發(fā)布時(shí)間：2018-01-15 01:00

  本文關(guān)鍵詞：海浪破碎的數(shù)值研究及其在海氣耦合模式系統(tǒng)中的應(yīng)用　出處：《國家海洋局第一海洋研究所》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 海浪破碎 白冠覆蓋率 海氣耦合模式 大氣物理參數(shù)化方案 海氣通量

【摘要】：基于海浪破碎與白冠覆蓋率的歷史研究,本論文總結(jié)了計(jì)算白冠覆蓋率的海浪破碎統(tǒng)計(jì)理論模型和參數(shù)化經(jīng)驗(yàn)公式,并分析比較其優(yōu)缺點(diǎn)。通過結(jié)合基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)的參數(shù)化公式,利用最優(yōu)擬合的方法,并考慮海浪破碎條件,改進(jìn)海浪破碎模型。通過比較白冠覆蓋率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和原始模型結(jié)果可知改進(jìn)模型的結(jié)果更合理。白冠覆蓋率在中高緯度海域顯著大于低緯度海域,全球白冠覆蓋率的平均值大約為1%~3%。本論文利用海氣耦合模式系統(tǒng)COAWST模擬臺(tái)風(fēng)Nock-ten過程。通過分析大氣物理參數(shù)化方案,給出了十組不同物理方案的數(shù)值實(shí)驗(yàn)。通過定性和定量分析比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果和觀測數(shù)據(jù),可以驗(yàn)證不同的大氣物理參數(shù)化方案使得模擬結(jié)果存在不同的差異,尤其是臺(tái)風(fēng)附近區(qū)域。臺(tái)風(fēng)路徑和強(qiáng)度的模擬結(jié)果對(duì)Kain-Fritsch積云參數(shù)化方案、Goddard短波輻射和RRTM長波輻射方案較為敏感,可導(dǎo)致風(fēng)速、有效波高、流速偏大以及SST和海面壓強(qiáng)偏小。通過統(tǒng)計(jì)分析可得到模擬結(jié)果最優(yōu)的數(shù)值實(shí)驗(yàn)。本論文還建立了海浪破碎與海氣通量之間的聯(lián)系,分別基于飛沫生成機(jī)制和破碎物理機(jī)制計(jì)算由海浪破碎引起的水汽通量,并將海浪破碎模型引入COAWST耦合模式系統(tǒng)中,使該模式系統(tǒng)能夠考慮由破碎作用引起的海氣通量。通過分析比較基于飛沫生成機(jī)制實(shí)驗(yàn)、破碎物理機(jī)制實(shí)驗(yàn)和原始模式實(shí)驗(yàn)的模擬結(jié)果與觀測數(shù)據(jù),可知引入破碎模型實(shí)驗(yàn)的水汽通量和潛熱通量明顯增大,其結(jié)果更接近觀測數(shù)據(jù),其中基于飛沫生成機(jī)制的實(shí)驗(yàn)相對(duì)較好。
[Abstract]:Based on the historical study of ocean wave breakage and white crown coverage, this paper summarizes the statistical model and parameterized empirical formula for calculating the white crown coverage. By combining the parameterized formula based on satellite data, the optimal fitting method is used and the wave breaking condition is considered. By comparing the satellite data of the white crown coverage with the original model, the improved model is more reasonable. The white crown coverage is significantly larger in the middle and high latitudes than in the low latitudes. The average global white crown coverage is about 1 / 3. In this paper, the air-sea coupled model system (COAWST) is used to simulate the typhoon Nock-ten process. The atmospheric physics parameterization scheme is analyzed. Ten groups of numerical experiments of different physical schemes are given. By comparing the experimental results and observed data qualitatively and quantitatively, it can be verified that different atmospheric physics parameterization schemes make the simulation results have different differences. Especially in the area near typhoon, the simulation results of typhoon path and intensity are sensitive to the Kain-Fritsch cumulus parameterization scheme and the RRTM long wave radiation scheme and the Goddard shortwave radiation scheme. Can cause wind speed, effective wave height. The SST and sea surface pressure are small. The numerical experiments with the best simulation results can be obtained by statistical analysis. The relationship between ocean wave breakage and sea air flux is also established in this paper. Based on the droplet generation mechanism and the physical mechanism of fragmentation, the water vapor flux caused by ocean wave fragmentation is calculated, and the wave breaking model is introduced into the COAWST coupling model system. By analyzing and comparing the simulation results and observation data based on droplet formation mechanism experiment, crushing physical mechanism experiment and original model experiment, the model system can consider the sea and air fluxes caused by fragmentation. It can be seen that the water vapor flux and latent heat flux of the break-up model are obviously increased, and the results are closer to the observed data, among which the experiments based on the mechanism of droplet formation are relatively good.
【學(xué)位授予單位】：國家海洋局第一海洋研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P731.22;P732.6

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