波浪对海洋表层Ekman流和上层混合的影响研究

【摘要】海洋上混合层是动量输送、热量输送和水气输送非常活跃的区域，对气候变化、环境污染和生物过程等有十分重要的作用，研究波浪对海洋上混合层动力学过程的影响有重要意义。首先，本文分别采用推广到高频范围内的DP谱（Paskyabi等，2012）（记为EDP谱）和Combi谱研究了高频表面波对Stokes漂流的影响，结果表明高频波对Stokes漂流海表处速度大小的影响较明显，但对Stokes输送的影响很小。然后利用EDP谱、Hasselmann等（1988）和Komen等（1994）（记为HK）中的风输入与波耗散表达式和Combi谱、Tsagareli等（2010）和Babanin等（2010）（记为TB）中的风输入与波耗散表达式分别研究了高频表面波对定常Ekman流解的影响，结果发现前一组表达式计算的流速大小在海表处变化明显，而后者对其影响不大，并将两组表达式计算的解与观测数据作比较，可以看出前者的计算结果不接近观测，而后者的结果接近观测，但高频波的影响很小，几乎可以忽略。鉴于两组表达式计算的高频表面波对定常Ekman流影响的结论不一致，本文紧接着比较了EDP谱与Combi谱的差异和HK与TB中的风输入与波耗散表达式的差异，结果表明，谱形的差异很小，而风输入与波耗散表达式的差异明显，并且导致计算出来的定常Ekman流解的差别也不可忽略。于是，将HK和TB中的风输入与波耗散表达式计算的线性涡粘解与观测结果作比较，结果发现TB中的表达式计算的解更接近观测。此外，还将TB中的风输入与波耗散表达式计算的线性涡粘解和“KProfileParameterization”（记为KPP）涡粘解也与观测作了比较，结果表明KPP形式的涡粘系数优于线性涡粘系数。海洋中的垂向涡粘系数反应了海洋上层混合的强度，对Ekman流场有直接的影响。本文分别将常数涡粘系数、线性涡粘系数、KPP涡粘系数计算的定常Ekman流解和波浪修正LI_MY2.5模式计算的非定常Ekman流解与观测数据作比较，结果发现，与LOTUS3观测作比较时，波浪修正LI_MY2.5模式计算的数值解最接近观测，而与EBC观测作比较时，KPP涡粘解最接近观测。最后，以Navier-Stokes方程为出发点，进行变量分解，并取系综平均和拉格朗日平均来推导出包含波浪影响的平均场方程。根据湍流动量方程，经过系列计算后推导出湍动能方程。利用两点关系法，推导出混合长方程。然后根据Mellor和Yamada（1974，1982）中的思想来给出含有波浪影响的动量通量和热通量的参数化方案，最终从理论上推导出包含波浪影响的MY2.5阶湍封闭模式。通过不同风速和不同热通量条件下的理想实验，利用波浪修正MY2.5阶湍封闭模式研究了波浪对海洋上混合层的影响，结果表明，考虑波浪之后，混合加强，混合层深度加深，表层温度降低。
【作者】徐俊丽；
【导师】宋金宝；
【作者基本信息】中国科学院研究生院（海洋研究所），物理海洋学，2013，博士
【关键词】波浪；Ekman流解；风输入与波耗散；海洋上层混合；MY2.5阶湍封闭模式；

【参考文献】
[1]田丽佳.上海地区眼科临床医师职业应激状态及其与抑郁倾向、焦虑状态相关性研究[D].复旦大学,临床医学（专业学位）,2013,博士.
[2]朱骏.一种LTE MAC频选调度算法研究[D].西安电子科技大学,工程,2012,硕士.
[3]丁海英.公立医院人员受贿犯罪司法认定研究[D].华东政法大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[4]赵彩霞.强冬性白菜型冬油菜化学杀雄与杂种优势利用研究[D].甘肃农业大学,作物遗传育种,2013,硕士.
[5]罗航乐.准分子激光上皮下角膜磨镶术后临床并发症的系列研究[D].南方医科大学,眼科学,2012,硕士.
[6]孙一博.高效纤维素降解菌的筛选鉴定及特性研究[D].东北农业大学,生态学,2013,硕士.
[7]胡彬.石盐流体包裹体均—温度及捕获嗜盐菌机理研究[D].中国地质科学院,地球化学,2014,硕士.
[8]岳荣.构建一种高效的Web网站访问数据获取系统[J].计算机应用研究,2004,04:217-219.
[9]孔庆忠,姚景利,汪勇,张文福.产品的包装与防锈[J].一重技术.2001(04)
[10]杨子龙.物語論による横溝正史の『八つ墓村』の語り方に関する一考察[D].河北大学,日语语言文学,2014,硕士.
[11]朱应丽.智能手机信息加密传输系统的研究与实现[D].河北师范大学,计算机技术,2014,硕士.
[12]宋晓云.欧洲中世纪大学教师与大学精神[D].江西师范大学,教育学原理,2004,硕士.
[13]朱世杰.基于买卖价差的上海期货市场流动性实证研究[D].新疆财经大学,金融学,2013,硕士.
[14]戎龙超.元代佛教书法研究[D].吉林大学,历史文献学,2013,硕士.
[15]张楠楠.舒欣胶囊质量标准及药效学初步研究[D].吉林大学,药理学,2013,硕士.
[16]陈长春.基于支持向量机的Landsat多光谱影像云检测算法研究[D].安徽大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[17]侯云生.非法集资犯罪治理对策探析[D].华东政法大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[18]安小君.机舱信息管理与集中监控报警系统软件的开发[D].武汉理工大学,轮机工程,2004,硕士.
[19]赵玉春.山东省建设工程质量基层监督站监管模式研究[D].西安科技大学,工商管理,2013,硕士.
[20]曲绍东.基于.NET的婚纱影楼管理系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[21]吴少敏,冯建生.数据挖掘技术及其应用[J].冶金自动化,2001,06:5-8.
[22]景世中.“营改增”对物流行业财税处理的影响分析[D].云南财经大学,税务（专业学位）,2014,硕士.
[23]闫婷婷.高校思想政治教育中心理咨询功能及应用途径分析[D].山西师范大学,马克思主义理论,2013,硕士.
[24]杨小敏.轨道车辆转向架悬挂特性试验测量系统研究[D].吉林大学,载运工具运用工程,2014,硕士.
[25]扈彬,刘温霞,张洁.光催化技术及前景分析[J].华东纸业,2014,03:42-45.
[26]王贺,杨广庆,吴连海,刘华北,熊保林.墙顶荷载对加筋土挡墙工作特性影响的试验研究[J].岩石力学与工程学报,2014,12:2573-2581.
[27]徐海永.基于主元分析和支持向量回归机的故障预测[D].大连理工大学,控制工程（专业学位）,2013,硕士.
[28]孔峰,宋希庚,张育华,段军.车用多功能32位电控单元UECU32的设计[J].农业机械学报.2006(07)
[29]石宙.燃煤烟气汞光催化氧化及液相吸收脱除机理研究[D].上海电力学院,热能工程,2014,硕士.
[30]李斌.石墨烯负载纳米铁去除地下水中硝酸盐氮的技术研究[D].长安大学,2013.
[31]邱杰.顺丰速运集团有限公司发展战略研究[D].湖南大学,工商管理,2014,硕士.
[32]郭琼.代驾行业市场规制路径探析[D].西南政法大学,经济法学,2012,硕士.
[33]周炫宇.近代成渝地区饮食文化地理研究[D].西南大学,历史地理学,2014,硕士.
[34]记者李鹏.诺贝尔奖怎么了？[N].北京科技报,2014-10-13022.
[35]原媛.浅谈古典时期圆号创作风格及其时代影响[D].西安音乐学院,圆号,2014,硕士.
[36]张艳磊.金钗石斛多糖对高糖诱导的大鼠肾系膜细胞氧化应激及Nrf2表达的影响[D].遵义医学院,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[37]胡冉.药品侵权中惩罚性赔偿制度的探讨[D].成都中医药大学,中药学,2012,硕士.
[38]李莹莹.苹果收获机器人果树枝干信息获取技术研究[D].南京农业大学,农业电气化与自动化,2012,硕士.
[39]宗群,蔡昱.基于电梯交通流概率仿真模型的空闲交通模式电梯调度方法[J].控制与决策,2002,03:339-342.
[40]陈华琼.发展低段小学生空间观念的教学案例研究[D].杭州师范大学,教育（专业学位）,2012,硕士.
[41]过春花.胎粪吸入综合征的诊治进展[D].蚌埠医学院,临床医学（专业学位）,2013,硕士.
[42]车玉洁.异构网络无线资源管理中垂直切换关键技术研究[D].山东财经大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[43]张振儒.TMIS中车流推算方法的研究[J].铁路计算机应用.1998(02)
[44]江卓军,谢康林,张文杰.一种新的关联规则挖掘思想[J].计算机工程,2002,04:88-90+129.
[45]郭雯侠.一种全回转并联机械手的标定方法与实验研究[D].天津大学,机械工程,2013,硕士.
[46]穆小宝.碳素材料抗氧化防护及碳/碳复合材料制备[D].兰州理工大学,材料学,2014,硕士.
[47]杨克敏.论民国时期的外国文学研究[D].华东师范大学,比较文学与世界文学,2014,博士.
[48]吴文峰.长沙地区企业人力资源管理人员胜任特征初探[D].湖南师范大学,基础心理学,2004,硕士.
[49]程垭君.东西部小学生综合素质现状的比较研究[D].苏州大学,课程与教学论,2014,硕士.
[50]王舒畅.基于XML的电视台数据传输与共享系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.