西北太平洋及渤黄东海高分辨率环流数值模拟

论文题目: 西北太平洋及渤黄东海高分辨率环流数值模拟

论文类型: 博士论文

论文专业: 流体力学

作者: 樊孝鹏

导师: 章本照,黄大吉

关键词: 西北太平洋,渤黄东海,环流,网格嵌套

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文采用麻省理工大学的环流模式MIT general circulation model（MITgcm），对西北太平洋和渤黄东海环流进行网格嵌套数值模拟，成功地得到了上述海区的环流特征和季节变化规律。上述方法的应用表明，考虑多种物理量的网格嵌套模拟，在该海区是可行的。并且，为进一步研究该海区的年际、年代际环流特征奠定了基础。 考虑了全球环流影响的西北太平洋环流模式，成功地模拟了黑潮的流态、体积输送、热输送等要素。东海PN断面黑潮的年平均流量为29.7Sv，并且春夏流量大（31.OSv）、秋冬流量小（27.1sv）。黑潮热输送对东海的贡献，年平均为0.058×1015W，三月最大(0.098×1015W)，八月最小(0.030×1015W)。 渤黄东海环流模式的网格具有更高的分辨率，模式很好地模拟黄东海混合与层化的季节演变规律。冬季，在强北风的作用下，混合直达海底；春季，层化开始出现，上混合层厚度约5m，跃层的强度比较弱，区域差异比较小；夏季，层化加强，上混合层厚度加深至约10m，温跃层强度比较大，并且黄海强度大于东海；秋季，混合逐渐加剧，温跃层深度随至加深，强度减弱，水深由浅到深的海域层化相继消失。同时，模式很好地模拟了该海域的黑潮、台湾暖流、对马暖流、黄海暖流以及沿岸流等主要环流。相对与西北太平洋模式、渤海东海模式的黑潮环流更合理，主要表现为黑潮主轴的流速增强、流幅变窄、成功模拟了黑潮逆流和黑潮边缘广泛的中尺度涡等。

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摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 海区地理与气候

1.1.2 海区主要水文特征

1.1.3 研究现状

1.2 本文工作

1.2.1 方法与目标

1.2.2 论文主要内容

1.2.3 论文的特点与创新

第二章 数值模式

2.1 海洋环流控制方程和边界条件

2.1.1 海洋环流控制方程

2.1.2 边界条件

2.1.2.1 海面边界条件

2.1.2.2 海底边界条件

2.1.2.3 固体侧边界条件

2.1.2.4 海域中的开边界条件

2.2 方程的求解过程

2.2.1 显式时间格式

2.2.2 隐式时间格式

2.2.3 时间格式的协调

2.3 方程的空间离散化

2.3.1 符号约定

2.3.2 差分网格

2.3.3 网格参数

2.3.4 空间差分格式

2.3.4.1 温盐方程的差分

2.3.4.2 运动方程的离散

2.4 计算的并行化

2.5 垂向混合过程的参数化

2.6 潮汐

2.7 数值模式的应用

2.7.1 模式的使用

2.7.1.1 选取海区范围和分辨率

2.7.1.2 功能模块的选取以及执行程序的形成

2.7.1.3 模式的运行和运行参数的选取

2.7.1.4 模式的输入

2.7.1.5 模式的输出

2.7.2 数据格式

2.7.3 数据的准备

第三章 模式嵌套

3.1 网格嵌套

3.1.1 意义和原理

3.1.2 方法种类

3.2 模式的嵌套

3.3 全球环流模式到西北太平洋模式的嵌套

3.3.1 ecco-group 1°×1°全球同化模式简介

3.3.2 嵌套数据的准备

3.4 西北太平洋模式到渤黄东海模式的嵌套的数据准备

第四章 西北太平洋环流

4.1 模式采用的初边值条件

4.1.1 模式的计算范围和网格参数

4.1.2 模式采用的初值条件

4.1.3 模式采用的边界条件

4.1.3.1 海表面边界条件

4.1.3.2 海域中的开边界条件

4.1.3.3 固体侧边界和底边界的绕流边界条件

4.2 模式的稳定

4.3 模式结果

4.3.1 北赤道流分叉位置

4.3.2 黑潮及输运

4.3.2.1 黑潮的路径

4.3.2.2 黑潮的输运

4.3.2.3 黑潮流域附近主要海峡流量

4.3.2.4 黑潮的热输运

4.3.3 黑潮的流结构

4.3.3.1 A断面

4.3.3.2 PN断面

4.3.3.3 TK断面

第五章 渤黄东海环流

5.1 模式采用的初边值条件

5.1.1 模式的计算范围和网格参数

5.1.2 模式采用的初值条件

5.1.3 模式的边界条件

5.1.3.1 海表面边界条件

5.1.3.2 海域中的开边界条件

5.1.3.3 固体侧边界和底边界的绕流边界条件

5.2 模式的稳定

5.3 模式结果

5.3.1 温度分布与变化

5.3.1.1 温度的分布特征

5.3.1.2 温度的垂向结构

5.3.1.2 影响垂向混合的外部驱动力

5.3.2 长江冲淡水

5.3.3 渤黄东海的环流

5.3.3.1 黑潮

5.3.3.2 台湾暖流

5.3.3.3 对马吸流

5.3.3.4 黄海暖流

5.3.3.5 沿岸流

5.3.4 海平面高度

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

发布时间: 2006-11-22

参考文献

• [1].热带西北太平洋海洋环流经向输运[D]. 张志春.中国科学院研究生院（海洋研究所）2013
• [2].中国近海和西北太平洋温跃层时空变化分析、模拟及预报[D]. 郝佳佳.中国科学院研究生院（海洋研究所）2008
• [3].西北太平洋环流及其对我国近海环流的影响[D]. 许东峰.中国科学院海洋研究所2000
• [4].西北太平洋俯冲带构造特征及其对弧前大地震成因的影响[D]. 刘鑫.中国海洋大学2013
• [5].1990年代末北印度洋及西北太平洋春季热带气旋活动的年代际突变[D]. 许士斌.中国海洋大学2014
• [6].西北太平洋环流及其与南海水交换研究[D]. 谢玲玲.中国海洋大学2009
• [7].基于细尺度参数化的西北太平洋和南大洋的湍流混合研究[D]. 李颖.中国科学院研究生院(海洋研究所)2015
• [8].西北太平洋年际和季内尺度海气相互作用研究[D]. 郑建秋.中国科学技术大学2010
• [9].西北太平洋副热带逆流区及其邻近海域中尺度涡研究[D]. 何忠杰.中国海洋大学2007
• [10].西北太平洋中尺度涡旋研究[D]. 杨光.中国科学院研究生院（海洋研究所）2013

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• [8].热带西太平洋环流动力结构分析与模拟[D]. 王庆业.中国科学院研究生院（海洋研究所）2006
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