导　　师： 黄立文

学科专业： H2302

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 武汉理工大学

摘　　要： 我国濒临西北太平洋，跨越热带、亚热带和温带三个气候带，大陆沿海及近海区域天气和海洋现象复杂多变。中国海主要分为台湾海峡以北的中国陆架海(渤、黄、东海)和南中国海。黄东海和南中国海的动力学特征一直受到世界各国物理海洋学者的关注，两者以台湾海峡为纽带，通过台湾暖流紧密联系，互相影响。与此同时中国是濒临西北太平洋，尤其是南海作为濒临西北太平洋的最大陆缘海，是西北太平洋热带气旋三个主要发源地之一。使该区域的气候特征和大气与海洋之间的相互作用更加复杂。研究中国海区域的海流系统以及中尺度天气过程中海洋与大气的相互作用将为精确的海洋环境和强天气过程的数值预报提供更科学、更可靠的科学方法，从而为防灾减损、确保航行安全以及保障人民生命与财产安全作贡献。 本文主要研究的是夏季和冬季中国海区域典型的环流特征以及该区域大气与海洋相互作用下海洋场的变化。目前该问题的主要研究方法是通过卫星、浮标、实测资料和数值模拟等。本文在普林斯顿大学最新海洋模式POM2K模式的基础上，建立了一个σ坐标系下的高分辨率的海洋环流模式。在考虑了海底地形、边界水交换、海面风应力、海面热通量等多方面因素影响后，对整个中国海的冬夏季水团、环流进行了数值模拟试验。实验结果表明该模式对整个中国海区域海洋过程具有较好的模拟/预报能力。然后在改进后的三维斜压海洋模式POM2K的基础上，模拟得到较为真实的海洋初始场，然后用本课题组开发中尺度海-气耦合模式MCMV1.0对强热带气旋(VONGFONG，NO.0214)和台风(RANANIM，NO.0414)进行了过程模拟试验。 对于中国海冬、夏季海洋环流的情况，本文在分别以1月份和8月份代表冬季和夏季的情况。在考虑了海底地形、温盐斜压效应、边界水交换、气候平均海面风应力、海面热通量等多方面因素的影响，把中国海(渤、黄、东、南海)看作一个有机整体，对其环流结构进行了高分辨率的数值模拟。并在分析试验数据和实测数据的基础上定量探讨了影响中国海冬、夏季环流的各种因子。夏季模拟结果表明：中国海的夏季环流在强季风强迫和黑潮驱动下，具有显著的西边界流特性；夏季，整个中国陆架海北部受黄海冷水团控制；黑潮在巴士海峡处有反气旋式弯曲，并与巴士海峡西部东北向的南海风生流发生较强的混合，形成的“巴士海峡混和水”是偏西向流和台湾暖流的海水源和重要驱动因子；南海北部存在一个拐角式逆时针旋涡；南海南部呈现双涡结构。 冬季，中国陆架海在东北季风和寒潮的作用下，地下的黄海表层水在黄海槽底部形成北向的补偿流和在两侧形成的较强的朝鲜沿岸水和中国大陆沿岸水。黑潮与陆架水的作用与夏季相似，在剪切流和陆坡作用下所形成的黑潮陆架混合水沿着与黑潮主干大致相同的方向以低一个量级的流速向东北移动，在济州岛以南、九州岛以西海域形成混合水聚集区。南海在冬季被一个大的气旋式环流所控制，其中南海北部和南部各有一个中等尺度的闭合式环流。 在研究了冬、夏季中国海环流系统的整体情况以后，在上述改进后的三维斜压海洋模式POM2K的基础上，模拟得到较为真实的海洋初始场，然后用中尺度海-气耦合模式MCMV1.0对强热带气旋(VONGFONG，NO.0214)进行了过程模拟试验。结果表明：在强热带气旋-海洋地相互作用下，SST出现大幅度下降，最大降幅达4℃左右，呈现中心比周围降幅大，以及左弱右强的不对称性分布；其中冷水抽吸和大风卷夹是引起异常降温的主要原因；混合层明显加深10-20M，加深区域与SST下降区域有明显的相关性；海表出现气旋式旋涡和显著的水位下降，并在登陆沿岸出现风暴潮，最大增水可达1M。台风个例(RANANIM，NO.0414)模拟试验结果表明：台风-海洋相互作用引起SST出现大幅度下降，最大降幅达4.5℃左右，呈现相似的分布特征；其中冷水抽吸和大风卷夹是引起SST下降的主要原因，温度下降的幅度和范围随时间加大，影响海域的盐度明显增加，尤其是长江口流域盐度升高的海域形状可以反映夏季长江冲淡水影响的范围；混合层明显加深20～45M；海表背景流场消失，出现气旋式涡旋；在涡旋区域产生水位下降，中心水位下降0.65M。并在登陆沿岸产生风暴潮，其平均增水幅度约为1M，最大增水幅度达1.8M左右。

关 键 词： 中国海 海洋模式 环流 强热带气旋 台风 数值模拟

分 类 号： [P731 P722.4 P732.4]

领　　域： [天文地球] [天文地球] [天文地球]