發(fā)布時間：2020-11-18 23:37

　　 長江口杭州灣作為典型的河口-近岸海洋系統(tǒng),其物質(zhì)輸運過程及伴隨的海洋環(huán)境問題一直是我國海洋科學研究的重點之一。本文正是基于拉格朗日(Lagrange)時均觀點及對流弱非線性長期物質(zhì)輸運理論對該海域的Lagrange環(huán)流進行分階模擬,不僅獲得對長江口、杭州灣及其鄰近海域的長期環(huán)流場的更全面的認識,而且對于Lagrange時均理論的發(fā)展也具有一定的推動作用。 本文將東中國海Lagrange環(huán)流動力學模型引進到長江口、杭州灣及其鄰近海域,提出相應(yīng)的數(shù)值方案,綜合考慮風、徑流、天文潮(M2、S2、K1、O1)、密度場以及東中國海背景環(huán)流的作用,數(shù)值模擬本區(qū)域的Lagrange環(huán)流。其中,計算潮致體力采用三維非線性天文潮波數(shù)值模型,求解分潮波模型及Lagrange環(huán)流模型采用“流速分解法”,斜壓梯度力的計算采用σ坐標流體靜力一致條件下保證收斂的差分格式。 基于三維非線性潮波模型數(shù)值模擬了M2、S2、K1、O1四大分潮,較好的反應(yīng)了區(qū)域內(nèi)潮汐潮波的特征,為Lagrange環(huán)流的模擬奠定了較好的基礎(chǔ)。基于Lagrange環(huán)流分階模型,數(shù)值模擬了區(qū)域內(nèi)冬季和夏季的季平均Lagrange零階和一階環(huán)流,模擬結(jié)果顯示: 零階環(huán)流主要受東中國海背景環(huán)流影響,臺灣暖流在夏季可直達長江口外,隨即向東偏轉(zhuǎn),流入東海,斜壓效應(yīng)有加大這一趨勢的作用,臺灣暖流終年表現(xiàn)出東、北分支的結(jié)構(gòu),且具有季節(jié)變化,零階環(huán)流對杭州灣余流的貢獻甚小;風生流在近岸十分顯著,是控制近岸環(huán)流的主要流系,在冬季和夏季分別形成了南下和北上的風生流,風生流具有冬強夏弱的特點,并且在冬季具有削弱表層臺灣暖流的趨勢;潮致余流在近岸區(qū)較為顯著,在東海陸架區(qū)較弱。并且在長江口以北有一封閉的順時針渦旋,在浙江沿海30m等深線存在向南流動的余流形態(tài);零階環(huán)流的非線性耦合作用產(chǎn)生的環(huán)流主要體現(xiàn)在臺灣暖流向東偏轉(zhuǎn)的東分支。 杭州灣獨特的地理特征,外寬內(nèi)窄的喇叭型海灣使潮汐的作用大大增強,控制杭州灣的正壓環(huán)流主要是風生流和潮致余流的共同作用。其中潮致余流受一大的逆時針渦旋控制,為北進南出的基本形態(tài),并伴有諸多渦旋,在灣頂不利于物質(zhì)的向外擴散,具有阻礙灣頂物質(zhì)向灣外輸運的作用,由于夏冬主風向不同,冬季風生流有加強這一阻礙的作用,夏季風生流則削弱這種阻礙并使杭州灣整體環(huán)流物質(zhì)輸送趨勢表現(xiàn)為向灣外的輸運。長江徑流進入杭州灣在金山附近即向南偏轉(zhuǎn)從灣南部流出杭州灣,冬季雖然長江徑流減弱,但是冬季在偏北大風的影響作用下,有加劇這一現(xiàn)象的趨勢。這均有利于金山鹽舌鋒的形成。
【學位單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：P731.2
【部分圖文】：

研究區(qū)域及地形Fig1-1:TheComputationDomainandBathymetry

圖 1-2 東中國海冬夏環(huán)流結(jié)構(gòu)（Ichikawa et al，2002）黑潮從臺灣東部向北進入東海，陸架由狹窄變得寬廣，導致黑潮長期地在臺灣北部大尺度入侵陸架。入侵有明顯的季節(jié)特征，冬季從表到次表層皆入侵，而夏季發(fā)生在次表層。 黑潮的小尺度陸架入侵以鋒面渦動形式出現(xiàn)在下游 26oN以北。臺灣暖流大致在 50－100m 等深線之間，全年向北流動。臺灣暖流總的趨勢

同時選取本區(qū)域 10 個驗潮站資料進行對比，與觀測結(jié)果符合良好，詳見表 3-1，他們之間的差異，一方面是由于網(wǎng)格點與觀測點的吻合及與岸線的擬合仍然是比較差的，另一方面主要是由于個別地區(qū)，主要是杭州灣北部及灣口外部由于地形梯度大、島嶼眾多等原因，本文網(wǎng)格無法體現(xiàn)這些信息的變化；另外還與開邊界調(diào)和常數(shù)的選取有關(guān)，尤其是在這樣一個三面均是開邊界的海區(qū)，開邊界的選取對于潮汐的模擬是比較敏感的。從 M2分潮零時刻（圖 3-5）和 T/4 時刻（圖 3-6）的潮流場看，潮流在近岸淺水區(qū)流速明顯大于深水區(qū)，這是符合實際流場的。此外幾個強潮區(qū)分布在杭州灣、長江口以北輻射沙洲區(qū)，其中杭州灣最大潮流速可達 250cm/s，浙北、浙南近海潮流強度要大于浙中近海，東南部深水區(qū)潮流非常小。由于受網(wǎng)格精度的限制，無法在灣口擬合與實際地形較符合的眾多島嶼水道，因而這里也無法看出東海潮波如何經(jīng)過灣口各個狹長的水道進入灣內(nèi)。杭州灣、長江口流速最大，杭州灣內(nèi)流速自灣口向灣內(nèi)呈增加趨勢，并且南岸大于北岸。
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本文編號：2889372