东中国海环流数值模拟研究【毕业论文+开题报告+文献综述】

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1、本科毕业论文开题报告海洋科学东中国海环流数值模拟研究一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1国内外研究动态上世纪60年代，数值模拟开始应用于海洋研究。按时间序列可以分为一维、二维、三维数值模拟三个历史阶段。中国的海洋数值模拟起步较晚，80年代开始将数值模拟应用到东中国海研究中。当时二维数值模拟技术已趋成熟，三维模拟也得到了很大发展。之后基于二、三维数值模拟技术，借助于各种模式和方法不断创新和改进，正压向斜压的变化，高分辨率高强迫条件的使用，东中国海环流的研究得到了很大进展，并取得了很多成果。对于东中国海环流的数值模拟研究，有对东中国海整体环流体系的研究，也有只对渤海、黄海或东海

2、一个或几个的环流的研究。渤海的数值模拟研究较早也较成熟。Zhao等人[1]较早地采用三维模式模拟渤海环流。黄大吉等人[2]模拟渤海冬夏季环流，结果显示渤海环流具有风海流特征，并认为渤海海峡冬夏季水体交换都是北进南出。可是，Wei等人[3]模拟却得到了相反的结果，渤海环流冬强夏弱，夏季环流在渤海海峡处表层出现北出南进的相反现象。黄、东海的联系相对比较密切，环流也比较复杂，其数值模拟研究相对较晚。Fang等人[4]模拟了黄海暖流的路径和来源，结果显示黄海暖流产生的原因不仅仅只是冬季风，它只不过在黄海暖流运动的过程中起到了强化作用，冬季黄海暖流主要来自于对马暖流和台湾暖流。随着数值模拟技术的不断

3、改进，黄、东海环流数值模拟更多地运用了三维模式。而三维模式也经历了正压向斜压的发展。乔方利等人[5]用三维正压POM模式模拟黄、东海环流特征，结果与观测结果比较25符合。Kagimoto等人[6]利用三维正压模式模拟了黑潮的季节变化，结果与观测结果也大致相似。但是，黑潮是西边界流，具有明显的斜压性，采用正压模式对黑潮模拟的结果往往存在较大的误差。为了进一步提高精度，三维斜压模式被运用到东中国海环流数值模拟研究中来。王凯等人[7]运用一个三维斜压模式模拟了渤、黄、东海夏季环流。总的来说，东中国海的环流体系是比较明朗的，但对其中某些海流的某些问题还存在着一些争议。比如，台湾暖流的来源、路径及去

4、向；对马暖流的来源；朝鲜沿岸流的去向；黄海暖流的来源等。下面介绍一下东中国海主要的几个流系的研究现状，这也是东中国海环流研究的热点。黑潮作为北太平洋的强西边界流，对我国近海环流具有重要的影响，可以说它是东中国海环流的主干。东海黑潮中游比较稳定。黑潮的路径存在比较明显的季节变化，夏秋季靠近陆架，春冬季远离陆架。李徽翡等人[8]运用了一个三维斜压模式的模拟结果显示黑潮从台湾东部向北进入东海，其途径、流速、流幅都较稳定，流幅约为100km。台湾暖流是东海闽浙沿岸的一支边界流，常年存在的北向流动，形成原因比较复杂，目前没有定论，携带部分南海的暖水。袁耀初等人[9]的计算结果显示台湾暖流在29°N～

5、31°N附近转向东，与黑潮平行流向东北，汇入对马暖流。朱耀华等人[10]认为台湾暖流受地形影响，流向与等深线基本一致。许多模拟结果显示台湾暖流上层主要来自台湾海峡，下层则主要来自黑潮水入侵,且台湾暖流存在季节变化。对马暖流，过去认为是黑潮的分支。但后来研究发现对马暖流来源于黑潮和陆架水的混合。后者得到了许多数值模拟的验证。而Huan等人[11]认为对马暖流来自于黑潮、台湾暖流和济州岛西部黄海水的混合。最近研究表明黑潮对对马暖流和黄海暖流有诱引作用，地形对环流的影响也比较大，黄海暖流和对马暖流基本上沿着等深线运动。黄海暖流冬季表现为北向的高温高盐水舌，夏季是否存在尚有争议。以往有的研究认为黄

6、海暖流是由对马暖流分支出来，有的研究认为黄海暖流是由于风产生的补偿流动。黄海暖流的流速非常小，目前很难直接观测。黄海暖流的来源是黄海海区比较关注的问题，除秋季从对马暖流分出外，在其他季节黄海暖流主要来自陆架混合水流动，25夏季黄海暖流的起源甚至可以追溯到台湾暖流的近岸分支。许多类似模拟结果显示黄海暖流主要起源于台湾暖流的近岸分支，而模拟得到的黄海暖流流速小于10cm/s，在夏季黄海暖流不能进入黄海。冬季在表层20m以下，黄海暖流一直向北进入黄海，并在渤海海峡北部进入渤海。苏北沿岸流是黄海沿岸流，Yuan等人[12]的模拟结果表明其存在一个离岸运动，跨黄海大陆架向东南流向东海。这个流动被其称

7、作“东海海流”。在未来的数值模拟研究中，通过多重网格和变网格结合，使用更高的的分辨率；通过更加真实的海洋参数化方案，发展风—浪—流—潮相混合的模式，使用更加真实的强迫条件，使数值模拟的结果更具真实性和可靠性。届时，东中国海环流体系有会更加明朗清晰。2依据和意义ROMS模式是近年来新发展起来的三维非线性斜压原始方程模式。该模式由RutgerUniversity与UCLA共同研究开发完成。ROMS模式作为新兴的海洋模式系统正