黄东海几个水文现象的数值研究

论文摘要

本文运用POM模式，对黄海和东中国海的以下几个水文现象进行数值研究。观测资料表明，东海黑潮在约129°E，30°N转向，在数值模拟中注意到，当模式水平分辨率低时，模拟出的黑潮转向点往往偏北，当分辨率提高时，黑潮转向点随之向南移动。在本文第二章数值实验显示，斜压项对黑潮转向点的位置无明显影响。进一步数值实验表明，可以用一种新的思路解释黑潮转向点的位置变动的问题：黑潮在转向点附近流径可近似为一圆弧，黑潮转向点偏北，黑潮转向半径R偏小，若黑潮转向点向南移动，则可视为转向半径R变大。不同水平分辨率下算出的黑潮流速不同，当分辨率低时，算出的黑潮往往流幅宽，流速小，分辨率高时则算出的黑潮流幅窄，流速大。黑潮流速越大，对应的转向半径就越大，于是黑潮转向点向南移动。本文进一步解释了为什么实际海洋中黑潮转向点的位置会发生季节变动，夏季偏南，冬季偏北。第三章运用数值模拟的方法探讨长江冲淡水的夏季扩展机制，重点放在夏季长江口外海区温度锋面的影响。观测显示：夏季长江冲淡水流出长江口以后，先向东北方向扩展，在到达约123°E后，转向东南。本章发现长江冲淡水的夏季扩展形态是受温度锋与环流的共同作用而形成的。在长江口的东南海域，一冷水带沿浙江沿岸分布，其温度锋从海底抬升至海面，形成屏障，冲淡水在该方向的扩展被该温度锋阻止。在长江口的东部海域，底冷水团的温度锋未抬升到海面，而是离海面有5m的距离，这5m的距离成为冲淡水的“通道”，冲淡水通过该“通道”向东扩展至122．5°E，台湾暖流分支出一股北向海流，而长江口外122．5°E恰巧是该海流的流径。冲淡水被此海流携带，向偏北方向扩展。在长江口的东北海域，在约122．5°E，34°N有一冷水带，其温度锋抬升至海面形成屏障，迫使上述的北向海流流向由东北转为东南，冲淡水也改向东南扩展。第四章研究冬季黄海双暖舌现象。卫星遥感资料显示：冬季黄海中部的表层温度场分布呈现双暖舌结构：西暖舌和东暖舌。本章通过数值实验来研究双暖舌结构的形成机制及其与黄海暖流的关系。数值实验结果表明：西暖舌是由黄海暖流形成的，而黄海暖流由于冬季季风海流的补偿作用而得到加强。东暖舌是在黄海海槽的一逆时针方向的环流的作用下形成，该环流是由夏季和秋季黄海冷水团的温度锋所诱发形成的。在该环流东部，暖水被向北携带，在黄海海槽东侧形成暖舌，该暖舌会维持到冬季一月。第五章研究夏季东中国海一温度垂向均匀水柱的形成机制。在约124°E，32°N，东中国海北部海区，夏季八月观测到一温度为垂向均匀的水柱，该水柱被周围垂向层化的海水包围。本文采用数值模拟方法去探讨其形成机制。结果表明，来自海面的浪致混合与来自海底的潮致混合在约124°E，32°N联结在了一起。浪致混合与潮致混合共同作用使得整个水柱温度垂向均匀。它们对该水柱的形成都是不可缺少的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1.前言
• 2.黑潮转向现象的数值研究
• 2.1 引言
• 2.2 斜压项对黑潮转向点位置的影响
• 2.3 黑潮流速对黑潮转向点位置的影响
• 2.4 结论
• 参考文献
• 3.长江冲淡水扩展机制的数值研究
• 3.1 引言
• 3.2 模式设置
• 3.3 控制实验结果验证
• 3.4 控制实验结果分析
• 3.5 潮的作用
• 3.6 夏季季风的作用
• 3.7 结论
• 参考文献
• 4.冬季黄海双暖舌结构的数值研究
• 4.1 引言
• 4.2 模式设置
• 4.3 模式结果分析
• 4.3.1 东暖舌的形成机制
• 4.3.2 西暖舌的形成机制
• 4.4 结论
• 参考文献
• 5.夏季东中国海一垂向均匀水柱的形成机制
• 5.1 引言
• 5.2 模式设置
• 5.3 结果分析
• 5.4 结论
• 参考文献
• 6.展望
• 发表文章
• 致谢