琼东陆架海湍流混合的观测研究

摘要

湍流混合是海洋中重要的物理过程之一，对海洋中物质的交换、能量的输运起着关键作用。陆架海是人类生存和发展的重要海域，复杂的地形与丰富的动力过程是控制和影响陆架海混合的重要因素。本文利用2012年2月和7月冬夏两季在海南岛以东两个航次的温度、盐度、流场和微尺度观测资料，揭示了琼东陆架海湍流混合的空间分布和季节变化特征，对比分析了不同混合参数化模型在该海域的适用情况，并提出了适用于琼东陆架海的混合参数化模型。
　　对观测数据分析发现琼东陆架海的混合具有明显的季节变化特征，夏季琼东陆架海的混合较弱，平均耗散率1×10-9W kg-1，平均混合率1×10-6m2 s-1，低于大洋的背景值;冬季时混合增强，平均耗散率1×10-8W kg-1，平均混合率为1×10-4m2 s-1。夏季上升流使得等密线抬升，近海层结增强，平均层结(N2)为3.2×10-4 s-2，而冬季时的平均层结(N2)仅有3.2×10-5 s-2，比夏季小了一个量级。层结的变化是影响琼东陆架海混合冬强夏弱的重要因素。
　　基于层结和剪切数据，利用Gregg1989(G89)、Kunze1990(K90)以及MacKinnon和Gregg2003(MG03)三种参数化模型对琼东陆架海的混合率和耗散率进行模拟，结果显示G89和K90模型结果明显比观测值大1个量级以上，MG03模型与观测值相对接近，另外，三种模型对冬季的模拟值与观测值的偏差小于夏季时的偏差，说明夏季上升流对混合机制有较大影响。针对夏季观测，我们提出夏季琼东陆架海混合的新参数化方案为ε=10-6.3344*N1.103* S0.3008。关于琼东陆架海湍流混合的机制以及参数化方案的改进还需进一步研究。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究意义

1．2 研究进展和现状

1．3 本文研究目的与内容

2 数据和处理方法

2．1 数据

2．1．1 卫星数据

2．1．2 现场观测

2．2 处理方法

2．2．1 CTD数据处理

2．2．2 ADCP数据处理

2．2．3 TurboMap数据处理

3 结果

3．1 夏季特征

3．1．1 背景场特征

3．1．2 水文特征

3．1．3 混合特征

3．2 冬季特征

3．2．1 背景场特征

3．2．2 水文特征

3．2．3 混合特征

3．3 冬夏混合特征对比

4 混合的参数化

4．1 湍流混合参数化模型的发展

4．2 参数化模型结果与TurboMap观测值的比较

4．2．1 2012年7月

4．2．2 2012年2月

4．3 琼东陆架区湍流混合的参数化模型

5 结论与展望

参考文献

致谢

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