大洋环流课件

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1、大洋环流和海气相互作用的数值模拟前言!刘海龙（lhl@lasg.iap.ac.cn）!主讲教师：张学洪(zxh@lasg.iap.ac.cn)俞永强(yyq@lasg.iap.ac.cn)周天军(zhoutj@lasg.iap.ac.cn)刘海龙(lhl@lasg.iap.ac.cn)•大气圈2－4周以上的长时间尺度变率都与下垫面的相互作用有关；15km，2.5m，4mm，30mm•海洋和大气是地球系统中最为活跃、关系最为密切的两个圈层；日、天气、季节、季节内、年际、年代际动量、热量、淡水、物质•圈层相互作用和学科交叉已成

2、为地球科学发展趋势。什么是数值模拟？!数值模拟是针对所研究的复杂性科学问题，建立数学模型，利用高性能计算机进行大规模科学计算的研究手段。数值模拟的出现使得大气和海洋科学成为一门“可实验”的科学。模式与观测、理论的关系相互验证核心终极目标相互补充!(FromStewart,2004)课程设计思路•解释大洋环流和海气相互作用的基本概念和理论•介绍模式设计的初步知识•分析气候模拟的典型问题第一部分基础知识第一章热带太平洋SST，赤道流系，温跃层和海表高度第二章风生环流的Sverdrup理论第三章风应力，热通量，淡水通量第

3、四章云对海气相互作用的影响第五章中高纬度海气相互作用第六章大洋热盐环流第二部分模式介绍第七章大洋环流模式设计初步第八章海洋模式中的参数化过程第九章海冰及其数值模拟第三部分典型问题模拟第十章ENSO的数值模拟第十一章印度尼西亚贯穿流的模拟第十二章全球变暖的事实、原因及其模拟？共40学时，13次课讲义和课件•讲义是我们自己撰写，课件基本是根据讲义准备。讲义和课件都在不断改进中，因此有些章节二者并不完全一致。•本学期将统一印刷讲义，并免费提供给正式选课的同学（LASG科研经费），课件提供电子版。发现讲义或可将中的问题请E

4、mail反馈给我们。•版权问题：各位在今后的研究中可能会用到本讲义内容，请正确引用本讲义，不要抄袭。三本有用的参考书1.Stewart,R.H.,2006:IntroductiontoPhysicalOceanography（http://oceanworld.tamu.edu/resources/ocng_textbook/contents.html）2.Tomczak,M.,andJ.S.Godfrey,2001:RegionalOceanography:AnIntroduction（http://www.es.flinders.ed

5、u.au/~mattom/regoc/pdfversion.html）3.LICOM1.0参考手册（LASG/IAPClimatesystemOceanModel）(http://www.lasg.ac.cn/uploadfiles/file/licom_release.pdf)•期中考试（30%）：笔试，大开卷•期末考试（70%）：笔试，闭卷•参考材料：讲义和课件本课程要求的基础知识•动力气象或物理海洋and•偏微分方程数值解QUIZ:地转平衡，正压和斜压，热成风，Rossby波，频散和非频散。研究生与本科课程的差异•优点：

6、基础知识与前沿科学问题结合紧密•缺点：系统性不强海洋和大气的异同•控制方程都是N-S方程，但是密度、比热、耗散系数等不一样；•对于大尺度环流，都可以采用静力近似，但是海洋采用Bossinique近似，大气不用；•大气考虑水汽方程，海洋考虑盐度方程；•大气动能主要来自下垫面加热，海洋则主要来自风应力、潮汐、波浪等机械能输入；•海水相变发生在海气界面上，大气水汽相变过程可以发生在任何地点。The!End!!of!Introduc;on!