渤海生态系统关键物理生物过程的数值研究

论文题目: 渤海生态系统关键物理生物过程的数值研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 环境科学

作者: 刘浩

导师: 尹宝树

关键词: 渤海,生物物理模型,潮混合和潮汐锋,河流羽流,初级生产力

文献来源: 中国科学院研究生院（海洋研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 本文运用数值模型再现了影响渤海生态系统季节变化的关键物理生物过程。就物理过程而言主要进行了两方面内容的研究:一是考察了决定渤海营养盐输运和分布特征的潮汐潮流的状况,潮混合的特征以及潮汐锋的形成机制;二是模拟了河流羽流在渤海的发展过程,以及引潮力和风应力对河流羽流发展的影响。基本成果如下: （1）渤海的潮汐潮流都是以M2分潮为主。M2分潮在秦皇岛以外海域和老黄河口附近各有一个无潮点;其分潮流在沿岸海域及狭窄水道以往复流为主,而在渤海中部,旋转流是其基本运动形式。较为剧烈的地形及岸线变化和浅水区的非线性作用都可导致涨落潮流的非对称性,因此局部涡流成为M2分潮余流的显著特征。（2）渤海深水区的层化结构是海表热通量和垂向混合机制相平衡的结果。春天海表热通量显著增强,层化结构也开始形成,主要分布在潮汐混合较弱的中央水域;夏至时节层化结构无论是发生范围还是层化强度都达到极致;进入秋季,层化强度伴随着海表热通量的减少而削弱,分布区域也逐步向渤海海峡转移;冬季大风进一步增强了海水的垂向混合,此时渤海不再有垂向分层。（3）潮汐锋面是海水混合区和层化区的分界面,就水体输送而言,锋面就像一处保留带或动力学意义上的障碍墙,抑制着锋面两侧的水、溶解物和颗粒物质的交换。（4）纯浮力作用下河流羽流是一个典型的双层流,密度小的冲淡水浮在密度大的海水上面,在河口附近上层流和下层流流向相反。无论是形成于海底的潮致湍流动能还是生成与海面的风生湍流动能通过垂向扩散都有利于河载物质穿越淡水锋面进行物质交换。（5）不同方向的风应力决定了河流羽流的不同发展特征:离岸风有利

论文目录:

摘要

Abstract

第一章引言

第二章模型描述

2．1 概述

2．2 物理模型

2．2．1 POM模式的一些特点

2．2．2 POM模式的基本控制方程

2．2．3 垂直边界条件

2．2．4 太阳辐射

2．2．5 开边界条件及河流输入

2．2．6 模式安排及物理参数

2．3 生物模型

2．3．1 概述

2．3．2 生物参数及控制方程

2．3．3 模式安排及初始条件

第三章渤海潮汐潮流及潮混合特征的研究

3．1 POM模式计算结果的检验

3．2 渤海潮汐潮流的基本特征

3．2．1 同潮时线和等振幅线图

3．2．2 潮汐潮流类型

3．2．3 潮流的运动形式及椭圆分布

3．3 渤海潮流输运过程及潮流余流

3．3．1 M_2分潮流的周期变化

3．3．2 K_1分潮流的周期变化

3．3．3 潮流余流

3．4 渤海的潮混合及潮汐锋

3．4．1 潮混合的一般机制及控制参数

3．4．2 渤海潮汐锋面的研究

3．4．3 渤海表底温差的月平均分布特征

3．4．4 渤海38°40′N断面上盐度的季节变化

3．5 本章小结

第四章渤海主要入海河流的羽流特征

4．1 纯浮力河流羽流

4．1．1 研究方案

4．4．2 河流羽流的发展过程

4．2 潮汐作用下的河流羽流

4．3 风场作用下的河流羽流

4．3．1 研究方案

4．3．2 风应力作用下的羽流特征

4．4 不同形式河流羽流特征的比较

4．5 讨论及小结

第五章渤海初级生产力及氮磷叶绿素含量的季节变化

5．1 浮游植物生物量的季节变化

5．2 渤海初级生产力及f-ratio的估算

5．3 渤海营养盐的季节循环

5．3．1 氮的生消循环过程

5．3．2 磷的生消循环过程

5．4 小结

附图

第六章结论及未来工作的展望

参考文献

已公开发表的论文

致谢

发布时间: 2005-07-05

渤海生态系统关键物理生物过程的数值研究

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