東海上層海洋對臺風響應(yīng)的數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間:2020-06-22 18:10
【摘要】:臺風是一種強破壞性天氣系統(tǒng),其過境時常伴隨強烈降水,并在沿海區(qū)域形成風暴潮,在海面引起巨浪,對沿海地區(qū)海上交通輸運、海洋工程、漁業(yè)以及人民的生命財產(chǎn)、造成極大的威脅和損失。2004年8月,臺風云娜經(jīng)過東海,其風力極強,最大風速可達58m/s,并伴隨著超過900毫米的最大降水量;影響范圍廣,受災(zāi)區(qū)域達到50個縣市,是登陸中國大陸很強的一次臺風,它對中國東南沿海造成了嚴重的生命財產(chǎn)損失。緊接著的另一個臺風鲇魚剛好由南向北穿過整個東海陸架。研究這兩次臺風不僅僅具有很重要的科學(xué)意義,同時具有更重要的社會價值。本文運用MITgcm模式對兩次連續(xù)的臺風云娜和臺風鲇魚經(jīng)過東海時,東海上層海洋對臺風的響應(yīng)進行研究。研究結(jié)果表明:兩次臺風經(jīng)過東海時,會引起東海大范圍的海表面溫度下降,最大降溫可達4℃。海表面溫度下降比臺風的到來相對滯后1天左右,同時呈明顯的右偏性,即臺風路徑的右側(cè)降溫幅度比左側(cè)大。由于臺風強烈的攪拌作用,混合層深度加深10-20 m,同時混合層內(nèi)的海水溫度下降。對海水的溫度控制方程和連續(xù)性方程各項分析的結(jié)果表明,混合層內(nèi)垂向?qū)α饕鸬纳仙骱土魉偌羟幸鸬膹娏业拇瓜驍U散即卷夾效應(yīng)是造成海水溫度下降的主要動力因素。兩次連續(xù)的臺風過程,海水降溫會出現(xiàn)累積效應(yīng)。第二次臺風可使海表面溫度繼續(xù)下降,混合層深度繼續(xù)加深。但海表面溫度下降和混合層加深的幅度與速率都比第一次臺風小。臺風過境東海時,在表層引起氣旋式流場,流動的方向右偏風應(yīng)力方向約45°。表層流場形成以后,流速隨即做順時針旋轉(zhuǎn)。臺風消失后,流速呈近慣性振蕩,周期約為1天。海洋深層流速與混合層內(nèi)流速相反。從相位上看,流速在垂向向上傳播,意味著能量向下傳播,近慣性波動將臺風輸入到上層海洋中的機械能傳遞到下層海洋。
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號】:P75;P732.3
【圖文】:
——東海,數(shù)值模擬區(qū)域為E117。逡逑至E132.2。,N24°至N43.5°。該區(qū)域包含整個渤海、黃海和東海以及部分西北太平洋(如圖2-逡逑1所示)。模式的網(wǎng)格沿水平方向均勻分布,分辨率為0.05°邋x0.05°,垂向上分為40個標準層。逡逑模式網(wǎng)格的垂向厚度和對應(yīng)深度如表2.1所示。模式采用的地形數(shù)據(jù)取自全球地形數(shù)據(jù)逡逑ET0P02,該數(shù)據(jù)包括全球區(qū)域,分辨率為0.03°x0.03°。將ET0P02數(shù)據(jù)二維插值到模式網(wǎng)逡逑格點上,即得到模式地形數(shù)據(jù)。為保證模式計算的穩(wěn)定,本文對地形數(shù)據(jù)進行了平滑處理,處逡逑理的方法是3x3中值平滑方法。即每個網(wǎng)格點的地形數(shù)據(jù)都取該網(wǎng)格點周圍的9個網(wǎng)格點的逡逑平均值。最大水深和最小水深分別設(shè)置為3000邋m和5邋m。逡逑-MV逡逑30°n邋?邋China邐c邋,逡逑Wij^邋^逡逑24邋N邋i邐i邐i逡逑II8°F-;邐I21°E邐124°E邐I27(、E邐I30°E逡逑圖2-1數(shù)值模式的模擬區(qū)域圖。其中紅色方框為本文研究的東海區(qū)域逡逑Figure邋2-1邋Simulation邋area邋diagram邋of邋the邋numerical邋model.邋The邋red邋box邋is邋the邋East邋China邋Sea邋region邋studied邋in逡逑this邋paper.逡逑7逡逑
圖3-4東海陸架上的N28°斷面(紅色)和東海陸坡上的PN斷面(藍色)逡逑Figure邋3-4邋N28°邋section邋on邋the邋East邋China邋Sea邋shelf邋(red)邋and邋the邋PN邋section邋on邋the邋East邋China邋Sea邋slope邋(blue)逡逑N28°斷面的流速的1月和8月份的垂向分布如圖3-5所示。從圖3-5a看到,在冬季,向逡逑南的沿岸流主要分布在近岸區(qū)域約E122。以西的20m水深以淺的區(qū)域,并且流速在表層最大,逡逑隨著水深的增加,流速略微減小。離岸線越來越遠,發(fā)現(xiàn)向北的臺灣暖流。冬季的臺灣暖流表逡逑層流速稍慢,隨著水深的增加,流速增大,最強的流速出現(xiàn)在約20邋m層,較強的流速保持在逡逑水深40m以淺的水層,水深繼續(xù)加深,流速開始變小。臺灣暖流在E122.6。處流速開始沿離岸逡逑方向變小,甚至出現(xiàn)向南的流速。結(jié)合空間水平分布(圖3-2),這是由于臺灣暖流在此處向東逡逑轉(zhuǎn)向?qū)е卤毕蛄魉俦容^小。該斷面處夏季的北向流速分量的垂向分布則表明(圖3-5b),從近逡逑岸到遠處,流速基本向北,除了在E123.5。處附近。在E123.5。處出現(xiàn)的向南流速是由于臺灣暖逡逑流在此處做順時針轉(zhuǎn)向的緣故(圖3-3)。夏季的臺灣暖流在整個水層垂向上都很強
本文編號:2726048
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號】:P75;P732.3
【圖文】:
——東海,數(shù)值模擬區(qū)域為E117。逡逑至E132.2。,N24°至N43.5°。該區(qū)域包含整個渤海、黃海和東海以及部分西北太平洋(如圖2-逡逑1所示)。模式的網(wǎng)格沿水平方向均勻分布,分辨率為0.05°邋x0.05°,垂向上分為40個標準層。逡逑模式網(wǎng)格的垂向厚度和對應(yīng)深度如表2.1所示。模式采用的地形數(shù)據(jù)取自全球地形數(shù)據(jù)逡逑ET0P02,該數(shù)據(jù)包括全球區(qū)域,分辨率為0.03°x0.03°。將ET0P02數(shù)據(jù)二維插值到模式網(wǎng)逡逑格點上,即得到模式地形數(shù)據(jù)。為保證模式計算的穩(wěn)定,本文對地形數(shù)據(jù)進行了平滑處理,處逡逑理的方法是3x3中值平滑方法。即每個網(wǎng)格點的地形數(shù)據(jù)都取該網(wǎng)格點周圍的9個網(wǎng)格點的逡逑平均值。最大水深和最小水深分別設(shè)置為3000邋m和5邋m。逡逑-MV逡逑30°n邋?邋China邐c邋,逡逑Wij^邋^逡逑24邋N邋i邐i邐i逡逑II8°F-;邐I21°E邐124°E邐I27(、E邐I30°E逡逑圖2-1數(shù)值模式的模擬區(qū)域圖。其中紅色方框為本文研究的東海區(qū)域逡逑Figure邋2-1邋Simulation邋area邋diagram邋of邋the邋numerical邋model.邋The邋red邋box邋is邋the邋East邋China邋Sea邋region邋studied邋in逡逑this邋paper.逡逑7逡逑
圖3-4東海陸架上的N28°斷面(紅色)和東海陸坡上的PN斷面(藍色)逡逑Figure邋3-4邋N28°邋section邋on邋the邋East邋China邋Sea邋shelf邋(red)邋and邋the邋PN邋section邋on邋the邋East邋China邋Sea邋slope邋(blue)逡逑N28°斷面的流速的1月和8月份的垂向分布如圖3-5所示。從圖3-5a看到,在冬季,向逡逑南的沿岸流主要分布在近岸區(qū)域約E122。以西的20m水深以淺的區(qū)域,并且流速在表層最大,逡逑隨著水深的增加,流速略微減小。離岸線越來越遠,發(fā)現(xiàn)向北的臺灣暖流。冬季的臺灣暖流表逡逑層流速稍慢,隨著水深的增加,流速增大,最強的流速出現(xiàn)在約20邋m層,較強的流速保持在逡逑水深40m以淺的水層,水深繼續(xù)加深,流速開始變小。臺灣暖流在E122.6。處流速開始沿離岸逡逑方向變小,甚至出現(xiàn)向南的流速。結(jié)合空間水平分布(圖3-2),這是由于臺灣暖流在此處向東逡逑轉(zhuǎn)向?qū)е卤毕蛄魉俦容^小。該斷面處夏季的北向流速分量的垂向分布則表明(圖3-5b),從近逡逑岸到遠處,流速基本向北,除了在E123.5。處附近。在E123.5。處出現(xiàn)的向南流速是由于臺灣暖逡逑流在此處做順時針轉(zhuǎn)向的緣故(圖3-3)。夏季的臺灣暖流在整個水層垂向上都很強
【參考文獻】
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1 陳大可;雷小途;王偉;王桂華;韓桂軍;周磊;;上層海洋對臺風的響應(yīng)和調(diào)制機理[J];地球科學(xué)進展;2013年10期
2 徐文玲;蘇潔;;臺風對西北太平洋海表溫度的影響[J];中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年S2期
3 袁耀初,蘇紀蘭;1995年以來我國對黑潮及琉球海流的研究[J];科學(xué)通報;2000年22期
4 朱建榮,秦曾灝;海洋對熱帶氣旋響應(yīng)的研究、.海洋對靜止、移速不同的熱帶氣旋響應(yīng)[J];海洋與湖沼;1995年02期
5 湯毓祥,林葵,田代知二;關(guān)于東海黑潮流量某些特征的分析[J];海洋與湖沼;1994年06期
6 翁學(xué)傳,王從敏;On the Taiwan Warm Current Water[J];青島海洋大學(xué)學(xué)報;1989年S1期
7 管秉賢;有關(guān)我國近海海流研究的若干問題[J];海洋與湖沼;1962年Z2期
相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條
1 崔紅;南海對于臺風伊布都響應(yīng)的數(shù)值研究[D];中國科學(xué)院研究生院(海洋研究所);2009年
本文編號:2726048
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