河流冲淡水锋面对下降流风事件的响应

论文摘要

风是改变河流冲淡水锋面结构的一个重要外部作用力。本文运用三维数值模型(区域海洋模式系统Regional Ocean Modeling System,ROMS)研究了在理想条件下和真实海洋(以东中国海为例)中河流冲淡水锋面对下降流风的响应过程。理想化模型结果显示,河流冲淡水锋面的调整过程包含了三个阶段,风作用期间的去层化和再层化,以及风作用结束后的恢复阶段。在去层化阶段中,下降流风通过Ekman效应驱动了一个表层向岸、底层离岸的跨陆架环流,使锋面等盐度线的倾角增大。去层化过程的时间尺度与Ekman输运减小锋面宽度所需时间相关。如果去层化所需时间大于风作用时间,则风太弱,不能产生一个充分混合的锋面。但是无论锋面是否能够充分混合,随着风的持续作用,锋面区域都会发生不稳定(以对称不稳定为主),导致锋面再层化。这一阶段,沿岸淡水输运因为下降流风压缩鼓包而增强,形成了一个额外的浮力源,激发并维持了对称不稳定。风事件结束之后,斜压不稳定变成主导,使锋面进一步层化。理想化模型的结果清楚地展示了锋面的演化过程,证实了沿岸过程在河流冲淡水锋面调整过程中的重要性。为了检验真实海洋环境下锋面在下降流风作用下的调整过程,对长江冲淡水进行了5年的数值模拟。长江冲淡水锋面在一个典型的下降流风事件中同样经历了:风作用期间的去层化和再层化,以及风作用结束后的恢复阶段。风作用期间的再层化由对称不稳定引起,恢复阶段的进一步层化由斜压不稳定主导,基本证实了理想化模型的结论。此外,真实海洋中的风应力和潮汐有助于亚中尺度对称不稳定的形成。以往的研究认为,在下降流风的作用下,河流冲淡水锋面的调整在锋面趋于充分混合(即去层化阶段)后停止。本文研究发现下降流风同时增强了沿岸的淡水输运,激发了对称不稳定,不稳定增强了锋面的层化,从而在风事件中产生了一个再层化阶段。这一结果表明亚中尺度过程在近海动力过程中起着重要作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 选题背景及研究意义
•   1.2 研究现状
•     1.2.1 河流冲淡水
•     1.2.2 河流冲淡水锋面的研究现状
•     1.2.3 锋面亚中尺度不稳定
•   1.3 研究目的及内容
• 第二章 理想化河流冲淡水锋面对下降流风事件的响应
•   2.1 引言
•   2.2 数值模型
•   2.3 结果
•     2.3.1 锋面的调整过程
•     2.3.2 锋面的去层化
•     2.3.3 锋面的再层化
•     2.3.4 锋面的恢复
•   2.4 讨论
•     2.4.1 对称不稳定的发生机制
•     2.4.2 锋面的能量分析
•     2.4.3 模型设置的敏感性
•   2.5 小结
• 第三章 长江冲淡水锋面对下降流风事件的响应
•   3.1 引言
•   3.2 数值模型
•     3.2.1 模型设置
•     3.2.2 模型验证
•   3.3 结果
•     3.3.1 锋面的调整过程
•     3.3.2 锋面的去层化
•     3.3.3 锋面的再层化
•     3.3.4 锋面的恢复
•     3.3.5 不稳定引起的再层化
•   3.4 讨论
•     3.4.1 锋面的能量分析
•     3.4.2 风应力和潮汐的敏感性
•   3.5 小结
• 第四章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吕润清

导师: 程鹏

关键词: 河流冲淡水锋面,下降流风,对称不稳定

来源: 厦门大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 厦门大学

分类号: P461

总页数: 95

文件大小: 8326K

下载量: 7