波致混合在大洋环流模式中的作用方式

发布时间：2020-06-06 17:58

【摘要】：本文在非破碎波浪混合基础上,基于MASNUM(前身为LAGFD-WAM)海浪波数谱数值模式和POM(普林斯顿海洋模式)环流模式建立了准全球的MASNUM浪-流耦合模式。耦合的方法是首先利用MASNUM海浪波数谱数值模式来计算波浪的方向谱,再利用波致混合方案计算混合系数Bv,并将其引入到环流模式中,从而建立准全球的浪-流耦合数值模式。 通过将模拟温度与Levitus温度对比,以及对模拟流场的分析,验证了所建立的浪-流耦合模式具有较高的精度,满足做进一步数值实验的要求。设计了八个MASNUM浪-流耦合数值实验和两个MASNUM海浪数值实验,对所提出的三个问题进行研究。 首先分析了日平均的波致混合系数和月平均的波致混合系数在耦合模式中的作用(对比实验一和实验二),发现采用月平均的波致混合系数进行浪-流耦合会略微高估波致混合的作用。并利用西北太七月份温度变化作为个例,分析了月平均Bv在耦合模式中的作用强于日平均Bv的原因。 其次,运用所建立的两个不同的MASNUM海浪数值实验,分别计算了全部波长海浪所形成的波致混合系数以及去掉大于300m波长浪的波致混合系数,并分别用总的波致混合系数进行原浪-流耦合数值实验、去掉长波波致混合系数浪-流耦合数值实验和独立长波(波长大于300m)波致混合系数浪-流耦合数值实验,同时还建立一个不考虑波浪混合的数值实验。通过以上实验之间温度场结果对比,得出了长波波致混合系数Bv在浪-流耦合模式中主要对35-100m的海洋混合起主要作用。 最后探讨了波致混合分别在温盐方程和动量方程中的不同作用,发现：若仅考虑波致混合在温盐方程中的作用,会对赤道流系的模拟造成很大的误差,并会使赤道附近温度场误差较大；若仅考虑波致混合在动量方程中的作用会很大程度上低估波致混合的作用,即波致混合作用在绝大部分区域的作用不明显。
【图文】：

饧妒垦绗宦畚?2010)第三章日平均By与月平均By的差异图3.1是实验一模拟温度与Levitus温度差异纬向平均后的随时间和纬度变化的分布，其中图3.la是实验一模拟的上20m层温度减去Levitos温度的误差分布，图 3.lb是实验一模拟的20一SOm层温度减去Levitus温度的误差分布。从图3.la可以看出，纬向平均实验一模拟的上20m层温度误差全部在一1℃到1℃之间;其中在3一8月全球模拟误差均较小在一0.4℃到0.2℃之间;但在9一12月模拟误差在南半球高纬地区偏高较大，其中在60“S区域误差有0.8℃，同时在北半球ZOoN以北地区误差为负值，其负值最大的区域在北纬300区域有一0.8℃;同样在1一2月份误差在北半球高纬地区误差偏高较大，其最大区域出现在40oN以北的海区其最大有1℃，与此同时在南半球中纬度地区(25一4505)模拟误差有一0.8℃。夔夔夔口口口图3.la上20m层模拟误差纬向平均后随时间和纬度分布图(实验一结果减去Levltus温度差异(单位:℃))从图3.lb可以看出

饧妒垦绗宦畚?2010)第三章日平均By与月平均By的差异图3.1是实验一模拟温度与Levitus温度差异纬向平均后的随时间和纬度变化的分布，其中图3.la是实验一模拟的上20m层温度减去Levitos温度的误差分布，，图 3.lb是实验一模拟的20一SOm层温度减去Levitus温度的误差分布。从图3.la可以看出，纬向平均实验一模拟的上20m层温度误差全部在一1℃到1℃之间;其中在3一8月全球模拟误差均较小在一0.4℃到0.2℃之间;但在9一12月模拟误差在南半球高纬地区偏高较大，其中在60“S区域误差有0.8℃，同时在北半球ZOoN以北地区误差为负值，其负值最大的区域在北纬300区域有一0.8℃;同样在1一2月份误差在北半球高纬地区误差偏高较大，其最大区域出现在40oN以北的海区其最大有1℃，与此同时在南半球中纬度地区(25一4505)模拟误差有一0.8℃。夔夔夔口口口图3.la上20m层模拟误差纬向平均后随时间和纬度分布图(实验一结果减去Levltus温度差异(单位:℃))从图3.lb可以看出
【学位授予单位】：国家海洋局第一海洋研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：P731.21

【参考文献】

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本文编号：2700049