力在南海内部引起的流量量值相当 ,特别是冬季两者对北部陆坡边界流和南海西边界流均有重要贡献 ;冬季南海海盆尺度气旋式流圈主要是由风应力旋度引起的 ,但平均风应力可以加强卡里马塔海峡的出流 ,而北部反气旋风应力旋度可引起南海暖流 ;陆坡地形使得海盆尺度冬季气旋式流圈中心限制在深海区 ,南海北部陆架的存在大大削弱了南海暖流的强度 ;惯性效应对南海环流的整体结构无明显影响 ,但使得黑潮入侵和台湾西南的流套变弱 ;深海海盆环流中 β项是与风应力旋度平衡的基本项 ,且 β效应对环流的西向强化和吕宋海峡入侵作用至关重要

王桂华[3]2004年在《南海中尺度涡的运动规律探讨》文中研究说明南海中尺度涡非常丰富,本文利用1993-2000年高度计资料探讨了南海中尺度涡生命历程的一些统计特征,尤其是其运动规律。在这八年期间,共有58个反气旋涡和28个气旋涡发生。根据南海中尺度涡生成机理的不同,把这些中尺度涡分在四个不同的区,分别是台湾岛西南、吕宋岛西北、吕宋岛西南以及越南外海,并详细讨论了每个区的中尺度涡统计特征。 通过分析高度计资料、海表温度(SST)资料以及风场资料,探讨了夏季越南中部外海海表高度异常(SSHA)偶极子结构的特征。利用经验正交分解方法分析了海表高度异常与风应力旋度场的主要模态,指出两者有很好的滞后相关关系。本文还利用一个简单的约化模式讨论了SSHA偶极于生消过程的动力机理。结果表明:风场结构和β效应是形成SSHA偶极子的前提;非线性导致的涡度输送是形成SSHA偶极子的关键动力机制;该偶极子结构与大洋西北角回流结构的形成动力过程类似。 本文比较了QuikSCAT和NCEP风场在小尺度特征方面的差异。利用约化模式探讨了风场小尺度特征与南海中尺度涡的关系。结果表明与高山地形相关的风应力旋度场可能是冬季在台湾岛西南、吕宋岛西北及吕宋岛西南中尺度涡形成的动力机制。此外,本文还讨论了风场平滑对中尺度涡模拟的影响。

王立军[4]2005年在《中国海区域的海洋数值模式与海—气耦合试验研究》文中研究指明我国濒临西北太平洋,跨越热带、亚热带和温带叁个气候带,大陆沿海及近海区域天气和海洋现象复杂多变。中国海主要分为台湾海峡以北的中国陆架海(渤、黄、东海)和南中国海。黄东海和南中国海的动力学特征一直受到世界各国物理海洋学者的关注,两者以台湾海峡为纽带,通过台湾暖流紧密联系,互相影响。与此同时中国是濒临西北太平洋,尤其是南海作为濒临西北太平洋的最大陆缘海,是西北太平洋热带气旋叁个主要发源地之一。使该区域的气候特征和大气与海洋之间的相互作用更加复杂。研究中国海区域的海流系统以及中尺度天气过程中海洋与大气的相互作用将为精确的海洋环境和强天气过程的数值预报提供更科学、更可靠的科学方法,从而为防灾减损、确保航行安全以及保障人民生命与财产安全作贡献。 本文主要研究的是夏季和冬季中国海区域典型的环流特征以及该区域大气与海洋相互作用下海洋场的变化。目前该问题的主要研究方法是通过卫星、浮标、实测资料和数值模拟等。本文在普林斯顿大学最新海洋模式POM2K模式的基础上,建立了一个σ坐标系下的高分辨率的海洋环流模式。在考虑了海底地形、边界水交换、海面风应力、海面热通量等多方面因素影响后,对整个中国海的冬夏季水团、环流进行了数值模拟试验。实验结果表明该模式对整个中国海区域海洋过程具有较好的模拟/预报能力。然后在改进后的叁维斜压海洋模式POM2K的基础上,模拟得到较为真实的海洋初始场,然后用本课题组开发中尺度海-气耦合模式MCMv1.0对强热带气旋(Vongfong,NO.0214)和台风(Rananim,NO.0414)进行了过程模拟试验。 对于中国海冬、夏季海洋环流的情况,本文在分别以1月份和8月份代表冬季和夏季的情况。在考虑了海底地形、温盐斜压效应、边界水交换、气候平均海面风应力、海面热通量等多方面因素的影响,把中国海(渤、黄、东、南海)看作一个有机整体,对其环流结构进行了高分辨率的数值模拟。并在分析试验数据和实测数据的基础上定量探讨了影响中国海冬、夏季环流的各种因子。 夏季模拟结果表明:中国海的夏季环流在强季风强迫和黑潮驱动下,具有显着的西边界流特性;夏季,整个中国陆架海北部受黄海冷水团控制;黑潮在巴

张晶, 魏泽勋, 李淑江, 王永刚[5]2014年在《太平洋-印度洋贯穿流南海分支研究综述》文中研究说明从海洋动力学角度,概述了太平洋-印度洋贯穿流南海分支的主要入流和出流通道—吕宋海峡和卡里马塔海峡的研究现状。太平洋-印度洋贯穿流南海分支是太平洋、南海和印度尼西亚海域进行水体和热盐交换的传输带,对西太平洋、南海、印尼海和东印度洋的环流系统有重要影响。吕宋海峡水交换和卡里马塔海峡贯穿流都呈现冬季大夏季小的季节变化特征,对维持南海的物质、能量和动量平衡起重要作用。太平洋通过吕宋海峡向南海输运水体和热盐,并传递ENSO等气候信号,对南海的环流、水体和海洋环境都产生重要影响。卡里马塔海峡向印度尼西亚海区的水体和热盐输运对印度尼西亚贯穿流有重要意义。太平洋-印度洋贯穿流南海分支和印尼贯穿流的年际变化趋势呈反位相,两者相互调制相互影响,维持了太平洋-印度洋两大洋间的平衡关系,对全球大洋环流的结构和长期的气候变化有重要作用。

参考文献:

[1]. 南海风生环流动力机制的数值研究[D]. 翟丽. 中国科学院研究生院(海洋研究所). 2003

[2]. 南海风生正压环流动力机制的数值研究[J]. 翟丽, 方国洪, 王凯. 海洋与湖沼. 2004

[3]. 南海中尺度涡的运动规律探讨[D]. 王桂华. 中国海洋大学. 2004

[4]. 中国海区域的海洋数值模式与海—气耦合试验研究[D]. 王立军. 武汉理工大学. 2005

[5]. 太平洋-印度洋贯穿流南海分支研究综述[J]. 张晶, 魏泽勋, 李淑江, 王永刚. 海洋科学进展. 2014

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