| 题名 | 一个两时间层原始方程三维海洋环流数值模式平台的构建 |
| 作者 | 韩磊 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012-08 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 袁业立 |
| 关键词 | 三维海洋环流模式 两时间层格式 原始方程模式 黄海冷水团 POM环流模式 |
| 学位专业 | 物理海洋学 |
| 中文摘要 | 本文介绍了一个采用两时间层有限差分格式的、Boussinesq近似的、自由表面、模态分离的、采用地形坐标系的原始方程三维海洋环流数值模式（MASNUM）平台的建立。 本文从完整的地球流体力学控制方程组出发，在Boussinesq假定和静力学假定下，详细推导了地形坐标下雷诺平均的海水运动控制方程组，以此建立了模式的数学模型。数值算法上，内外模态的时间差分均采用了两时间层的欧拉前后差分格式（FB），空间采用Arakawa-C交错网格；为了抑制由于非线性作用产生的短波扰动的增长，构造了在任意海陆分布下保持计算区域内水体体积守恒的空间平滑算法。 斜压梯度力项的计算采用三次样条插值的密度雅克比式算法，并对原算法中的调和平均进行了修正，进一步减小了误差；对现有垂向速度的诊断算法中存在的问题进行了详细的检讨，证明在当前模式框架下难以找到一种完美的垂向速度计算方案。本文还对主要热力学变量如海水状态方程和静力稳定度的算法进行了讨论和更新；在前人工作基础上对常用的三大类共18种应用于环流模式的运动学开边界条件进行了归纳、对其构造算法进行了详细的推导，并将其作为子程序编入模式，供不同数值实验调用。 模式性能检验方面，首先对中国近海潮汐进行了模拟，MASNUM环流模式对迟角的模拟表现出一定的改善；其次，MASNUM环流模式能够模拟出典型斜压现象黄海冷水团的主要特征和季节演化规律，与观测有较好的一致性；第三，使用该模式对西北太平洋海域进行了进行了1/6度分辨率的计算，任意选取了30个计算点与相同条件下的POM模式的结果进行了3年时间序列的比较，参与比较的4个预报量无论在振幅还是相位上均表现出很好的一致性。这些实验和比较证实了本模式的可靠性。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2014-08-08 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/17951]  |
| 专题 | 海洋研究所_海洋环流与波动重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 韩磊. 一个两时间层原始方程三维海洋环流数值模式平台的构建[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
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