沿岸上升流及臺風(fēng)致上升流研究

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1、學(xué)校代碼：10264研究生學(xué)號：M150305561上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文題目：沿岸上升流及臺風(fēng)致上升流研究StudyofCoastalandTyphoon-英文題目：InducedUpwelling專業(yè)：海洋科學(xué)研究方向：物理海洋姓名：沈棟梁指導(dǎo)教師：李曉峰教授二〇一八年五月二十四日上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯委員會成員名單姓名工作單位職稱備注高郭平上海海事大學(xué)教授主席李丕學(xué)上海市海洋局高級工程師委員環(huán)境監(jiān)測中心劉世杰上海同濟(jì)大學(xué)副教授委員委員委員委員委員王家為上海海洋大學(xué)助理工程師秘書答辯地點圖書館608答辯日期20

2、18/5/241上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文上海海洋大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：我恪守學(xué)術(shù)道德，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)明確注明和引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內(nèi)容。論文為本人親自撰寫，我對所寫的內(nèi)容負(fù)責(zé)，并完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日上海海洋大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查

3、閱或借閱。本人授權(quán)上海海洋大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在年解密后適用本版權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保密□學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：年月日日期：年月2上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文沿岸上升流及臺風(fēng)致上升流研究摘要上升流是一種較為普遍的海洋過程，其將海洋底層富含營養(yǎng)鹽的較冷海水輸送至表層，在使表層降溫的同時促進(jìn)區(qū)域內(nèi)的生物生長，因而上升流區(qū)域往往是重要的漁場，通過對上升流的影響因素研究能夠?qū)^(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)起到指導(dǎo)意義。在以往的研究中主要針對跨度在幾百

4、千米的大范圍上升流現(xiàn)象，而對于跨度在100千米以內(nèi)的小范圍上升流現(xiàn)象研究較少，其主要受控于區(qū)域的大氣過程，在本文中選取了青島沿岸小范圍內(nèi)的上升流現(xiàn)象進(jìn)行研究，分析風(fēng)場的變化對青島沿岸上升流的影響。此外，臺風(fēng)能在短時間內(nèi)改變區(qū)域內(nèi)海洋的動力環(huán)境，并引起較強(qiáng)的渦旋式上升流，這可能引起短期的藻類生物爆發(fā)，對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的平衡產(chǎn)生較大影響，在本文中選取了2016年第16號強(qiáng)臺風(fēng)馬勒卡，對其所引起的臺灣東北部海域上升流現(xiàn)象進(jìn)行研究，分析臺風(fēng)作用下海洋動力環(huán)境的變化情況。本文中通過衛(wèi)星觀測與模式模擬結(jié)果的方式，對區(qū)域內(nèi)的上升流現(xiàn)象進(jìn)行觀測與分析。主要使用的衛(wèi)

5、星數(shù)據(jù)包含：被動式的紅外可見光衛(wèi)星數(shù)據(jù)、主動式的合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)，其中，可見光紅外傳感器包含：Aqua/MODIS、Terra/MODIS、Himawari-8/AHI、COMS/GOCI，合成孔徑雷達(dá)為ENVISAT/ASAR。通過紅外可見光衛(wèi)星數(shù)據(jù)能夠觀測到上升流所引起的海表低溫與高葉綠素濃度現(xiàn)象，同時低溫和較高的初級生產(chǎn)力能夠降低合成孔徑雷達(dá)信號的后向散射。模式模擬部分采用了兩種形式，分別為ROMS-WRF耦合模式和ROMS-SWAN耦合模式，基于模式模擬的結(jié)果能夠?qū)σ鹕仙鳜F(xiàn)象的動力因素進(jìn)行分析。通過MODIS和ENVISATASAR對

6、青島沿岸上升流進(jìn)行觀測，結(jié)果表明，2008年3月5日在青島沿岸出現(xiàn)了顯著的海表低溫現(xiàn)象，相較于周圍水體低約3-4oC，并伴隨0.5-1mg/m3的海表葉綠素濃度上升，其所占的面積約為600km2。使用ROMS-WRF耦合模式對3月1日至3月5日內(nèi)的青島沿岸海域進(jìn)行模擬，結(jié)果表明，引起上升流有兩個主要的因素：1）由向東南的離岸風(fēng)所引起的離岸垂直粘滯項；2）由向東北的沿岸風(fēng)引起的離岸科氏力導(dǎo)致的離岸Ekman輸送。通過理想化實驗表明，沿岸風(fēng)在海表溫度下降的貢獻(xiàn)上比離岸風(fēng)多20%以上，即向東北的沿1上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文岸風(fēng)更利于青島沿岸上升流的形成

7、。通過AHI和GOCI對臺灣東北部海域的臺風(fēng)致上升流現(xiàn)象進(jìn)行觀測發(fā)現(xiàn)，2016年9月21日至9月23日，于臺灣東北部海域出現(xiàn)了兩處顯著的海表低溫區(qū)域，其相較于周圍水體低約3-4oC，所伴隨的海表葉綠素濃度大于0.8mg/m3。使用ROMS-SWAN耦合模式對9月15日至9月25日內(nèi)的臺灣附近海域進(jìn)行模擬，結(jié)果表明，在臺灣東北部海域出現(xiàn)了三處主要的渦旋式上升流區(qū)域：1）靠近臺灣東北部沿岸的表層氣旋式渦旋區(qū)域，當(dāng)臺風(fēng)在9月17日經(jīng)過該區(qū)域時，較高的水平對流和垂直粘度增強(qiáng)了該處的渦旋，此時上升流的最大流速約為9.3x10-3m/s；2）靠近臺灣東北部沿

8、岸的底層氣旋式渦旋區(qū)域，該處存在一個常年的底層氣旋式渦旋，當(dāng)強(qiáng)臺風(fēng)馬勒卡在9月17日經(jīng)過該區(qū)域時，底層壓強(qiáng)梯度力的做功在靠近海底處削弱了