冬季黃東海環(huán)流模擬

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1、交通科學(xué)武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)()第27卷　第2期與工程版Vol.27No.22003年4月JournalofWuhanUniversityofTechnologyApr.2003(TransportationScience&Engineering)3完全強(qiáng)迫下冬季黃東海環(huán)流三維高分辨數(shù)值模擬X1)1,2)2)2)鄧　健　黃立文　吳國雄　宇如聰(1)武漢理工大學(xué)航運(yùn)學(xué)院　武漢　430062)(2)中國科學(xué)院大氣物理研究所　北京　100029)摘要:在多年觀測的溫鹽資料基礎(chǔ)上,以月平均大氣風(fēng)應(yīng)力、邊界流輸送、溫鹽斜壓效應(yīng)、潮汐、長江口徑流等作為強(qiáng)迫條件,

2、對黃東海環(huán)流的細(xì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了3D數(shù)值模擬,探討了各因子特別是潮汐和冬季風(fēng)等因子對主要流系的動力學(xué)作用.結(jié)果表明,完全強(qiáng)迫下的數(shù)值模擬再現(xiàn)了冬季黃東海環(huán)流主要流系的基本特征.關(guān)鍵詞:冬季環(huán)流;3D數(shù)值模擬;完全強(qiáng)迫;黃東海中圖法分類號:P731.2　　黃東海冬季盛行強(qiáng)而穩(wěn)定的冬季風(fēng),東海東exp(2Gm)-1=2,Gm=0.1m,(m=0,1,?,側(cè)全年有高溫高鹽的黑潮水流經(jīng),長江口有較大e-1[5]的淡水通量注入,潮汐因子對這一淺海區(qū)域也起10),共分為11個不等距的sigma層.采用了著不可忽視的作用.這些因子的聯(lián)合作用使得黃黃東海海域1′×1

3、′高分辨的真實(shí)海底地形資料.東海環(huán)流的結(jié)構(gòu)有明顯的季節(jié)性特征.一直以來取最大水深為1500m,最小水深3m,積分時間黃海暖流、冬季長江口沖淡水、臺灣暖流、對馬暖步長450s.流、黃海和東海沿岸流、朝鮮半島西岸的南向沿岸1.2　側(cè)邊界條件流,黑潮水入侵陸架現(xiàn)象都是海洋學(xué)家非常關(guān)注整個模式區(qū)域共選取5個開邊界,分別對應(yīng)[1,2]的問題.文中采用了同文獻(xiàn)[1,2]類似的區(qū)域圖1中的A,B,C,D,E.在開邊界處流量的確定和模式框架,引入診斷條件下的全強(qiáng)迫條件,采用上,根據(jù)觀測統(tǒng)計(jì)資料,在保證各水邊界總的流量了10km×10km高分辨網(wǎng)格和觀測的高分辨溫

4、[3]進(jìn)出平衡的條件下,規(guī)定為:A邊界為臺灣海峽給鹽初始場資料,期望通過一個改進(jìn)的三維斜壓63數(shù)值模式ECOM2si,考查在這些因子的綜合強(qiáng)迫定入流,流量為2.3×10m?s,流速在水平和垂下冬季黃東海環(huán)流的細(xì)微結(jié)構(gòu)和響應(yīng)特征.直方向上均勻分布;B邊界為臺灣東岸深的海溝,63對應(yīng)于黑潮流入,流量為22.0×10m?s,流速在1　數(shù)值模式和試驗(yàn)方案水平方向上為拋物線分布,垂直方向上為均勻分布,并規(guī)定600m以下無流入流出;C邊界為大隅1.1　模式概述2吐噶喇海峽,黑潮水從此流出東海進(jìn)入太平洋,在63ECOM2si模式基礎(chǔ)上作了一些改進(jìn),使得流量為2

5、1.0×10m?s,流速在水平方向?yàn)閽佄锖Ｑ竽Ｊ骄邆渫暾亩嘁蜃勇?lián)合強(qiáng)迫模型,對黃線分布,垂直方向?yàn)榫鶆蚍植?600m以下無流入東海區(qū)域海洋過程具有較好模擬?預(yù)報(bào)能力.流出;D邊界為對馬海峽,對應(yīng)于對馬暖流,流出在數(shù)值模擬中63,計(jì)算區(qū)域?yàn)檎麄€渤海、黃海及量為1.0×10m?s,流速在垂直和水平方向上均東海區(qū)域(116°E～130.65°E,23°N～41.07°N).勻分布;E邊界為長江口,對應(yīng)于長江徑流,流出水平方向上為63164×202的等距均勻網(wǎng)格,格距為量為0.03×10m?s,流速在垂直和水平方向上10km×10km,垂直方向R坐標(biāo)下

6、依指數(shù)分層Rm為均勻分布.X收稿日期:20021217　　　　鄧　健:男,25歲,碩士生,主要研究領(lǐng)域?yàn)闅庀笮畔⒉杉c處理、數(shù)值模擬3國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40275015)和中國科學(xué)院大氣物理研究所LASG2003年重點(diǎn)開放項(xiàng)目資助?1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·162·武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版)2003年　第27卷流.2　模擬計(jì)算結(jié)果分析2.1　冬季海洋和大氣的基本狀況冬季1月份溫度南高北低,沿海大陸架上溫度等值線密集,黑潮區(qū)域是一高溫區(qū)

7、,在黃海中部可見明顯的暖舌.冬季的黃東?；旌蠈虞^深,絕大多數(shù)區(qū)域幾乎是全層混合,在有些區(qū)域出現(xiàn)上低下高的逆溫層,這與該區(qū)域流場結(jié)構(gòu)密切相關(guān).冬季強(qiáng)烈的北風(fēng)控制著整個黃東海區(qū)域,在北部區(qū)域是西北風(fēng),在中部和南部是北風(fēng)和東北風(fēng),風(fēng)速圖1　黃東海區(qū)域海底地形及開邊界分布平均為10m?s.溫鹽邊界條件:在入流處溫度、鹽度的開邊界2.2　黃海暖流值由文獻(xiàn)[3]中觀測的月平均值給定,內(nèi)插到計(jì)算冬季,從對馬暖流中分出一支流系向西北方的每一時步;出流處的溫度、鹽度開邊界值取相鄰向流動,沿濟(jì)州島南側(cè)的凹槽北上進(jìn)入黃海,這支的內(nèi)區(qū)點(diǎn)的溫、鹽度值.流被稱為黃海暖流.對

8、于其來源,由圖2的結(jié)果顯水位邊界條件:不考慮天文潮強(qiáng)迫時,開邊界示黃海暖流水應(yīng)是一支混合水,既有黑潮水暖水、水位GB由公式GB=GB-1