次中尺度過程是現(xiàn)階段物理海洋中熱點(diǎn)研究問題,顯著影響著海洋環(huán)流和營(yíng)養(yǎng)鹽分布結(jié)構(gòu),對(duì)理解海洋垂向輸運(yùn)、能量串級(jí)和生物化學(xué)過程起著重要作用�，F(xiàn)階段對(duì)于沿岸次中尺度過程的觀測(cè)和研究仍存在不足,包括觀測(cè)精度和覆蓋率不夠等。因此,研究沿岸次中尺度現(xiàn)象,獲取其結(jié)構(gòu)特征和演化規(guī)律,增進(jìn)對(duì)沿岸次中尺度過程的研究,進(jìn)而對(duì)沿岸航運(yùn)管理和漁業(yè)資源規(guī)劃起著重要作用。本文主要利用連云港沿岸2017年6月至2019年3月高頻地波雷達(dá)數(shù)據(jù)和MODIS顏色指數(shù)（Color index,簡(jiǎn)稱CI）圖像對(duì)沿岸次中尺度信號(hào)進(jìn)行特征提取,研究沿岸次中尺度渦旋結(jié)構(gòu)變化特征。高頻地波雷達(dá)數(shù)據(jù)高時(shí)空分辨率分別為約3 km和20 min,能夠捕捉得到流場(chǎng)中完整的次中尺度渦旋特征;MODIS CI圖像具有高空間分辨率（約500 m）和高空間覆蓋率,能夠彌補(bǔ)高頻地波雷達(dá)觀測(cè)區(qū)域有限的限制。對(duì)于高頻地波雷達(dá)流場(chǎng)數(shù)據(jù),采用基于向量幾何（Vector geometry,簡(jiǎn)稱VG）的渦旋探測(cè)算法識(shí)別流場(chǎng)中渦旋中心和邊界結(jié)構(gòu);對(duì)于空間分辨率為500 m的MODIS CI圖像,構(gòu)建CI梯度參數(shù)利用VG渦旋探測(cè)算法提取次中尺度信號(hào)。除此以外,利用RO... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

從行星尺度強(qiáng)迫到小尺度耗散混合的海洋環(huán)流示意圖[1]

第一章緒論5圖1-22011年4月5日葉綠素GOCI圖像，白色方框內(nèi)存在著豐富的海洋次中尺度現(xiàn)象[33]3）湍流熱成風(fēng)混合層不穩(wěn)定和鋒生作用都是在守恒流場(chǎng)框架下的理論，而海洋表層總是存在的非守恒的湍流。在分析復(fù)雜流場(chǎng)的鋒面和渦絲時(shí)，很難區(qū)分到底是由于混合層不穩(wěn)定還是鋒生作用。在這種非守恒條件下的流場(chǎng)表現(xiàn)出一種近似線性動(dòng)量平衡，即湍流熱成風(fēng)結(jié)構(gòu)（turbulentthermalwind，簡(jiǎn)稱TTW）和不可壓縮質(zhì)量平衡。TTW可以被簡(jiǎn)化認(rèn)為是地轉(zhuǎn)、靜力（熱成風(fēng)）平衡且�？寺吔鐚悠胶獾膹�(fù)合生成機(jī)制。已有相關(guān)研究[34,35]利用數(shù)值模擬針對(duì)此機(jī)制具體分析對(duì)次中尺度過程的影響。4）地形因素誘發(fā)的尾流尾流（水平流場(chǎng)通過垂直圓柱體產(chǎn)生的現(xiàn)象）通常發(fā)生在流體動(dòng)力過程中。當(dāng)雷諾數(shù)足夠大時(shí)，尾流在薄湍流邊界層處產(chǎn)生垂向渦。在海洋中有所不同，由于旋轉(zhuǎn)和層結(jié)的存在，羅斯貝數(shù)和弗勞德數(shù)不大，尾流和它的演化由于均勻?qū)踊瓦吔绲拇嬖诟嗟氖侨S過程。邊界在沿岸可能僅僅是底部。在理想旋轉(zhuǎn)層結(jié)模擬中當(dāng)雷諾數(shù)大時(shí)側(cè)邊界層和尾流剪切層很薄，所以這種現(xiàn)象被認(rèn)為是次中尺度環(huán)流。Liu等[36]用三維數(shù)值模擬（水平尺度~7km）評(píng)估了黑潮區(qū)域格林島附近次中尺度島后尾流生成過程。該島后尾流表現(xiàn)出按序再分層特征，即冷水上涌，通過平流向島后流動(dòng)，形成沿著黑潮振蕩的島后尾流。不同于傳統(tǒng)島后尾流，這種渦應(yīng)力特征受到慣性不穩(wěn)定和正壓不穩(wěn)定控制。慣性不穩(wěn)定具有很大的生長(zhǎng)速率并且會(huì)使反氣旋再循環(huán)不穩(wěn)定。正壓不穩(wěn)定是在下游生成渦動(dòng)能的次級(jí)環(huán)流。同時(shí)，他們用數(shù)值模擬表明島后尾流處湍流混合主要發(fā)生在自由剪切層，由于受到島架效應(yīng)和垂直渦度傾斜引起的垂直剪切不穩(wěn)定[37]。

第二章數(shù)據(jù)介紹、方法及數(shù)值模式介紹9第二章數(shù)據(jù)、方法及數(shù)值模式介紹2.1觀測(cè)數(shù)據(jù)2.1.1高頻地波雷達(dá)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)高頻地波雷達(dá)架設(shè)在中國(guó)黃海靠近連云港沿岸區(qū)域，提供二維矢量場(chǎng)信息。該數(shù)據(jù)空間覆蓋范圍為119.64°-120.63°E，34.38°-34.98°N，時(shí)間范圍為2017年6月至2019年3月，空間分辨率為0.03°（~3km），時(shí)間分辨率為20min。高頻地波雷達(dá)觀測(cè)覆蓋區(qū)域見圖2-1，該區(qū)域水深變化為1-33m。圖2-1（a）連云港沿岸谷歌衛(wèi)星地圖：偽彩圖為MODIS衛(wèi)星CI圖像，黑色實(shí)線區(qū)域?yàn)楦哳l地波雷達(dá)區(qū)域（90.8km66.7km）；（b）高頻地波雷達(dá)觀測(cè)區(qū)域水深圖（單位：m），黑色實(shí)線為等深線，分別對(duì)應(yīng)3、10和20m等深線，黑色點(diǎn)為高頻地波雷達(dá)觀測(cè)得到的矢量點(diǎn)，高頻地波雷達(dá)架設(shè)位置為綠色三角形位置

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]黑潮流區(qū)次中尺度熱量輸運(yùn)特征——以2013年1月模擬結(jié)果為例[J]. 吳迪茜,董濟(jì)海,陳智杰.  海洋科學(xué). 2019(09)
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[3]高分辨率海洋模式關(guān)鍵物理過程參數(shù)化方案的研發(fā)[J]. 董昌明,王慶業(yè),陳旭,廖光洪,董濟(jì)海.  中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué). 2017(05)
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博士論文
[1]黑潮延伸體多尺度相互作用及其渦動(dòng)能年代際、季節(jié)變化的動(dòng)力機(jī)制[D]. 楊洋.南京信息工程大學(xué) 2017
[2]南海北部以及呂宋海峽次級(jí)中尺度動(dòng)力過程數(shù)值模擬研究[D]. 劉國(guó)強(qiáng).中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所） 2012

碩士論文
[1]瓊東鋒面混合特征及其參數(shù)化研究[D]. 楊春花.廣東海洋大學(xué) 2018
[2]瓊東區(qū)域海洋鋒面的次中尺度過程[D]. 曹智勇.廣東海洋大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3223712