A climatic dataset of ocean vertical turbulent mixing coefficient based on real energy sources     

Yu Zhang  YiHua Lin  RuiXin Huang 《中国科学:地球科学(英文版)》2014,57(10):2435-2446

Using data on wind stress, significant height of combined wind waves and swell, potential temperature, salinity and seawater velocity, as well as objectively-analyzed in situ temperature and salinity, we established a global ocean dataset of calculated wind- and tide-induced vertical turbulent mixing coefficients. We then examined energy conservation of ocean vertical mixing from the point of view of ocean wind energy inputs, gravitational potential energy change due to mixing (with and without artificially limiting themixing coefficient), and K-theory vertical turbulent parameterization schemes regardless of energy inputs. Our research showed that calculating the mixing coefficient with average data and artificial limiting the mixing coefficient can cause a remarkable lack of energy conservation, with energy losses of up to 90% and changes in the energy oscillation period. The data also show that wind can introduce a huge amount of energy into the upper layers of the Southern Ocean, and that tidesdo so in regions around underwater mountains. We argue that it is necessary to take wind and tidal energy inputs into account forlong-term ocean climate numerical simulations. We believe that using this ocean vertical turbulent mixing coefficient climatic dataset is a fast and efficient method to maintain the ocean energy balance in ocean modeling research.  相似文献   

台风“利奇马”对东中国海表层悬浮物浓度变化的影响     

李治  周舟  江文胜  边昌伟 《海洋科学》2021,45(11):1-9

台风过程可使海洋悬浮物浓度的分布在短时间内发生极大变化,并影响海洋生态环境以及海洋资源的分布。受台风期间海洋观测数据的限制,台风过程对海洋悬浮物浓度的影响尚不明确。本文利用GOCI （Geostationary Ocean Color Imager,GOCI）卫星遥感数据,以2019年8月台风“利奇马”为例,对其过境前后东中国海表层悬浮物浓度的时空变化进行了定量研究。结果表明,台风“利奇马”对闽浙沿岸的影响程度最大,使悬浮物质量浓度中高值（≥5 mg/L）覆盖面积和浓度平均值分别增大92%和62%,影响持续时间为4 d;对长江口附近海域的影响程度次之,使悬浮物浓度中高值覆盖面积和浓度平均值分别增大19%和17%,影响持续时间为3 d;对苏北浅滩的影响程度最小,悬浮物质量浓度中高值覆盖面积变化不大,但浓度平均值增大了30%,影响持续时间为4 d。研究结果表明卫星遥感数据可以量化台风过程对东中国海表层悬浮物浓度的影响,弥补极端天气条件下无法进行现场观测的不足。  相似文献   

缓坡方程的有限元解法及应用          下载免费PDF全文

郑俊  李瑞杰  江森汇  罗锋 《水科学进展》2009,20(2):275-280

利用有限元方法离散椭圆型缓坡方程,能适用于复杂区域,并很好地拟合不规则边界;采用改进共轭梯度法求解离散方程组,可以大大降低计算内存要求,提高计算效率。利用结合上述两种方法的模式对规划的日照港区水域进行了波浪数值计算,并将计算结果与物理模型试验值进行比较,结果表明:该模式能适用于较大区域的波浪场计算,并可以得到较好的计算结果。  相似文献   

北大西洋风暴轴高低空分布及其能量诊断     

余霄  黄菲  王鑫  管承扬  张荣望 《气候与环境研究》2017,22(6):658-670

利用1979~2013年NCEP再分析数据,通过经验正交分解对比了前冬时期北大西洋风暴轴的高低空分布,并用涡动动能(Eddy Kinetic Energy,EKE)方程对风暴轴高低空分布型差异进行了诊断。研究结果表明:上层和下层第一空间分布型差异巨大,对流层下层风暴轴中心偏北,靠近极地,而上层风暴轴中心偏西南,靠近北美沿岸。EKE方程诊断结果表明:正压转换项在高低空符号相反,导致了EKE在上、下层分布出现显著差异,即上层正压转换项为负,在扰动发展中起能量耗散作用,而下层正压转换项为正,且极大值区域对应下层EKE极大值区域,为风暴轴下层向极区域增强的主要原因。而斜压转换和非地转位势通量散度在上层均为正,且远大于下层,为风暴轴上层涡动能量维持的原因,也从涡动能量收支上解释了风暴轴的主体出现在上层。  相似文献   

Improving the estimate of wind energy input into the Ekman layer within the Antarctic Circumpolar Current   总被引：2，自引：2，他引：0  

ZHANG Yuming  WU Kejian  ZHANG Xiaoshuang  BI Fan  SONG Zhaoyang  LIU Shouhua 《海洋学报(英文版)》2013,32(3):19-27

Based on the data and method offered by Liu et al. (2009), the direct wind and Stokes drift-induced energy inputs into the Ekman layer within the Antarctic Circumpolar Current (ACC) area are reestimated since the results of the former have been proved to be underestimated. And the result shows that the total rate of energy input into the Ekman-Stokes layer within the ACC area is 852.41 GW, including 649.75 GW of direct wind energy input (76%) and 202.66 GW of Stoke drift-induced energy input (24%). Total increased energy input, due to wave-induced Coriolis-Stokes forcing added to the classical Ekman model, is 52.05 GW, accounting for 6.5% of the wind energy input into the classical Ekman layer. The long-term variability of direct wind and Stokes drift-induced energy inputs into the Ekman layer within the ACC is also investigated, and the result shows that the Stokes drift hinders the decadal increasing trend of direct wind energy input. Meanwhile, there is a period of 4-5 a in the energy spectrums, as same as the Antarctic circumpolar wave.  相似文献   

渤、黄海冬季海冰对大气环流及气候变化的响应   总被引：4，自引：3，他引：1  

刘煜  刘钦政  隋俊鹏  宋家喜  白珊 《海洋学报》2013,35(3):18-27

受全球气候变暖影响,渤、黄海冬季气候呈明显的变暖趋势。在1951-2010年共60年中,后30年较前30年,气温升高了1.6℃,升幅异常显著。与此相对应,渤、黄海冬季海冰的冰级下降了0.6级。渤、黄海冰情持续偏轻与全球气候变暖趋势相当一致。冬季渤、黄海气温异常是对全球大气环流变化的响应,直接受同期东亚大气环流制约。研究表明,渤海海冰和大气环流的关系是清楚的,这对预测渤、黄海海冰具有重要意义。  相似文献   

基于实测资料的内波振幅修正参数     

陈维亮  陈标  王丹  杨继铎 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2013,(1):11-16

针对海洋内波参数反演的技术难点,本文从原始内波动力学方程组出发,提出了一套更容易实现的内波波长反演方法,通过加入与波长、水深相关的振幅修正系数,得到了改进的内波振幅反演方法,并与实测资料进行了对比验证。结果证明,加入参数修正后的内波振幅精度得到了较大提高。  相似文献   

近海GPS-GPRS漂流轨迹观测系统及应用     

毛新燕  赵亮  徐鹏  江文胜  张平  吴则举 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2013,(9):12-16

近海漂流轨迹观测系统,采用全球定位系统GPS进行漂流瓶体的定位,通过移动通讯网络GPRS进行瓶体与服务器之间的数据和指令传递,服务器上存储的瓶体运动轨迹即可用于近海环流研究。2011年9月14～18日期间在浙江象山港内段海区进行了近海GPS-GPRS漂流轨迹观测系统的现场应用。本文首先介绍了该观测系统的基本构造和工作原理,而后对首次现场布放试验过程进行说明,最后给出了轨迹追踪的现场观测结果。研究表明基于GPS-GPRS技术的漂流轨迹观测系统可辅助近海潮致余环流的研究工作,具有一定的科学应用前景。  相似文献   

三次黑潮大弯曲形成机制的分析     

夏瑞彬  刘秦玉  许丽晓 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2013,(5):1-7

通过对HYbrid Coordinate Ocean Model(HYCOM)高分辨率海洋环流模式(1/12°)数值模拟结果的分析发现,该模式对1993—2003年的模拟结果出现了3次显著的黑潮大弯曲现象。研究表明,日本以南这3次黑潮大弯曲路径的形成与2种机制有关:沿30°N西传的海洋Rossby波将太平洋145°E附近海面高度正异常信号传到九州岛东南海域是第二次黑潮大弯曲的主要形成机制;而冲绳海槽北部海水的位势涡度负异常则有利于九州岛东南反气旋再循环流海域海面高度正异常,有助于第一次和第三次黑潮大弯曲路径的形成。  相似文献   

索马里流系的三维结构及其季节变化     

曹宗元  胡瑞金 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2013,(5):8-18

利用1958年1月～2007年12月的SODA资料,系统地研究了500m以浅索马里流系的结构及其季节变化特征。结果表明:夏季风期间索马里流系主要表现为向北的沿岸流和准静止的双涡旋系统,垂向则以沿岸上升流为主,最强上升流位于8°N～11°N;冬季风期间则为向南的沿岸流和越赤道向北的潜流,且沿岸以下沉运动为主导。索马里流系具有较复杂的分层结构,这种复杂性尤其表现为1～3月赤道附近和6～10月3°N附近分别出现的"南-北-南"和"北-南-北"经向流三层结构。此外,沿岸流量具有明显的半年周期和年周期。究其原因,海面风应力是索马里流系结构季节变化的1个驱动因子,沿岸流向的季节性变化、大涡旋及上升流的形成都与其密切相关。  相似文献