海浪破碎对海洋上混合层影响的数值研究
该文综述了海洋上混合层研究的现状和存在问题,系统地研究了海浪破碎对混合层动力学结构的影响.海洋上混合层的动力学和热力学结构特征主要受到海表风应力、净热通量和浮力通量的影响,而混合层的形成与维持依赖于混合层内的湍流生成和湍流垂向混合.文中简要描述了混合层内的湍流生成和湍流与其它形成能量的相互转化的物理机制.以现有的理论研究为基础,通过分析海洋上混合层中考虑波浪运动的能量平衡方程,探讨了混合层中波-湍相互作用的物理机制,并对波浪破碎导致混合层内湍流混合加强和耗散增加的现象进行了分析.当考虑波浪破碎影响时,三维模式计算的流场与一维模式有相近的变化趋势,在10m/s的风速时,混合层内流速切变减小,表层流速的U分量减小6.04cm/s,V分量减小12.9cm/s,比相同风速下的一维模式结果要明显,表层流速矢量相对风向右偏的角度增加11°.通过对流速分量进行深度积分得到沿x,y方向的Ekman输运S<,x>和S<,y>.三维模式结果表明,当考虑波浪破碎的影响时,S<,x>和S<,y>均沿流速分量流动的方向增加,S<,x>增加30.5﹪,S<,y>增加1.67﹪.但是在一维模式结果中,Ekman输运主要沿与风向垂直的方向,而沿着风向的Ekman输运几乎为0,并且无论风速大小,考虑波浪破碎时,Ekman输运的大小几乎没有受到影响.
海-气相互作用;海洋上混合层;湍封闭模式;海浪破碎;湍动能
中国海洋大学
博士
物理海洋
管长龙
2003
中文
P731.2
113
2004-04-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）