渤海盐度的拉格朗日潮际输运数值研究

发布时间：2025-07-01 22:53

　　盐度的长期变化会诱发海洋生态群落的演替,也会改变环流形态,在浅海环流及物质长期输运过程中扮演着极为重要的角色。而用于描述浅海环流的速度场、长期输运过程的温、盐、浓度场,均是经某种时间平均（简称“时均”）消除流的潮周期运动和温、盐、浓度的潮周期变化后的间接结果,并非海上实测值。常用的时均方式分欧拉和拉格朗日两种。 本文在一般非线性浅海系统拉格朗日时均环流和输运初步理论的指导下,利用三维斜压水动力模型HAMSOM以及轨迹追踪模块,先对等深、阶梯状底形和变截面阶梯状底形三种模型海的单频潮致拉格朗日时均环流及保守物质潮际输运进行模拟,发现随着地形和岸界逐渐复杂,后两种模型的非线性较等深模型而言明显增强,体现在拉格朗日余速度和潮际浓度对初始位相的依赖上:在初位相由0连续变化至2π的过程中,二者会表现为无穷多组时空场,且与初位相一一对应。而等深模型海则仍为对流弱非线性系统,其拉格朗日余流可用物质输运速度做最低阶近似;同时,由于其潮际浓度随初位相的变化以及潮际输运浓度与欧拉时均浓度的差值,相对于海区和局地的浓度变化均可忽略,因此等深模型海的拉格朗日潮际浓度可用欧拉时均浓度作为最低阶近似。各模型...

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
0. 引言
    0.1 研究浅海环流及长期输运的重要意义
    0.2 浅海环流及长期输运研究的简要回顾
        0.2.1 欧拉余流的缺陷
        0.2.2 对流弱非线性下拉格朗日余环流及长期输运理论
        0.2.3 一般非线性理论的提出
    0.3 渤海环流的研究综述
    0.4 渤海盐度的研究综述
    0.5 本文主要工作及创新点
1. 一般非线性下拉格朗日时均环流及长期输运理论介绍
    1.1 一般非线性近海-河口系统的拉格朗日时均环流
    1.2 一般非线性近海-河口系统的长期(潮际)输运过程
2. 模式介绍
    2.1 三维斜压水动力模式HAMSOM
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 边界条件
        2.1.3 湍扩散系数A_h 、A_v 的参数化方案
        2.1.4 数值离散格式
    2.2 拉格朗日余速度的计算
    2.3 潮际输运计算简介
3. 一般非线性拉格朗日余环流及潮际输运理论的数值试验
    3.1 数值试验设计思路
    3.2 对于亚网格尺度上的拉格朗日余速度试验
    3.3 等深模型海单频潮致拉格朗日余流及浓度潮际输运
        3.3.1 拉格朗日余流的数值研究
        3.3.2 拉格朗日潮际物质输运的数值研究
        3.3.3 等深模型海数值试验小结
    3.4 阶梯状底形模型海单频潮致拉格朗日余流及浓度潮际输运
        3.4.1 拉格朗日余流的数值研究
        3.4.2 拉格朗日潮际物质输运的数值研究
        3.4.3 阶梯状底形模型海数值试验小结
    3.5 变截面阶梯状模型海单频潮致拉格朗日余流及浓度潮际输运
        3.5.1 拉格朗日余流的数值研究
        3.5.2 拉格朗日潮际物质输运的数值研究
        3.5.3 变截面阶梯状模型海数值试验小结
    3.6 考虑河流径流因素的拉格朗日余速度试验
    3.7 改变时均潮周期数N 的数值试验
    3.8 模型海数值试验小结
4. 渤海拉格朗日余环流及潮际盐度的数值研究
    4.1 模型配置
    4.2 单频正压潮流作用下渤海拉格朗日环流及盐度潮际输运
    4.3 单频斜压潮流作用下渤海拉格朗日环流及盐度潮际输运
    4.4 正、斜压潮流作用下渤海拉格朗日环流及潮际盐度的对比
    4.5 渤海拉格朗日余流及盐度潮际输运小结
5. 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
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本文编号：4054820