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1、,.No6第卷第期海洋與湖沼.、1年11Nov1995N月“”`暖池表層對(duì)大氣局地強(qiáng)迫的響應(yīng)特征劉秦玉王啟(青島海洋大學(xué)物理海洋研究所,青島266071)TK一提要利用湍流動(dòng)能(E)垂直混合模式和ToGACoARE加強(qiáng)觀測(cè)期的觀測(cè)資,“暖池”,分析表、料對(duì)上混合層的垂直混合過(guò)程進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)和數(shù)值模擬層溫度鹽度的變化。:,、特征結(jié)果表明TKE模式可以較好地模擬上混合層尤其是表層溫度鹽度對(duì)大氣局地強(qiáng)迫;,感熱、“暖池”,“暖池”對(duì)大氣的響應(yīng)太陽(yáng)輻射是熱源潛熱通量等會(huì)造成上混合層的溫度降低;“”,,T。釋放熱量降水有利于淡水蓋形成和維持從而使層結(jié)
2、穩(wěn)定s升高但在氣溫低于海溫時(shí)降水可使sT下降;風(fēng)應(yīng)力的垂直混合作用能使sT,但也會(huì)因造成海洋向大氣輸送降低。,熱量減少而使sT上升正是由于這幾種局地強(qiáng)迫與sT相互作用形成一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)“”。使暖池表層溫鹽具有季節(jié)內(nèi)振蕩的特性“”關(guān)鍵詞暖池表層湍流動(dòng)能、“”,“”ar海洋上混合層是大氣和深海之間動(dòng)量熱量交換的主要通道而暖池(wmp,“暖池”,尤ol)區(qū)海氣相互作用又是全球海氣相互作用中最典型的海區(qū)之一上混合層sm,反映非常靈敏;不僅有,其是表層(以內(nèi))在大氣強(qiáng)迫作用下日變化還有與大氣強(qiáng)迫,,且通過(guò)多種尺度的幾乎同步的低頻變化而海洋表層熱狀況的
3、微小變化會(huì)影響大氣對(duì)流。,“”、、相互作用影響整個(gè)大氣環(huán)流的變異因此深人研究暖池上混合層表層的動(dòng)力熱力,。學(xué)特性探討其規(guī)律是海氣相互作用中一個(gè)十分重要的內(nèi)容目前,用數(shù)值計(jì)算的方法研究海洋上混合層垂直混合過(guò)程已有許多模型。但是這些,,不易抓住問(wèn)題的實(shí)質(zhì)。Niler等(1977高階閉合的湍流模式特別復(fù)雜包含因素較多)提出的參數(shù),。Gaspar化方案又太粗略參數(shù)選取中的誤差往往導(dǎo)致數(shù)值方法的失敗等1990TKE,()提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的模擬海洋垂直混合過(guò)程的湍流動(dòng)能()模式成功地模Alaskapapa50O,145“Sargasso34O,70“擬了
4、灣站(NW)和海上浮標(biāo)(NW)處海洋、。上層的日季節(jié)內(nèi)和季節(jié)變化此方法簡(jiǎn)單又能較仔細(xì)地刻劃海洋上混合層垂直混合特。,,一COARE,性因此本文首次利用TKE模式針對(duì)TOGA加強(qiáng)觀測(cè)期間的觀測(cè)事實(shí)“”表層。來(lái)研究暖池溫鹽變化規(guī)律和機(jī)制1湍流動(dòng)能(TKE)模式Gaspar1990TKE,在等()提出的簡(jiǎn)單的模式中僅考慮海洋上混合層對(duì)大氣局地。、、鹽度隨時(shí)間變化是用以下方程來(lái)描述的;強(qiáng)迫的垂直混合過(guò)程其動(dòng)量溫度*,49276250。號(hào),LASG。國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目國(guó)家重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目,,1946,,。劉秦玉女出生于年3月博士導(dǎo)師教授、
5、、,。甘子鈞吳德星昊增茂教授提供海上觀測(cè)資料謹(jǐn)志謝忱:199410日,:199410日。收稿日期年3月接受日期年7月“暖池”:期劉秦玉等表層對(duì)大氣局地強(qiáng)迫的響應(yīng)特征.:、/“。/J一a、2、、,Z口a/口“一之少一之吸、吸、/、/月`J1產(chǎn)、`ù.1,l.不丁一py夕一下廠一飛氣,l1abdC一0to名十一豁yuP晶(及.一概十叢衛(wèi)二口I臀晶(黝pC尸口z一毛器景(黝,“,。,.,、,,、、式中為水平速度;TS分別表示溫度和鹽度;及及及分別代表動(dòng)量溫度鹽度垂直湍流交換系數(shù);F:o:表示在海平面對(duì)太陽(yáng)輻照的吸收;C,是海水比熱;I是太陽(yáng)z。
6、pp。,。,。、,輻照在處的吸收函數(shù)一l[一a(T一0T)十夕(S一0S)]TS是參考溫度鹽度a,,、夕分別是海水的溫度膨脹系數(shù)和鹽度壓縮系數(shù)下邊界條件為:其對(duì)應(yīng)的上,,,.二..,,”。?？赥arZz~U`,P尺幾二一~月一`乙一廠(`)一r介~r擬50乙()0宕c·。一E一p“(Zb)器?！?。(Ze豁一)。`,豁一(Zd):一一;:.eh天~天一天一0(Z),、i,、式中LE和H分別為海面潛熱感熱通量;F為凈紅外熱通量;P為降水造成的熱通量;E和p分別為由于蒸發(fā)和降水造成的鹽度的通量;了為海面風(fēng)應(yīng)力;h為上混合層深;FNsoL“”。度是
7、非太陽(yáng)表面熱通量的總和,方程(la,lb,考慮到連續(xù)方程)()能與連續(xù)方程聯(lián)立并推出湍流動(dòng)能方程。:。/一環(huán)了、而.二不甲一二子一`e!U酬二三D留5(3)0不~一Uz汀十Po/一一u丁石十一一式中,子是湍流動(dòng)能;P為靜壓力;6為—湍流耗散能量變化率;b為浮力,b一g(p。一刃/p。`,6。:,。,:。;,為湍流引起的垂直速度一c護(hù)勺lc為常數(shù)l為特征擴(kuò)散長(zhǎng)度一“.,·`·`”。一百一(+”丙器用數(shù)值方法借助(3)求解方程組(l)的具體步驟和有關(guān)參數(shù)的選取如Gaspar等1990。不同P。。P;()所述之處是本文采用了降水對(duì)海表層溫度的影
8、響這一項(xiàng)對(duì)的處理。,是基于這樣的設(shè)想:設(shè)海表溫度為兀(lm處),雨滴在落到水面前具有氣溫T進(jìn)人海lm,,,水中只與海表()的水混合使海表溫度降低并導(dǎo)致層結(jié)的改變?cè)偻ㄟ^(guò)湍流混合影響
