【摘要】：南海位于中國大陸南端，是溝通太平洋和印度洋的重要通道之一，地理位置非常重要。南海地形變化劇烈，島礁眾多，使得南海的潮波系統(tǒng)非常復雜。南海潮能耗散較強，在深水處，，僅考慮底摩擦耗散不能充分體現(xiàn)潮能耗散的實際情況，還必須考慮表面潮向內潮轉換時的能量損失，即內潮耗散。 本文建立了南海潮波模式及其伴隨同化模式，在傳統(tǒng)二維潮波方程的基礎上加入了內潮耗散項，考慮了內潮耗散對南海潮波系統(tǒng)的影響。在前人工作基礎上，改進了內潮耗散參數(shù)化方案，并給出了內潮耗散項中地形效應參數(shù)的計算公式。 評估了全球大洋潮汐模式TPXO7.2、GOT00.2、NAO.99b和DTU10在南海的準確度。依據(jù)對比分析結果，選用DTU10模式來計算本研究的開邊界條件。 以63個驗潮站和24個TOPEX/Poseidon衛(wèi)星高度計軌道交叉點處的調和常數(shù)作為觀測值，利用伴隨同化方法來優(yōu)化模式中的底摩擦系數(shù)和內潮耗散系數(shù)，使得模擬結果與觀測值更加接近。為了尋找最優(yōu)的優(yōu)化方案，設計了7組數(shù)值實驗。實驗1~7M2分潮模擬結果與觀測值的均方根偏差分別為29.78cm、24.08cm、12.64cm、12.56cm、10.19cm、10.63cm和10.15cm，可以看出實驗7先優(yōu)化內潮耗散系數(shù)再優(yōu)化底摩擦系數(shù)的模擬結果最優(yōu)。 確定了同化方案后，本文建立了1/8°和1/4°兩種水平分辨率的M2分潮的單分潮數(shù)值模式，通過對比發(fā)現(xiàn)，水平分辨率1/4°模式的計算時長大約為1/8°模式的1/5，而誤差僅略大�？紤]到4個分潮耦合模擬需要積分時間更長，為了提高計算效率，采用分辨率為1/4°的模式進行最終的M2、S2、K1、O1四個分潮耦合同化模擬。對于1/4°模式而言，7個實驗方案中結果最優(yōu)的仍為實驗5、6和7，實驗7最優(yōu)，其次是實驗5，與1/8°模式情況相同。 采用先優(yōu)化內潮耗散系數(shù)再優(yōu)化底摩擦系數(shù)的方案，對南海M2、S2、K1、O1分潮進行了耦合同化模擬。M2、S2、K1和O1分潮模擬值與觀測值的均方根偏差分別為12.35cm、6.47cm、9.79cm和8.21cm，模擬結果與觀測符合良好。基于該模擬結果，分析了南海M2、S2、K1、O1四個分潮的潮汐潮流特征，較好地體現(xiàn)了南海潮波的傳播規(guī)律。 基于四個分潮耦合同化模擬結果，分析了南海M2、S2、K1、O1四個分潮的潮能通量分布情況。四個分潮的潮能都由太平洋經呂宋海峽傳入，然后向西南方向傳播。S2分潮的潮能通量量級明顯小于另外三個分潮的潮能通量。不論對于半日分潮還是對于全日分潮來說，都是在呂宋海峽處的潮能通量最大。 基于四個分潮耦合同化模擬結果，還分析了南海的潮能耗散情況。南海的潮能耗散除了底摩擦造成的底摩擦耗散外，還通過表面潮向內潮轉換的方式來進行耗散，即內潮耗散。南海的底摩擦耗散主要發(fā)生在沿岸淺水區(qū)域，內潮耗散主要集中在呂宋海峽等深水區(qū)，呂宋海峽處為最大。
【圖文】：

S2、K1、O1主要分潮的潮汐潮流。Zu et al (2008)[27]通過將 T/P 衛(wèi)星高度計資料同化到正壓潮波模型中，模擬了南海 8 個主要分潮（M2、S2、K1、O1、N2、K2、P1和 Q1）。

4 數(shù)值實驗4.1 計算海區(qū)及參數(shù)設置本文以南海為研究區(qū)域，南海地形如圖 4-1 所示。南海北部陸架區(qū)、北部灣、泰國灣及巽他陸架區(qū)水深較淺，大都在 200 m 以內，南海中央海盆水深較大，最深可達 5000 m 以上。計算區(qū)域范圍為 99°E~126°E、4°S~26°N，水平分辨率為1/8°，網格數(shù)為 217×241（圖 4-2）。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：P731.2

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2609111