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《黃海冷水團(tuán)夏季葉綠素垂向分布結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制!》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第#’卷第)期海洋與湖沼DE1;#’，F(xiàn)E;))&&#年#月GH,+FGIG$J+,KIJLFGIG$J+MJFJH+L/N;，)&&#黃海冷水團(tuán)夏季葉綠素垂向分布結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制!張書文（海洋環(huán)境科學(xué)和數(shù)值模擬國(guó)家海洋局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室青島)**&*%）提要通過(guò)求解黃海冷水團(tuán)葉綠素一維模式控制方程，首次對(duì)風(fēng)攪拌混合、潮混合和光衰減強(qiáng)度的影響機(jī)制進(jìn)行了解析研究。結(jié)果表明，湍流混合過(guò)程和光的衰減強(qiáng)度對(duì)葉綠素夏季垂向分布結(jié)構(gòu)具有重要影響。增強(qiáng)海面風(fēng)攪拌混合作用的結(jié)果，導(dǎo)致葉綠素表層分布趨于均勻；增強(qiáng)潮混合，導(dǎo)致葉綠素最大值增加，最大值的位置向海面抬升；減少光的衰減強(qiáng)度，導(dǎo)致葉綠素最大值增加，
2、最大值的位置下沉。關(guān)鍵詞黃海冷水團(tuán)，葉綠素，影響機(jī)制中圖分類號(hào)>"#%黃海夏季深層冷水（毛漢禮等，%!*’），又稱黃海冷水團(tuán)（赫崇本等，%!?!；管秉賢，%!*#），其主要特征是溫度低且溫差大、鹽度小，是我國(guó)陸架淺海上一個(gè)重要的海洋現(xiàn)象，一直備受我國(guó)物理海洋學(xué)家所關(guān)注（袁業(yè)立，%!!#；蘇紀(jì)蘭等，%!!?；@A=B!"#$，%!!)）。近年來(lái)對(duì)于黃海冷水域生物化學(xué)特性的研究已取得了重要進(jìn)展（顧宏堪，%!(&；刁煥祥等，%!(?）。作為海區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化程度指標(biāo)之一的葉綠素，對(duì)其在一些區(qū)域站點(diǎn)的分布情況也已有零星報(bào)道（吳玉霖等，)&&%；孫軍等，)&&)）。特別對(duì)葉綠素夏季垂向分布結(jié)構(gòu)有
3、了較深入的了解（王保棟，)&&&）。然而迄今有關(guān)物理過(guò)程對(duì)葉綠素夏季垂向分布結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理，如風(fēng)攪拌混合、潮混合、上升流和光衰減強(qiáng)度的影響，無(wú)論在理論上還是數(shù)值研究上均非常缺乏。作者基于中韓黃海水循環(huán)動(dòng)力學(xué)合作項(xiàng)目聯(lián)合調(diào)查資料，通過(guò)建立黃海冷水團(tuán)物理C生態(tài)耦合模式數(shù)值研究了葉綠素垂向分布最大值的形成和演變過(guò)程，并對(duì)其影響因素進(jìn)行了研究（張書文等，)&&)）。本文是此項(xiàng)工作的進(jìn)一步擴(kuò)展，旨在通過(guò)理論研究闡明風(fēng)攪拌混合、潮混合和光衰減強(qiáng)度的影響機(jī)制。!湍流混合過(guò)程對(duì)葉綠素夏季垂向最大值分布結(jié)構(gòu)的影響黃海為淺海區(qū)，湍流混合和垂向?qū)α鬟^(guò)程是引起垂向物質(zhì)輸送的主要?jiǎng)恿C(jī)制，對(duì)葉綠素夏季結(jié)構(gòu)
4、具有顯著影響。限于篇幅，本文僅對(duì)湍流混合過(guò)程的作用進(jìn)行解析研究。湍流混合系數(shù)按照文獻(xiàn)（袁業(yè)立等，%!!#）中的結(jié)果，可表示如下：!國(guó)家!"#基礎(chǔ)規(guī)劃資助項(xiàng)目，$%!!!&’#(&)號(hào)、國(guó)家(*#項(xiàng)目資助課題編號(hào)：)&&)++*##%&&。張書文，男，出生于%!*)年%%月，博士，研究員，,-./01：23456789:106;<5;35;6=萬(wàn)方數(shù)據(jù)收稿日期：)&&)-&#-%%，收修改稿日期：)&&)-&*-)’#;*海洋與湖沼&$卷!"!!#"!$（#）式中!#、!$分別為風(fēng)攪拌混合和潮混合。在上混合層，風(fēng)浪攪拌混合占主導(dǎo)地位；在冷水團(tuán)深底層，潮混合占主導(dǎo)地位；而在溫躍層水域
5、湍流混合較弱。與海浪攪拌相聯(lián)系的混合作用可以用湍流混合長(zhǎng)度理論描述如下：!!$%&%&#&’(（)’()"%#%）)!’（%）#!"式中，!!**%+為,-./-0常數(shù)，!為特征波陡，為波齡，#為海面風(fēng)速，%為與1234-.56"780數(shù)有關(guān)的無(wú)量綱系數(shù)。在中性層化情況下，+,!*，%!#)#*，因此（%）式可表示為：!#-&*’(（)#*"）（&）&%&#&)+!’（$）{*-%&!"%#%（+）#*-’)"由（%）式可知，海面風(fēng)速#越大，風(fēng)攪拌混合!#就越強(qiáng)。通常利用近海底潮流分布，根據(jù)湍流理論可確定出相應(yīng)的潮混合系數(shù)。為便于進(jìn)行理論研究，本文采用文獻(xiàn)（袁業(yè)立等，#99&）所
6、給出的潮混合系數(shù)解析表達(dá)式：!$-#*+9.#*/$01（)#2:*%+’$!$（"21）%)0%）%，""*（:）!"式中0為潮流振幅，1為水深，$!#*;<#*=$，%為常數(shù)，由（:）式可知，潮流振幅越大，!$越大；越接近海底，!$值也越大；’$!$!3%，3為>.?0@6AB27BCB頻率。水體層化越強(qiáng)，即!"%越大，!就越小。因此!由潮流振幅、水深及水體的層化強(qiáng)度決定。3$$!"!風(fēng)攪拌混合對(duì)葉綠素夏季結(jié)構(gòu)垂向分布的影響本節(jié)僅考慮風(fēng)攪拌所激發(fā)的湍流混合，即取!"!!#，!#由（%）式定義。葉綠素生長(zhǎng)的一維控制方程為：!4-!(!#!4)/6!42#%（7，3）4/"1*（
7、D）!5!"!"!(式中，%（7，3）為光照強(qiáng)度和營(yíng)養(yǎng)鹽的約束函數(shù)，本節(jié)視其為常數(shù)，4為葉綠素的濃度，1*為異氧浮游動(dòng)物含量，"為攝食率，6為垂向?qū)α魉俣取楹?jiǎn)單計(jì)，取1*!8*4，%!（7，3），，量級(jí)比較表明，垂向湍流混合遠(yuǎn)比垂向?qū)α髦匾虼吮疚穆匀ゴ瓜?"8*!"*對(duì)流過(guò)程的影響。初邊界條件定義如下：!4!#-*（;）{!""-*，/14（"，5）5-*-4（*"）（9）為求解方程（D），設(shè)4（"，5）!$（5）9（"），有$:/&$-*（#*）{!(!!9)2（#%/"
