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1.
风生近惯性内波破碎引起的跨等密度面混合在海洋内部混合中起重要作用。然而其参数化对海洋模式的模拟影响仍有待进一步认识。本文给出的是在模块化海洋模式（MOM）中海洋表面边界层以下引入一个考虑风驱动近惯性内波破碎引起的跨等密度面混合参数化方案的研究工作。模拟结果显示，该方案有效改善MOM4模拟的上层1 000 m以上的温盐偏差，特别是在北太平洋和北大西洋的通风地区。数值试验表明，风生近惯性内波破碎有可能是维持海洋通风过程的重要机制之一，它使得海洋通风区的位温变冷，盐度变淡，整层等位密面加深。维持的通风过程使得北太平洋副极地大涡的影响延伸到副热带大涡。从而模拟的北太平洋中层水源头及其副热带大涡东侧的温盐更接近观测实际。同时，模拟的北大西洋经圈翻转环流强度也更为合理。 相似文献
2.
近惯性内波广泛存在于全球海洋,是维持深层海洋跨等密度面湍流混合及海洋层结的重要能量来源。基于黑潮-亲潮混合区的多年深海潜标数据,分析了:(1)该海域近惯性内波及其能量的季节变化特征与影响因素,(2)上层和深层近惯性运动的频率、波数谱及垂向分布等特征。结果表明,该海域存在丰富的近惯性动能,无论海洋上层还是深层均呈现显著的冬季强、夏季弱的季节变化特征,冬季(12～2月)上层的近惯性能量可占全年能量的41%,深层近惯性信号同样显著,同潮汐信号相当。平板模型分析表明,该区域近惯性动能的季节循环特征主要受风场的季节变化所主导,同时受到黑潮延伸体流轴的摆动调制。 相似文献
3.
基于细尺度参数化方法,利用2000—2007年的历史水文剖面资料,分析了西北太平洋海区(135°—180°E,25°—45°N)跨等密度面湍流混合的时空分布特征。结果表明,垂直平均的耗散率与地形粗糙度的空间分布基本一致,且随经度自西向东减弱。在地形粗糙的地方,耗散率达O(10–8m2/s3),而在地形平坦的地方,耗散率仅O(10–11m2/s3)。另外,上层海洋混合存在明显的季节变化,在日本近岸的海区,耗散率冬季最强而夏季最弱,与风生近惯性能量之间存在显著的正相关;在大洋内区,耗散率冬季最强而秋季最弱,与风生近惯性能量的相关关系较弱。进一步地,本文分析了风应力在不同海区对混合的影响深度,结果显示在伊豆-小笠原海脊以西,风应力的影响深度最浅为620m,而在该海脊以东最深可达1740m。 相似文献
4.
近惯性内波运动普遍存在于全球大洋中,影响大洋中的质量、动量和能量输送,是大气强迫与海洋混合之间的重要纽带。由于目前海洋深层观测资料的缺乏,对于深层近惯性内波生消演变特征研究甚少。利用2009-2012年的潜标观测资料,采用带通滤波和谱分析方法研究了南海西沙海域深层近惯性内波生成、传播和消亡等演变特征。通过研究发现,南海西沙海域深层存在较强的近惯性振荡,其生成源为台风过境能量输入,绝大部分时段内,近惯性振荡能量在海洋浅层耗散,不向海洋深层传播;仅在少部分时段内,近惯性振荡能量的80%～85%耗散在500 m以浅区域,有大概15%～20%继续向海洋深层传播。 相似文献
5.
基于简单的Slab模式,建立了热带气旋过程中上层海洋近惯性流与风应力之间的定量关系。在此基础上推导出了近惯性振荡在海面能量输入通量及在温跃层内能量耗散表达式,揭示了近惯性流在大尺度准地转流场作用下的频散关系。研究表明:上混合层近惯性流的产生是局地风应力直接作用的结果。海洋因其层化效应存在相应的斜压正交模,当风应力频率与海洋内部固有的斜压模态相近时,二者共振产生近惯性振荡。而当海面输入近惯性能量大于其在上混合层能量损耗的水深平均值时,近惯性振荡处于增长阶段,反之则处于衰减阶段。大尺度准地转流的作用是对近惯性振荡流产生频移效应,而对近惯性流的能量耗散没有贡献。 相似文献
6.
南海是全球内波高发区之一,也是强混合海区。本文利用公开的温盐、流场、风场等数据,结合理论模型分别给出了近惯性内波、内潮、背风波对南海混合的能量贡献及空间分布。三者输入南海的能量之和约为19GW,其中近惯性内波贡献27%;内潮贡献66%;背风波贡献7%。假设这些能量全部在南海耗散为混合提供能量,计算得到南海的平均混合率约为2.8×10~(-3)m~2·s~(-1)。 相似文献
7.
近惯性波广泛存在于全球海洋,对海洋中的能量级联非常重要。风输入海洋的近惯性能量在海洋中是如何传播和耗散的,能量在海洋中如何划分,一直是受到高度关注的话题。本文简要综述了风生近惯性波在海洋中的传播和耗散过程,包括影响近惯性波传播的因素,比如β效应、中尺度涡度、台风尾流和近惯性波自身的波数特征等;近惯性波在风暴等强天气过程下的传播方式;近惯性波在混合层中衰减时间尺度的模拟;近惯性能量在海洋中的分配以及现有研究中还未解决的问题。本文拟为今后的近惯性波研究提供一些思路,进一步促进近惯性波机制和模拟等方面研究的深入开展。 相似文献
8.
继第部分之后研究了惯性内波和近惯性内波由f～的作用所致的剪切不稳定引起的破碎机制。物理上,该机制很象存在由风应力所致薄表面涡旋漂流层时表面波的破碎与饱和过程。惯性内波和近惯性内波的破碎产物与小尺度湍流一起形成了混合块,它与Gregg等人(1986)的持久混合观测结果一致。依据Thorpe(1973)实验的结果作者提出了一个估计湍流动能耗散率和消衰时间的方法。结果表明,在剪切不稳定中近惯性内波在湍动耗散中起了关键作用,而惯性内波引起非常弱的湍动耗散。使用内波能量谱的标准总能量密度估计出的近惯性内波的耗散率和消衰时间与PATCHEX测量结果非常一致。文中还讨论了几个与此破碎机制有关的问题。 相似文献
9.
基于高分辨率CFSR(climate forecast system reanalysis)风场资料、气候态海洋混合层厚度资料和卫星高度计海面高度异常资料,本文估计了大气风场向全球海洋混合层的近惯性能通量和近惯性能量输入功率,并探究了混合层厚度、风场时间分辨率、经验衰减系数和中尺度涡旋涡度对近惯性能通量和能量输入功率的影响。浮标实测风场和流速表明,本文所用的风场和阻尼平板模型可用于估计风场向全球海洋的近惯性能通量。本文计算得到的大气向全球海洋输入近惯性能量的功率为0.56TW(1TW=10~(12)W),其中北半球贡献0.22TW,南半球贡献0.34TW。在时间上,风场的近惯性能通量呈现各个半球冬季最强、夏季最弱的特征,这和西风带风场的季节变化有关。在空间上,近惯性能通量的高值海域为南、北半球西风带海洋,尤其是南大洋。混合层厚度和风场空间不均匀性使得西风带近惯性能通量呈现纬向变化,即海盆西部强于海盆东部。风场时间分辨率对近惯性能通量的估计至关重要,低时间分辨率风场对近惯性能通量的低估达到13%—30%。阻尼平板模型中的经验衰减系数对近惯性能通量估计的影响不超过5%。中尺度涡旋涡度仅改变近惯性能通量的空间分布,而对全球近惯性能量输入功率的影响可以忽略。 相似文献
10.
11.
Based on the latest oceanic surface drifter dataset from the global drifter program during 2000–2019, this study investigated the global variation of relative frequency shift(RFS), near-inertial energy(NIE) and inverse excess bandwidth(IEB) of near-inertial motions, and analyzed their relations with oceanic mesoscale dynamics, relative vorticity and strain. Compared with previous works, we have some new findings in this study:(1) the RFS was high with negative values in some regions in which we found a significant blue shift of the RFS in the equatorward of 30°N(S) and from 50°N to 60°N in the Pacific, and a red shift in the western boundary currents and their extension regions, the North Atlantic and the Antarctic Circumpolar Current regions;(2) more peak values of the NIE were found in global regions like the South Indian Ocean, the Luzon Strait and some areas of the South Ocean;(3) the global distribution of the IEB were characterized by clear zonal bands and affected by vorticity and wind field;(4)the RFS was elevated as the absolute value of the gradient of vorticity increased, the IEB did not depend on the gradient of vorticity, and the eddy kinetic energy(EKE) weakened with the decrease of the absolute value of RFS;(5) the NIE decreased with increasing absolute value of the relative vorticity and the gradient of vorticity, but it increased with increasing strain and EKE when EKE was larger than 0.003 2 m~2/s~2. 相似文献
12.
本研究通过分析布放在南海北部的着陆器流速数据,研究一支蓝移的近惯性振荡信号,发现该信号可以传到600m水深以下,持续时间为11月3—16日。该信号的最大的东向流速为0.133m/s,最大南向流为0.124m/s。谱分析发现垂向流速呈现出5个不同的流核,最强流核发生在600—650m位置。近惯性能量下传速度为67±5m/d,从600m下传到1000m的位置能量耗散18%。经验正交函数(empiricalorthogonalfunction,EOF)分解结果显示,这次近惯性振荡信号开始是第一模态占主导,随后变成高阶模态为主导的形式。由于不知道其信号生成的源头,所以无法确定近惯性振荡形成原因,结合前人的研究结果,可以排除台风引起此次近惯性振荡信号的生成。卫星的海表高度异常显示,此时的正涡度有利于此次近惯性振荡发生蓝移特征。 相似文献
13.
渤黄东海潮能通量与潮能耗散 总被引：7，自引：0，他引：7
利用同化高度计资料和沿岸验潮站资料对潮汐数值模式进行同化,根据同化后的数值模式结果,对渤黄东海中的潮能通量和潮能耗散进行了研究.M2分潮从太平洋进入渤黄东海的潮能为122.499GW,占4个主要分潮进入总量的79%.黄海是半日分潮潮能耗散的主要海区.全日分潮则主要耗散在东海.全日分潮在遇到陆坡的阻挡以后有一部分潮能沿着冲绳海槽向西南传播,并有一部分潮能反射回太平洋,其中O1分潮通过C3断面反射回太平洋的潮能,约占其传入东海潮能的44%. 相似文献
14.
Using a two-dimensional primitive equation model, we examine nonlinear responses of a semidiurnal tidal flow impinging on
a seamount with a background Garrett-Munk-like (GM-like) internal wavefield. It is found that horizontally elongated pancake-like
structures of high vertical wavenumber near-inertial current shear are created both in the near-field (the region over the
slope of the seamount) and far-field (the region over the flat bottom of the ocean). An important distinction is that the
high vertical wavenumber near-inertial current shear is amplified only at mid-latitudes in the far-field (owing to a parametric
subharmonic instability (PSI)), whereas it is amplified both at mid-and high-latitudes (above the latitude where PSI can occur)
in the near-field. In order to clarify the generating mechanism for the strong shear in the near-field, additional numerical
experiments are carried out with the GM-like background internal waves removed. The experiments show that the strong shear
is also created, indicating that it is not caused by the interaction between the background GM-like internal waves and the
semidiurnal internal tides. One possible explanation is proposed for the amplification of high vertical wavenumber near-inertial
current shear in the near-field where tide residual flow resulting from tide-topography interaction plays an important role
in transferring energy from high-mode internal tides to near-inertial internal waves. 相似文献
15.
利用1986/1987ENSO事件前后的深水CTD资料,计算了热带西太平洋(141°~165°E,10°N~10°S)相对于不同等压面的势能空间分布和时间变化。结果表明,ENSO期间热带西太平洋单位面积上水柱的势能明显减小,而热带西太平洋势能的经向变化明显大于纬向变化。经向变化的特征是赤道外势能大于赤道上的势能。势能最大值位于4°N和4°S,而最大年际变化则发生于7°N,远大于赤道附近。最后,还分析了热带西太平洋势能分布的地域性特征,并指出了这些特征与海洋水文特征的联系。 相似文献
16.
使用细尺度参数化方法和2015—2019年全球的Argo温盐剖面资料,分析了风生近惯性能通量和地形粗糙度对全球海洋300—600m深度的涡流扩散系数的影响。结果表明,在30°—45°N区域,月均涡流扩散系数与月平均风生近惯性能通量随时间的变化趋势较为一致,相关系数可达0.43,前者滞后1个月,与后者的相关系数可达0.65,但在其他区域二者的变化趋势相差较大;相较于中纬度和北半球,低纬度和南半球的地形粗糙度与扩散系数的相关关系更好。基于这些分析结果,拟合并建立了30°—45°N区域300—600m深度的涡流扩散系数与风生近惯性能通量和地形粗糙度的关系式。而且,用此关系式和细尺度参数化方法计算出来的扩散系数平均量级差异为0.47,且91%的值偏差小于一个量级。据此,我们给出了1—12月30°—45°N太平洋区域的涡流扩散系数的网格化结果。 相似文献
17.
基于内波动力学方程,提出利用TOPEX/Poseidon高度计资料提取内潮的方法.利用该方法,结合1992年10月到2002年6月共10a的TOPEX/Poseidon高度计资料和Levitus(1998)资料,给出了整个太平洋M2内潮能通量的分布,并与观测资料进行比测,两者符合较好.同时也发现沿整个太平洋边界M2内潮能通量向大洋内部输入的总功率为58.4GW,其中北太平洋对此贡献为30.2GW,南太平洋为28.2GW,可见南、北太平洋的贡献是基本相等的.东太平洋的总量为17.8GW,而西太平洋为40.6GW,两者差异较大(以160°W作为东、西太平洋分界线). 相似文献
18.
Numerical study of the storm-induced circulation on the Scotian Shelf during Hurricane Juan using a nested-grid ocean model 总被引：2，自引：0，他引：2
A nested-grid ocean circulation modelling system is used to assess the upper ocean response of the Scotian Shelf and adjacent slope to Hurricane Juan in September 2003. The nested-grid system consists of a fine-grid inner model covering the Scotian Shelf/slope and a coarse-grid outer model covering the northwest Atlantic Ocean. The model-calculated upper ocean response to Hurricane Juan is characterized by large divergent surface currents forced by the local wind forcing under the storm, and intense near-inertial currents in the wake of the storm. The sea surface temperature (SST) cooling produced by the model is biased to the right of the storm track and agrees well with a satellite-derived analysis. Over the deep water, off the Scotian Shelf, some of the near-inertial energy input by the storm is advected eastward by the Gulf Stream away from the storm track. The hurricane also generates shelf waves that propagate equatorward with the coastline on their right. In comparison with the outer model results, the inner model captures more meso-scale structures, greater SST cooling and stronger near-inertial currents in the study region. 相似文献