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海洋模式中Boussinesq近似误差讨论 总被引：4，自引：0，他引：4
根据全球增暖的特点,设计了一个理想的数值试验方案,用Boussinesq POP海洋模式和改进的非Boussinesq POP海洋模式定量讨论了Bousiinesq近似在海洋模式计算中的误差。结果发现,在只有热力驱动的热力环流背景下,由热膨胀引起的海平面上升在水平方向上是基本均匀的,在所给的初始边界条件下,这种由Boussinesq近似引起的最大海平面误差可以达到59％,在Boussinesq POP模式中,热源中心处的海面高度要远小于由非Boussinesq模式计算的海面高度,而其周围有虚假的海面高度下降;在只有加热引起的热盐环流过程中,当模式作了Boussinesq假设以后,计算的经向和纬向垂直环流都会产生虚假的加强,虽然这种误差只是在1％左右;在Bousiinesq近似假定下,热量经向通量在赤道上垂直剖面的积分误差比质量经向通量在赤道上垂直剖面的积分误差大一个量级;非Boussinesq模式计算的气压梯度所做功的垂向分布在3000m以下是有波动的,而Boussinesq模式计算的气压梯度所做功的垂向分布在3000m以下基本上是均匀的,它的误差在10％以上。 相似文献
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海洋环流模式中不同近似假设下的海表高度 总被引：1，自引：1，他引：1
Boussinesq近似是现代海洋环流模式中经常采用的假设，但随着海洋模式的不断发展完善以及气候研究应用的需要，有必要估算Boussinesq近似造成的模式误差。分别利用一个非Boussinesq近似的海洋模式与另一个结构相同且采用Boussinesq近似的模式计算海表高度，并同时利用模式预报的温度、盐度资料计算了比容异常高度。分析结果显示，这3种不同定义的海表高度无论空间结构，还是时间演变，都基本类似，尤其在热带海区最接近，差值≤1cm。Boussinesq近似意味着在模式中以体积守恒代替质量守恒，通常的做法是对其进行简单的质量补偿来保持质量守恒。比较说明，以质量补偿方法进行的高度订正对减小Boussinesq近似带来的误差没有本质的意义。 相似文献
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为研究大尺度海洋环流和一些大尺度海洋物理过程,我们建立了一个无海底地形的三层斜压海洋环流数值模式。模式方程采用了静力近似和Boussinesq近似,在上边界采用了钢盖近似。同时,还做了两个数值试验:第一个模拟试验,海洋从静止状态开始,以4个季节的气候平均风应力和海表大气季节平均温度为强迫条件,积分区城选择45℃以北的太平洋,数值积分了5个模式年,这时海洋的上层环流和温度的年变化趋于平稳。计算结果再现了太平洋气候平均状态的海温分布和主要海流的大尺度特征以及它们的年变化特征。如西部强化流、赤道潜流等。第二个数值试验,在第一个数值模拟的基础上给定赤道西太平洋一个风应力异常区,数值积分了几个月。从计算结果中可看到类似E1 Ni■o的现象,并且初步地分析了赤道波动在E1 Ni■o形成过程中的作用。 相似文献
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适用于沙坝上Bragg反射的二阶Boussinesq方程数学模型及其数值验证 总被引：1，自引：1，他引：0
在二阶 Boussinesq 方程基础上,通过引入含水深导数项对该方程进行了理论上的改进,使得该方程在应用于无限沙坝 Bragg反射问题时与理论解析解在更大范围内符合.基于该改进的高阶 Boussinesq 方程,在非交错网格下建立了混合 4 阶的Adams-Bashforth- Moulton 格式的数学模型.将数值模型应用到有限个连续沙坝上波浪传播变形问题的数值模拟中,通过两点法给出数值波浪反射系数,将这些反射系数与已有的实验数据进行对比,对比表明改进后的模型计算出的反射系数与实验结果吻合更好,这验证了本文理论改进的有效性. 相似文献
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在海洋内波多发区,海底地形变化是影响海洋内波生成、传播和演化的重要因素。本文基于不可压缩原始N-S方程,在非静压近似条件下,通过建立适应于非线性海洋内波研究的非静压海洋动力学模型,并将其应用于正压潮驱动下的内孤立波生成和传播的数值模拟研究。根据模拟结果,研究了一类单海脊地形拓扑结构变化对内孤立波生成和传播的影响;分析并讨论了地形拓扑结构参数变化与生成的内孤立波传播至特定位置的抵达时间、强度等特征参数之间的变化关系;提出内孤立波生成之前在海脊一侧形成"L-下陷"结构的观点,并揭示了与该观点相合的能量"积聚"和"释放"机制。 相似文献
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北极海冰减少的气候效应研究 总被引：2，自引：0，他引：2
本文采用了OSU两层大气环流模式对特定的北极海冰进行数值模拟,研究北极海冰减少的气候效应.试验中海温一律取为气候平均值,北极海冰作为外强迫源影响大气,大气响应完全是环流内部调整的结果.本文对北极海冰减少后的大气环流特征进行了分析,特别是与中国的气温和降水之间的关系. 相似文献
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洋际交换及其在全球大洋环流中的作用:MOM4p1积分1400年的结果 总被引：2，自引：0，他引：2
利用非Boussinesq近似下MOM4p1的全球大洋环流预后模式,采用真实地形,以静止状态为初始条件,进行了1 400a积分,以研究平衡状态下大洋环流的结构。模式由月平均气候态强迫场驱动,包括192×189个水平网格和压力坐标下的31个垂直层次。着重研究达到平衡状态后,各洋际通道处的质量、热量输运和补偿及其在全球大洋环流中的作用。根据动能演变特征表明,积分过程分为3个阶段:风海流的成长及准稳定状态;热盐环流的成长过程以及热盐环流的稳定状态;由静止状态冷启动达到热盐环流的稳定状态,积分过程必须在千年以上。模式结果再现了从白令海峡到格陵兰海的北冰洋贯穿流和印度尼西亚贯穿流,并用已有观测资料对它们进行对比。分析表明,海面的倾斜结构是形成太平洋-北冰洋-大西洋贯穿流和印尼贯穿流的主要动力机制。分析指出,尽管在北大西洋存在1.4×106 m3/s的南向体积输运,但其热量输运却是北向的并达到1015 W量级,其原因是北向的上层海流温度远高于北大西洋深层水向南的回流。文章分析了经向体积和热量输运对北大西洋深层水补偿来源及大西洋经向翻转环流的贡献。模拟所得洋际交换的量值可以由经向补偿予以合理解释,并得到以往实测与数模结果的支持。洋际通道处的体积和热量交换突出体现了其在大洋传送带系统中的枢纽作用。 相似文献
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Ocean current forecasting is still in explorative stage of study. In the study, we face some problems that have not been met before. The solving of these problems has become fundamental premise for realizing the ocean current forecasting. In the present paper are discussed in depth the physical essence for such basic problems as the predictability of ocean current, the predictable currents, the dynamical basis for studying respectively the tidal current and circulation, the necessity of boundary model, the models on regions with different scales and their link. The foundations and plans to solve the problems are demonstrated. Finally a set of operational numerical forecasting system for ocean current is proposed. 相似文献
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V. I. Agoshkov V. M. Ipatova V. B. Zalesnyi E. I. Parmuzin V. P. Shutyaev 《Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics》2010,46(6):677-712
Problems of the variational assimilation of satellite observational data on the temperature and level of the ocean surface,
as well as data on the temperature and salinity of the ocean from the ARGO system of buoys, are formulated with the use of
the global three-dimensional model of ocean thermodynamics developed at the Institute of Numerical Mathematics, Russian Academy
of Sciences (INM RAS). Algorithms for numerical solutions of the problems are developed and substantiated, and data assimilation
blocks are developed and incorporated into the global three-dimensional model. Numerical experiments are performed with the
use of the Indian Ocean or the entire World Ocean as examples. These numerical experiments support the theoretical conclusions
and demonstrate that the use of a model with an assimilation block of operational observational data is expedient. 相似文献
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Parabolic Approximation of the Weakly Nonlinear Mild Slope Equation with Bottom Friction 总被引：2，自引：0，他引：2
This paper presents a refined parabolic approximation model of the mild slope equation to simu-late the combination of water wave refraction and diffraction in the large coastal region.The bottom frictionand weakly nonlinear term are included in the model.The difference equation is established with the Crank-Nicolson scheme.The numerical test shows that some numerical prediction results will be inaccurate in com-plicated topography without considering weak nonlinearity;the bottom friction will make wave height damp-ing and it can not be neglected for calculation of wave field in large areas. 相似文献
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基于推板造波理论和摇板造波理论,在Open FOAM平台上采用重叠网格技术建立黏性数值波浪水槽,并使用一种结合SIMPLE算法和PISO算法的PIMPLE算法对数值模型进行求解。利用开发的数值模型通过数值收敛性测试和网格独立性测试分别重点研究了时间步长、库朗数和网格尺寸对数值精度和计算效率的影响。并对比研究了此数值模型分别嵌入层流模型和湍流模型的计算精度和计算效率。实现的规则波和二阶有限振幅波与理论结果和试验结果吻合,验证了此黏性数值波浪水槽的造波和主动消波功能。基于二维数值波浪水槽,进一步研究了三维数值造波,数值计算结果与理论结果吻合良好。研究结果不仅验证了重叠网格在二维和三维两相流体域中求解运动物体与流场交互的可靠性和正确性,而且为使用此黏性数值波浪水槽解决更复杂的海洋工程问题提供了依据。 相似文献
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台风是对我国造成严重危害的中尺度天气系统,随着沿海地区经济的发展以及越来越多的海洋开发工程的进行,对台风的研究也日益受到重视。本文从台风的观测、理论和数值研究几个方面综合分析了台风研究中的若干问题,并对现阶段存在的问题进行了讨论。 相似文献
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