臺風海鷗條件下波浪破碎和Langmuir湍流造成的湍流混合研究.pdf

1、準確模擬臺風條件下上層海洋的溫度、鹽度及湍流混合對于預測臺風路徑和強度非常重要，而波浪破碎和Langmuir湍流是海洋上層混合的兩個重要過程，風驅水平流與表面波的非線性相互作用產生的Langmuir環流將海洋表層物質、動量、熱量帶到深層，既增強了海洋的混合，也影響了大氣和海洋之間的物質能量交換，波浪破碎是傳遞風生波的動量和能量給上層海洋湍流的主要途徑。本文既考慮波浪破碎導致的能量輸入，又考慮波浪破碎導致的動量輸入以及Langmuir湍流

2、效應，具體工作如下:
　　首先，利用一維海洋湍流模式(General Ocean Turbulence Model，GOTM)模擬了2014年9月15日臺風海鷗條件下的溫度、鹽度，模擬結果與觀測基本一致，模擬溫度、鹽度與觀測的偏差的均值分別為0.3703℃、0.0215psu。然后，對現有模式進行了優化改進，引入波浪破碎和Langmuir湍流效應，使得溫度的偏差的均值減小。
　　另外，對上述兩種波浪效應在臺風海鷗條件下對上層

3、海洋湍流混合的影響進行了模擬研究。Langmuir湍流效應主要影響剪切生成項、上層耗散率和湍流長度尺度，使它們增大，并使整個混合層更均勻。波浪破碎通過對能量和動量的增加調整混合層湍動能(Turbulent kinetic energy,TKE)，并使混合層加深，使湍流長度尺度、近表層耗散率、渦流擴散率和熱量、動量、鹽度湍流擴散率增加。波浪破碎使得表層以下Langmuir湍流作用增強，兩者共同作用使上述增加項更顯著。本文在臺風模擬時同時引