波浪破碎對海上溢油垂向擴(kuò)散的影響研究.pdf

1、由大氣進(jìn)入海洋的總動量通量和能量通量，可以分為兩部分，一部分進(jìn)入海浪，一部分直接進(jìn)入海洋環(huán)流中。海浪場中的動量通量和能量通量最終通過波浪破碎進(jìn)入海洋中，對海洋混合層的熱力學(xué)和動力學(xué)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響，進(jìn)一步影響懸浮物在海洋中的輸運和擴(kuò)散。
　　關(guān)于波浪破碎對海洋混合的影響，已有眾多的參數(shù)化方案，采用不同的參數(shù)化方案，模式模擬的結(jié)果有所不同。本文在分析總結(jié)目前參數(shù)化方案的基礎(chǔ)上，考慮海浪的成長狀況，提出了一種基于風(fēng)速和波齡(p*ac

2、u)的參數(shù)化方案。在新的參數(shù)化方案里：破碎動量通量垂向分布的擬合函數(shù)不僅考慮風(fēng)速，還考慮波齡的變化；破碎能量通量的參數(shù)化方案也采用基于波齡的函數(shù)。
　　設(shè)計敏感實驗，利用一維海洋模式GOTM，探究波浪破碎對海洋混合的影響，并對比常用的參數(shù)化方案和本文提出的新的參數(shù)化方案對模式性能的影響。最后，利用模式模擬的結(jié)果，基于前人研究，分析波浪破碎對溢油濃度垂向分布的影響。通過實驗分析，主要結(jié)論如下：
　?。?）考慮波浪破碎的影響后，

3、混合層加深，到達(dá)同一混合層深度的時間更短；風(fēng)應(yīng)力越大，混合層深度越大，波浪破碎的影響也進(jìn)一步增大；海浪信息發(fā)生變化時，波浪破碎造成的影響隨之改變。
　?。?）僅考慮破碎能量通量的影響時，改善效果非常有限。考慮破碎動量通量的影響后，模式性能得到較為明顯的改善，海表溫度和溫度的垂向分布的誤差均有所降低。并且本文提出的方案，對模式性能的改善起到了積極的作用。此外，與未考慮波浪的影響時相比，考慮波浪破碎的影響后，同一深度的湍動能各項和擴(kuò)散