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相似文献
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1.
高山  孙孚 《海洋与湖沼》2005,36(4):367-375
使用风浪经验公式和风浪传入近岸的小振幅波动理论计算并分析了地转条件下波生横向彻体切应力随风速、风区、水深等因素的变化规律。结果表明,彻体切应力随风速、风区的增大而增大,直到波浪达到完全成长状态,但增长速度并不规则;为更加直观的显示彻体切应力的海流驱动作用,将其与定常Ekman漂流中的风生湍粘性力进行了有意义的比较,结果表明,在中、高纬度的通常海况下两者具有相同量级,因此,在有波浪场存在的条件下,由风、浪共生海流的总体强度将比理论Ekman漂流大,并且不会完全符合Ekman漂流理论的转向规律,在表层尤其明显。由此说明,在一定情况下在风生漂流研究中考虑由地转引起的波生横向彻体切应力是非常必要的。  相似文献   

2.
采用浪流沙耦合模型COHEREN-SED模型进行黄河三角洲的海流三维运动数值模拟。文中将垂向平均的波浪辐射应力与垂向变化的波浪辐射应力引入至COHERENS-SED,通过该模型进行波浪辐射应力影响下的海流场演变数值研究。研究结果显示波浪辐射应力的存在显著改变了水深小于5m的流场。垂向变化的辐射应力则使得其表层波生沿岸流速大于传统的垂向均匀辐射应力引起的波生沿岸流速,底层则刚好相反。当波浪强度很大时,流场中的波生沿岸流对水深较浅的海岸区海流场影响较大。  相似文献   

3.
首先将Longuet-Higgins提出的海浪辐射应力拓广为自海面至任意深度的单位面积铅直水柱承受的海浪辐射应力,并在此基础上首次给出地转条件下单位水体承受的海浪辐射应力计算式.最后给出单位水体承受的浪致作用力,为在海流数值模拟中便利的考虑海浪对流的驱动作用提供必要的条件.  相似文献   

4.
利用海洋环流模式POM,分别在考虑波致应力和不考虑波致应力的情况下对1998年台风Faith影响南海期间的海洋环流进行了模拟试验,并将模拟结果与浮标观测资料进行了对比分析。初步的分析结果显示,在考虑波致应力情况下的模式结果无论在海表面温度(SST)的最大降温还是台风引起的海流的近惯性波动等方面均与观测结果更为接近;相对于不考虑波致应力的模式结果,最低SST降低了1℃,达到了24.12℃,而最大表层流速增加了17cm.s-1,达到了1.74m.s-1,计算的1 000m以内的正压流速大约增加了32%,达到了16.2cm.s-1。  相似文献   

5.
基于考虑辐射应力机制的近岸高分辨率的波浪和潮汐风暴潮相互作用耦合数值模式 ,研究了辐射应力在黄河三角洲胜利油田近岸海域波浪和潮汐风暴潮相互作用过程中对水位的影响 ,并与两个中等强度天气过程引发的实测水位过程进行比较。结果表明 ,考虑辐射应力机制的波浪和潮汐风暴潮相互作用耦合模式模拟的结果与实测更接近 ,特别在极值增水位处吻合很好。对本研究的中等强度天气过程 ,辐射应力可增水 40cm ,在黄河三角洲近岸区有 2 0cm以上最大增水区域 ,这在工程上非常重要。可以预见 ,对引发黄河三角洲沿岸强增水的台风及强寒潮过程 ,辐射应力对增水的影响会更明显。本研究结果表明 ,在实际工程应用中 ,应采用波浪和潮汐风暴潮相互作用耦合数值模式。  相似文献   

6.
联合第三代浅水海浪模式SWAN和三维海流模式POM,建立考虑海浪影响的三维风暴潮模式,利用该模式,在渤黄海区域,对温带气旋830315诱发的风暴潮进行数值模拟,从海表风应力、辐射应力、底应力三方面入手,对海浪对风暴潮的影响进行了数值研究.研究表明:海浪通过风应力对风暴潮水位的影响最为显著,而波致辐射应力与依赖波流相互作用的底应力的影响只在渤海和北黄海相对明显;考虑海浪影响的风暴潮水住过程曲线模拟结果,比不考虑海浪影响的纯风暴潮模拟结果与实测水位曲线吻合的更好,尤其是在减水极值处,其相对误差不超过5.57%.  相似文献   

7.
依据我国独立发展的浪致混合理论,基于MASNUM第三代海浪数值模式和三维POM海流数值模式,研制开发了高分辨率浪-潮-流耦合数值预报系统并进行了(准)业务化运行与预报产品精度检验.该浪-潮-流耦合数值预报系统能够提供全球、西北太平洋和中国近海三个海域不同分辨率的海浪、海流以及温度、盐度等数值预报产品.基于卫星遥感数据、...  相似文献   

8.
纪文君  王卫强 《台湾海峡》2002,21(3):340-343
介绍了Ekman螺线的动力学结构 ,分析研究了风应力及海水内部的动量传递形式 .结果表明 :动量传递方向与海流方向成 45°左偏 .这对于研究海洋内部的动力结构是有意义的 .  相似文献   

9.
联合第三代浅水海浪模式SWAN和三维海流模式POM,建立考虑海浪影响的三维风暴潮模式,利用该模式,在渤黄海区域,对温带气旋830315诱发的风暴潮进行数值模拟,从海表风应力、辐射应力、底应力三方面入手,对海浪对风暴潮的影响进行了数值研究.研究表明海浪通过风应力对风暴潮水位的影响最为显著,而波致辐射应力与依赖波流相互作用的底应力的影响只在渤海和北黄海相对明显;考虑海浪影响的风暴潮水住过程曲线模拟结果,比不考虑海浪影响的纯风暴潮模拟结果与实测水位曲线吻合的更好,尤其是在减水极值处,其相对误差不超过5.57%.  相似文献   

10.
波浪对泥沙作用的数值研究及在渤海区域的检验   总被引:1,自引:1,他引:0  
滕涌  杨永增  芦静  崔廷伟 《海洋学报》2012,34(5):174-182
针对渤海海域开展了波致底切应力对泥沙作用的数值估计。针对浅水条件,通过理想试验估算了波致底切应力对波流耦合底切应力的贡献。针对渤海大风过程,利用ECOMSED模式,通过波流耦合底边界层模型模拟了渤海区域的泥沙浓度,并利用遥感资料对表层泥沙浓度的数值模拟进行了检验。对比结果表明,考虑波浪作用的情况下,模拟结果在总体分布上得到明显的改善。在大风过程中波浪对0~20 m近岸区域的泥沙再悬浮起主导作用。  相似文献   

11.
The ocean drift current consists of a (local) pure drift current generated by the interaction of wind and waves at the sea surface, to which the surface geostrophic current is added vectorially. We present (a) a similarity solution for the wave boundary layer (which has been validated through the prediction of the 10-m drag law), from which the component of pure drift current along the direction of the wind (and hence the speed factor) can be evaluated from the 10-m wind speed and the peak wave period, and (b) a similarity solution for the Ekman layers of the two fluids, which shows that under steady-state neutral conditions the pure drift current lies along the direction of the geostrophic wind, and has a magnitude 0.034 that of the geostrophic wind speed. The co-existence of these two similarity solutions indicates that the frictional properties of the coupled air-sea system are easily evaluated functions of the 10-m wind speed and the peak wave period, and also leads to a simple expression for the angle of deflection of the pure drift current to the 10 m wind. The analysis provides a dynamical model for global ocean drift on monthly and annual time scales for which the steady-state neutral model is a good approximation. In particular, the theoretical results appear to be able to successfully predict the mean surface drift measured by HF Radar, which at present is the best technique for studying the near surface velocity profile.  相似文献   

12.
利用2000~2008年的卫星高度计资料和QuikSCAT风场资料,反演了全球的海表的地转流和Ekman流,将两者合成后生成了0.5°×0.5°的逐周全球表层流产品。在计算Ekman流的时候,引入了权重函数,改进了Lagerloef方法中Ekman流在25°S和25°N上的不连续问题。分析表明:卫星资料反演的流产品能够反映出海表流场的特征,将其分别于TAO观测和SGUD流产品进行定量化的比较显示,所得流产品具有较高的反演精度和可信度,说明改进的方法是有效的。  相似文献   

13.
利用2000—2008年的卫星高度计资料和QuikSCAT风场资料,反演了全球的海表的地转流和Ekman流,将两者合成后生成了0.5°×0.5°的逐周全球表层流产品。在计算Ekman流的时候,引入了权重函数,改进了Lagerloef方法中Ekman流在25°S和25°N上的不连续问题。分析表明:卫星资料反演的流产品能够反映出海表流场的特征,将其分别与TAO观测和SCUD流产品进行定量化的比较显示,所得流产品具有较高的反演精度和可信度,说明改进的方法是有效的。  相似文献   

14.
The response of near-surface current profiles to wind and random surface waves are studied based on the approach of Jenkins [1989. The use of a wave prediction model for driving a near surface current model. Dtsch. Hydrogr. Z. 42, 134–149] and Tang et al. [2007. Observation and modeling of surface currents on the Grand Banks: a study of the wave effects on surface currents. J. Geophys. Res. 112, C10025, doi:10.1029/2006JC004028]. Analytic steady solutions are presented for wave-modified Ekman equations resulting from Stokes drift, wind input and wave dissipation for a depth-independent constant eddy viscosity coefficient and one that varies linearly with depth. The parameters involved in the solutions can be determined by the two-dimensional wavenumber spectrum of ocean waves, wind speed, the Coriolis parameter and the densities of air and water, and the solutions reduce to those of Lewis and Belcher [2004. Time-dependent, coupled, Ekman boundary layer solutions incorporating Stokes drift. Dyn. Atmos. Oceans. 37, 313–351] when only the effects of Stokes drift are included. As illustrative examples, for a fully developed wind-generated sea with different wind speeds, wave-modified current profiles are calculated and compared with the classical Ekman theory and Lewis and Belcher's [2004. Time-dependent, coupled, Ekman boundary layer solutions incorporating Stokes drift. Dyn. Atmos. Oceans 37, 313–351] modification by using the Donelan and Pierson [1987. Radar scattering and equilibrium ranges in wind-generated waves with application to scatterometry. J. Geophys. Res. 92, 4971–5029] wavenumber spectrum, the WAM wave model formulation for wind input energy to waves, and wave energy dissipation converted to currents. Illustrative examples for a fully developed sea and the comparisons between observations and the theoretical predictions demonstrate that the effects of the random surface waves on the classical Ekman current are important, as they change qualitatively the nature of the Ekman layer. But the effects of the wind input and wave dissipation on surface current are small, relative to the impact of the Stokes drift.  相似文献   

15.
童思友  廖仪  陈亮  吴志强 《海洋科学》2016,40(2):145-150
为研究海洋环境信号在OBS(Ocean Bottom Seismograph)原始数据中的规律及应用,根据OBS原始数据的波形及频谱特征,将研究区划分为5个时间段,依次为旧涌浪阶段、风浪渐强阶段、风浪全盛阶段、风浪消退阶段和新涌浪阶段。结合海洋天气预报,认为上述现象是由偏南风风浪对海流的影响造成的。参考野外地震数据采集记录班报,得到各阶段的时长和距离,计算风浪渐强、全盛和消退阶段OBS附近海流的平均速度。结果表明:OBS原始资料中浅海海洋环境噪音增强的主要因素是风浪,且风浪引起的噪音信号的波形变化特征是渐进式的;OBS可用于接收某种特殊阶段(如台风、海啸等)的噪音信号,并根据噪音信号的波形特征、频谱变化规律和持续时间估算该阶段的海流速度变化。  相似文献   

16.
风不仅驱动了上层海洋的环流,也是深层海洋运动的主要能量来源。本文主要研究了北太平洋北部的风能输入的季节性分布特征和年际变化趋势,包括风向表面波、表层地转流和表层非地转流的能量输入。基于SODA3数据的结果表明,风能输入门户随季节变化显著,其中黑潮延伸区是冬季门户,副极地流涡是春、秋季门户,大洋东边界则是夏季门户,能量输入强度逐次递减。21世纪以来,秋冬风能输入明显减弱,春季增加,夏季无显著变化。就变化趋势的空间分布而言,向表面波的能量输入由风场主导,而向表层地转流和非地转流的能量输入则由流场主导。这些机械能输入结果对进一步认识该海域的动力机制有重要意义。  相似文献   

17.
基于Jenkins(1989)建立的包含Stokes漂流、风输入和波耗散影响的修正Ekman模型,采用Paskyabi等(2012)使用的推广的Donelan等(1987)中的谱和波耗散函数,并利用Paskyabi等(2012)中修正方法给出的包含高频波的风输入函数,在粘性不依赖于水深及粘性随深度线性变化的条件下,研究了包含高频毛细重力波的随机表面波对Stokes漂流和Song(2009)导出的波浪修正定常Ekman流解的影响。结果表明高频表面波使Stokes漂流在海表面剪切加强,对定常Ekamn流解的影响通常不能忽略,但对Ekman流场的角度偏转影响很小。最后,将考虑高频表面波尾谱影响所估算的定常Ekman流解与已有观测结果以及经典Ekman解进行了比对分析。  相似文献   

18.
In this paper, the air-sea planetary boundary is divided into three layers. With the aid of geostrophic momentum approximation, wind and current profiles, surface wind, surface wind stress and Ekman pumpinii in the atmosphere as well as in the ocean affected by the atmospheric baroclini-city, stratification and nonlinear effects are investigated systematically for an ocean of infinite depth. Meanwhile, the characteristics of the air-sea interaction is analyzed.  相似文献   

19.
Microwave remote sensing is one of the most useful methods for observing the ocean parameters. The Doppler frequency or interferometric phase of the radar echoes can be used for an ocean surface current speed retrieval,which is widely used in spaceborne and airborne radars. While the effect of the ocean currents and waves is interactional. It is impossible to retrieve the ocean surface current speed from Doppler frequency shift directly. In order to study the relationship between the ocean surface current speed and the Doppler frequency shift, a numerical ocean surface Doppler spectrum model is established and validated with a reference. The input parameters of ocean Doppler spectrum include an ocean wave elevation model, a directional distribution function, and wind speed and direction. The suitable ocean wave elevation spectrum and the directional distribution function are selected by comparing the ocean Doppler spectrum in C band with an empirical geophysical model function(CDOP). What is more, the error sensitivities of ocean surface current speed to the wind speed and direction are analyzed. All these simulations are in Ku band. The simulation results show that the ocean surface current speed error is sensitive to the wind speed and direction errors. With VV polarization, the ocean surface current speed error is about 0.15 m/s when the wind speed error is 2 m/s, and the ocean surface current speed error is smaller than 0.3 m/s when the wind direction error is within 20° in the cross wind direction.  相似文献   

20.
张志伟 《海洋通报》2019,38(5):562-568
基于数字台风网、欧洲中心ERA-Interim、美国国家海洋与大气局以及中国Argo实时资料中心的资料研究了西北太平洋上层海洋对台风"奥鹿"的响应。研究结果表明,当"奥鹿"移动速度在2 m/s以下时,强风应力产生的Ekman泵是上层海洋响应的主要机制,移动速度越慢,Ekman抽吸速率(EPV)越大,海表温度(SST)降温持续时间短,冷尾迹出现在台风中心位置处。当"奥鹿"移动速度达到6 m/s以上时,持续风应力驱动的惯性泵是主导机制,SST降温持续时间长,冷尾迹出现在台风路径的右侧。惯性泵比Ekman泵持续的时间长,但Ekman泵影响深度比惯性泵大得多。在"奥鹿"经过西北太平洋时,混合层深度(MLD)变浅并伴随着"冷抽吸"作用的出现。上层海洋中"冷抽吸"现象较"热泵"现象影响深度深,持续时间长,在"奥鹿"过境后可持续20天以上。  相似文献   

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