【摘要】：本文采用波浪和線性摩擦項(xiàng)修正的非定常Ekman方程,用有限差分方法將其離散,在此基礎(chǔ)上,研究了 Stokes漂流、線性摩擦、垂向渦粘系數(shù)以及非定常風(fēng)等因素對(duì)Ekman流的影響。首先討論了 Ekman流對(duì)風(fēng)應(yīng)力項(xiàng)、Stokes漂流項(xiàng)、線性摩擦項(xiàng)以及垂向渦粘系數(shù)項(xiàng)的敏感度。在局部敏感性分析方法中,選取一次一個(gè)變量法做敏感性計(jì)算,結(jié)果表明在U10=5s和U10=5m/s情況下,Ekman流對(duì)各因素敏感度的大小排序依次為風(fēng)應(yīng)力項(xiàng)、垂向渦粘系數(shù)項(xiàng)、Stokes漂流項(xiàng)、線性摩擦項(xiàng),但在U10=15m/s、U10=20m/s及U10=25m/s的情況下,線性摩擦項(xiàng)的敏感度大于Stokes漂流項(xiàng)的敏感度。在全局性敏感性分析方法中,選取Morris篩選分析法進(jìn)行敏感性計(jì)算,結(jié)果表明在同一風(fēng)速下,Ekman流對(duì)各因素的敏感度大小排序依次為線性摩擦項(xiàng)、垂向渦粘系數(shù)項(xiàng)、風(fēng)應(yīng)力項(xiàng)、Stokes漂流項(xiàng)。此外,從各因素之間相互作用的計(jì)算結(jié)果來看,線性摩擦項(xiàng)與其他因素之間的相互作用最強(qiáng),其次為垂向渦粘系數(shù),再其次為風(fēng)應(yīng)力,而與其他因素之間的相互作用最小的是Stokes漂流。無論是一次一個(gè)變量法還是Morris篩選分析法,其敏感性分析的結(jié)果都表明線性摩擦項(xiàng)在Ekamn模型中的作用不可小覷,應(yīng)該在Ekman模型中考慮線性摩擦項(xiàng)的影響。然后在敏感性分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行理想實(shí)驗(yàn),研究了三種不同的Stokes漂流公式對(duì)Ekman流的影響,并且討論了 KPP和MY2.5形式的垂向渦粘系數(shù)對(duì)Ekman流的影響。結(jié)果表明由單波公式、e指數(shù)公式以及Phillips譜公式計(jì)算出的Ekman流的流速差別不明顯,表明這三種Stokes漂流近似公式的選取對(duì)Ekman流的影響不大。此外,在風(fēng)速、Stokes漂流公式以及線性摩擦項(xiàng)相同的情況下,MY2.5形式下的垂向渦粘系數(shù)計(jì)算出來的Ekman流的流速要大于垂向渦粘系數(shù)為KPP形式時(shí)計(jì)算出的Ekman流的流速。由此可以說明垂向渦粘系數(shù)公式的選取對(duì)Ekman流的計(jì)算相當(dāng)重要。最后在敏感性分析和理想實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,開展實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)。選用KPP形式的垂向渦粘系數(shù)和一維海浪譜積分公式討論了 Stokes漂流和線性摩擦項(xiàng)對(duì)非定常Ekman流的影響。結(jié)果表明:在低風(fēng)速下,Stokes漂流對(duì)Ekman流的影響最大(27.4%),中低風(fēng)速次之(7.5%),中高風(fēng)速最小(4.2%)。此外,在中高和中低風(fēng)速下,當(dāng)λ=r/fcor=0.5(線性摩擦項(xiàng)和科氏力的比值)時(shí),線性摩擦項(xiàng)對(duì)Ekman流的影響便已經(jīng)超過Stokes漂流的影響,而在低風(fēng)速情況下,當(dāng)λ=1時(shí),線性摩擦項(xiàng)對(duì)Ekman流的影響才超過Stokes漂流對(duì)Ekman流的影響。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P731.2
【圖文】：

垂向渦粘系數(shù)可以反映海洋內(nèi)部垂向混合的強(qiáng)度，是上層海洋內(nèi)部混合相當(dāng)逡逑重要的指標(biāo)。研究者在垂向渦粘系數(shù)的參數(shù)化上做了許多的工作，直至現(xiàn)在，垂逡逑向渦粘系數(shù)參數(shù)方案的優(yōu)化還是一個(gè)熱點(diǎn)性的研究問題，圖１．３為垂向渦粘系數(shù)逡逑的參數(shù)化分類。經(jīng)典的Ｅｋｍａｎ漂流理論假設(shè)垂向渦粘系數(shù)為一個(gè)與十米處風(fēng)速的逡逑８逡逑

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【參考文獻(xiàn)】

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1 宋曉猛;張建云;占車生;王小軍;劉翠善;;水文模型參數(shù)敏感性分析方法評(píng)述[J];水利水電科技進(jìn)展;2015年06期

2 劉巍;張韌;王輝贊;安玉柱;黃志松;;基于衛(wèi)星遙感資料的海洋表層流場(chǎng)反演與估算[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2012年05期

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1 徐俊麗;波浪對(duì)海洋表層Ekman流和上層混合的影響研究[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2013年

本文編號(hào)：2786179