三维陆架海模式在渤海中的应用Ⅰ．潮流、风生环流及其相互作用

本文用三维陆架海模式（ＨＡＭＳＯＭ）对渤海的潮汐、潮流和风生环流进行了研究．潮波模拟结果较好，给出了主要分潮的潮位等振幅线和同潮时线、潮汐性质、潮流等振幅线和同潮时线、潮流椭圆、潮流性质和潮余流．指出在辽东半岛外海（老铁山水道北侧），存在一对潮生的气旋和反气旋的岬角旋涡对．渤海的风生环流具有显著的三维结构：中上层为基本沿风向的流动，而在水深较大处的中下层有明显的补偿流；风与潮的相互作用在渤海是显著的，表现为实际的风生环流在弱潮余流区域比单纯的风生环流要弱得多。

三维陆架海模式在渤海中的应用Ⅱ．温度的季节性变化

本文用三维斜压陆架海模式对渤海温度的季节性变化进行了研究。模式较好地再现了渤海温度场从混合到层化至再混合的季节性变化过程；在混合区与层化区之间有一冷水带；夏季，３个湾的湾顶和秦皇岛外海的海表层温度（ＳＳＴ）相对较高，后者与秦皇岛外海较弱的风和潮混合有关；ＳＳＴ、温跃层及潮锋位置的变化与气象外力和潮运动有关，具有天气尺度和大小潮变化的特征。

三维斜压陆架海模式的应用: 南海上混合层的季节变化

从一个三维斜压陆架海模式的数值模拟结果来揭示南海上混合层的季节变化规律，结果表明：（１）在南海北部上混合层的厚度（即混合层的下界深度）具有明显的季节性变化，与在南海南部上混合层的变化明显不同，前者的混合强度的变化幅度远比后者的要大得多．（２）在中南半岛中部东岸外海的西边界区域内，由于经常受冷涡控制，下层冷水涌升，上层水体层化显著，使得该海区垂直混合减弱．（３）在一些气旋（反气旋）涡的边缘，混合层厚度等值线分布密集，且水平梯度较大．（４）南海上混合层的厚度分布特征与上层环流的分布格局之间存在着较好的地转调整关系．

夏季长江冲淡水扩展的数值模拟

建立一个σ坐标系下三维非线性斜压陆架模式，研究夏季径流量、台湾暖流、黄海冷水团、风场对长江冲淡水扩展的影响。数值试验基本再现了夏季长江冲淡水低盐水舌伸向东北的现象和渤、黄、东海的环流结构。长江径流量只影响近口门附近冲淡木朝东南方向扩展势力和整个冲淡水扩展范围的大小。台湾暖流深受底形的影响，流动路径稳定，且不受自身强度的影响，又主流远离长江口，对长江冲淡水扩展的影响不大。黄海冷水团产生的余流在长江口海区阻碍着冲淡水沿岸向南扩展，在远离长江口海区诱导冲淡水向东南运动。总的黄海冷水团的作用是使长江冲淡水低盐水舌伸向东北．黄海冷水团越强，这种作用就越明显。夏季风场在冲淡水转向东北的过程中作用显著。

夏季苏北沿岸流对长江冲淡水扩展影响的数值模拟

建立一个σ坐标系下三维非线性斜压浅海与陆架模式，并首次应用于长江冲淡水扩展机制的研究。考虑实际海岸形状和海底地形，在空间完全交错的网格系统上，离散化控制方程组，采用ADI计算方法数值求解。数值试验结果首次表明，在夏季长江口水位向外倾斜，冲淡水穿越等水位线运动，远离长江口水位倾向东北，冲淡水沿水位坡面运动，同时再现了伸向东北的冲淡水舌和东海陆架上的环流结构。夏季苏北沿岸流作为长江口北部海区的一股势力，阻挡了长江冲淡水沿岸北上，并使之东转。苏北沿岸流强，冲淡水不易北上，反之，北上加深。它是决定夏季长江冲淡水总的分布形态中一个不可缺少的外在因素。

渤海垂直湍流混合强度季节变化的数值模拟

渤海为极浅陆架海 ,其中湍流耗散作用显著。将三维斜压陆架海模式 HAMSOM应用于渤海 ,以渤海周边台站每天 4次的常规气象资料作为风和热驱动 ,渤海海峡开边界以 5个主要分潮调和常数计算水位强迫 ,计算了渤海 1982年水文要素和流场变化 ,并用模式以湍的局地平衡理论封闭计算出垂直湍流粘性的时空分布。结果表明 :渤海湍流混合冬强夏弱 ,变化幅度较大 ( 10～ 2 0 0 cm2 / s) ,这是风搅拌和潮混合的湍流输入在密度层化调整下的结果 ;风的作用在冬季强于潮的作用 ,而底层则由潮混合控制呈现半月周期 ;渤海湍粘性系数的空间分布十分复杂 ,这是在渤海地形和岸形轮廓限制下 。

胶南近岸海域三维潮流数值模拟

为胶南海域沿岸污水排海选址,海洋环境管理提供动力条件,基于变边界河口、陆架、海洋(ECOM)模式,模拟了胶南近岸海域三维潮流场。研究海域水平最大流速在斋堂岛水道,量值为1.0m/s。垂直流速表现为底层大,表层小的特点,其最大值分别为25.38×10-4m/s和9.9×10-4m/s。计算结果与实测结果符合良好,较好地刻画了胶南近岸海域M2分潮潮流场的时空分布特点。

A spectral mixture model analysis of the Kuroshio variability and the water exchange between the Kuroshio and the East China Sea

For understanding more about the water exchange between the Kuroshio and the East China Sea,We studied the variability of the Kuroshio in the East China Sea(ECS) in the period of 1991 to 2008 using a three-dimensional circulation model,and calculated Kuroshio onshore volume transport in the ECS at the minimum of 0.48 Sv(1 Sv ;106 m3/s) in summer and the maximum of 1.69 Sv in winter.Based on the data of WOA05 and NCEP,The modeled result indicates that the Kuroshio transport east of Taiwan Island decreased since 2000.Lateral movements tended to be stronger at two ends of the Kuroshio in the ECS than that of the middle segment.In addition,we applied a spectral mixture model(SMM) to determine the exchange zone between the Kuroshio and the shelf water of the ECS.The result reveals a significantly negative correlation(coefficient of-0.78) between the area of exchange zone and the Kuroshio onshore transport at 200 m isobath in the ECS.This conclusion brings a new view for the water exchange between the Kuroshio and the East China Sea.Additional to annual and semi-annual signals,intra-seasonal signal of probably the Pacific origin may trigger the events of Kuroshio intrusion and exchange in the ECS.

反演深层海流运动的差分方法研究

为了在已知海洋表面动力学参数的情况下,得到海面下海流的运动状况,运用高频表面波雷达探测数据,建立海洋表面流与下层流之间的关系模型,从而得到雷达覆盖区域内下层海流的状态参数.建立一种运用σ坐标系的三维正压浅海与陆架模式.利用这种关系模型来反演海洋深层流的算法,运用有限差分的方法得到反演结果.实验结果证明反演结果符合海洋动力学运动规律,再现了深层海流的运动情况.