高分辨率FVCOM模式对渤海斜压特征与机制的研究

摘要

渤海是我国北方的陆架海，具有独特的自然环境和斜压特征，而斜压特征也是人们现阶段对海洋环境认识的主要方面，因此研究渤海的斜压特征及不同机制对斜压特征的影响就显得十分重要。本文利用FVCOM模型，对高分辨率强迫数据进行数值模拟，在验证模型结果可信后，研究了渤海四季的斜压特征，并且通过敏感性实验研究不同机制对斜压特征的影响。
　　通过研究表明:冬季，由于风应力影响，使温度、盐度和密度水平和垂向都处于相对均匀的状态，同时这个季节温、密度两种跃层均不存在。春季，随着海水水温上升、盐度下降，密度随温度和盐度的变化而变化，同时在这个季节两种跃层开始初步形成。夏季，海水水温达到全年最高，盐度为全年最低，密度也相应的为最低，这个季节两种跃层为最强盛时期。秋季，渤海温度、盐度和密度重新分布均匀，温、密度两种跃层也都逐渐消失，同时盐度在渤海全年不能形成跃层。渤海海峡流场不为传统意义上的“北进南出”，而是在冬季和秋季呈现北进南出，而在层化较为明显的春、夏季节，出现了上、下层流向不一致的情况。海峡水交换量:秋季为最大值，冬、夏季流量比较相似，而春季流量为最低。
　　本章通过多个敏感性实验来研究不同机制对渤海斜压特征的影响。对于温度，本章采用风、热通量2个实验进行研究。在不考虑风速的情况下，渤海的跃层存在时间和强度均有所增强，最大温差为5℃。对于垂向混合，随着风力的减小，对垂向混合的深度和强度均有所下降，30m以浅的海域，最大影响深度为20m，强度增加最大值为50cm2/s，30～60m海域最大影响深度为50m，强度增加最大值为200cm2/s。在不考虑热通量的情况下，渤海的几乎不存在跃层且跃层强度相对较弱，全年温度几乎没有变化，最大温差为22℃。而垂向混合方面，在没有表面热通量影响的情况下，30m以浅海域强度增加最大值120cm2/s，降低最大值-30cm2/s，30～60m海域强度增加最大值为120cm2/s，降低最大值-150cm2/s。
　　对于盐度，本章采用黄河径流、降水和开边界3个实验进行研究。在不考虑黄河径流输入的情况下，主要影响在莱州湾，变化率最高为20％，而流场也造成了变化率分布的不同。在不考虑降水的情况下，影响范围在整个渤海，夏季变化率为全年最高，三大海湾的变化率较大为6％～9％。不考虑开边界盐度输入的情况下，渤海的盐度下降变化率最大为6％，并且下降的范围逐渐增大，最大可达到渤海中部120°E处。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 引言

1．2 渤海水文特征研究现状

1．2．1 渤海潮汐和潮流

1．2．2 温度和盐度

1．2．3 环流

1．3 渤海跃层状况及研究现状

1．4 水交换的研究现状

1．5 存在的问题，本文的思路与工作

2 FVCOM模型介绍与配置

2．1 模型介绍

2．1．1 原始控制方程组

2．2 模型验证与分析

2．2．1 计算区域和模型配置

2．2．2 模型验证

2．3 本章小结

3 渤海斜压特征模拟

3．1 渤海温度大面季节变化情况

3．2 渤海温度断面分布及温度跃层季节变化

3．3 渤海盐度大面季节变化情况

3．4 盐度断面季节变化情况

3．5 渤海密度大面季节变化情况

3．6 渤海密度断面分布及密度跃层季节变化

3．7 渤海海峡流场的季节变化情况及水交换

4 敏感性实验

4．1 对温度的影响

4．1．1 风对渤海温度的影响

4．1．2 表面热通量对渤海温度的影响

4．2 对盐度的影响

4．2．1 黄河径流对渤海盐度的影响

4．2．2 降水对渤海盐度的影响

4．2．3 盐度开边界条件对渤海盐度的影响

5 结论与展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢