基于z坐标的中国东部陆架边缘海潮汐——环流模式研究
本文基于垂向为z坐标的原始方程海洋模式-HAMSOM(HAMburg ShelfOcean Model)，建立了一个区域海洋潮汐-环流模式，并将其应用于对中国东部陆架边缘海相关物理海洋现象的模拟。数值实验对正压潮波和准定常态的环流场，以及相应的温盐结构的模拟结果令人满意；在当前的数值计算方法和现有数据资料的限制下，数值模式对M2内潮波的刻画能力有所提高。作为在如此大的海区，并且地形变化及其复杂的环境下，建立此类海洋模式的初步探索，本文提出了创新的研究思路与方法，从而极大的扩展了模式的应用领域，为后续研究工作提供了有力的工具。
在现有的数据条件下，本文考虑了能够引入数值实验的各种驱动因素，因此模式在动力过程上是较为完备的。针对模式在刻画深海过程，尤其是内潮波运动方面存在的不足，本文提出了内潮粘性项的概念和相应的参数化方案。
文中主要对以下物理过程进行了参数化：
1)深海、地形剧烈变化的环境下，z坐标海洋模式中底边界层的粘性耗散作用；
2)内潮波在内区稳定层结中传播的能量耗散；
3)内潮波在强非线性环境下传播的过程中，向其它运动形态的转变；
4)内潮波在内区稳定层结中传播，由于混合作用而导致的能量损失。
本文从能量的角度，将上述四个海洋现象在物理意义上广义的归纳为能量的耗散过程，从而提出了统一的参数化方法。对数值实验结果的初步分析，肯定了本文的研究思路与方法，并为进一步的研究工作提供了重要的参考。
考虑到正压潮波、内潮波和环流三种运动，在时空尺度上的巨大差异和现有数据资料分辨率的限制，文中主要分析了数值实验的以下模拟结果：正压潮波、准定常态的环流场和温盐场，以及陆架浅海的潮致混合现象；对M2内潮波的模拟结果进行了初步分析。根据三个对比数值实验的结果，对模式的表现力作出综合评价如下：数值实验模拟的正压潮波结构较为合理，对准定常态的环流场和温盐场的模拟结果令人满意，对陆架浅海潮致混合现象的模拟结果值得肯定；在现有条件下，对M2内潮波的模拟能力有所提高。
总而言之，本文所建立的数值模式，引入了M2分潮驱动，考虑了不同海洋现象的物理特征和时空尺度差异，并结合模式自身的特点制定了数值实验的研究内容，提出了相应的研究思路与方法，从而改进了模式对主要物理海洋现象的刻画。随着数值计算方法的不断改进和高分辨率数据资料的大量获得，本文研究尚有广阔的发展空间。
陆架边缘海潮汐;环流模式;数值实验;运动形态
中国海洋大学
博士
物理海洋学
吴德星;陈学恩
2009
中文
P731.23
95
2009-10-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）