寒潮過程對黃海海域海氣界面熱動量通量的影響研究.pdf

1、本文重點(diǎn)探討寒潮強(qiáng)烈天氣過程對我國黃海海域海氣界面熱量和動量通量的影響。利用CFSR大氣海洋再分析資料分析了2009-2013年5年間在寒潮活躍期海氣要素及熱、動量通量的多年月平均時(shí)空分布特征;利用中央氣象臺micaps資料統(tǒng)計(jì)2009-2013年黃海海域寒潮天氣過程發(fā)生的頻次、強(qiáng)度及影響路徑，并統(tǒng)計(jì)分析了在寒潮過程中熱、動量通量發(fā)生顯著變化;最后通過FVCOM區(qū)域海流模式與FVCOM-SWAVE浪流耦合模式模擬典型寒潮過程黃海海域海氣

2、要素及海氣熱、動量通量對其的響應(yīng)特征，對比分析寒潮要素特別是風(fēng)浪要素對海氣熱、動量通量傳輸?shù)挠绊懽饔谩?br>　　(1)首先寒潮活躍期是指當(dāng)年的11月、12月及次年的1月、2月、3月這五個月份，在寒潮活躍期受海表大風(fēng)、海氣溫差及海洋環(huán)流等因子的影響，動量通量交換強(qiáng)烈，熱通量失熱狀態(tài)顯著。動量通量在12月與1月傳輸最強(qiáng)烈，最大值位于黃海東部區(qū)域?yàn)?.14N/m2，而春季3月則減弱為0.1N/m2以下;熱通量在冬季一月份表現(xiàn)出強(qiáng)烈的失熱狀態(tài)

3、，失熱中心也位于黃海東部，最大值為-250W/m2，春季3月份熱通量強(qiáng)度減弱到-50W/m2左右。
　　(2)統(tǒng)計(jì)2009-2013年影響黃海海域的寒潮，發(fā)生寒潮頻次最高的月份是11月和12月，最低的月份是1月。寒潮影響黃海的路徑主要分為兩種:一種是偏北路徑，此路徑寒潮冷空氣距源地近，通常從極地取最短路徑南下影響我國黃渤海，偏北風(fēng)為主，寒潮在海域東北部強(qiáng)于西南部;另一種是偏西路徑，此路徑寒潮雖然冷空氣源地緯度相對偏低，但在其東進(jìn)途

4、中有冷空氣加入，亦可以在華東地區(qū)造成大風(fēng)和顯著降溫，此類寒潮入侵我國東部海域時(shí)，偏西北風(fēng)為主，往往南部強(qiáng)度較強(qiáng)。在寒潮發(fā)生期間海氣熱、動量通量輸送比多年平均狀況會顯著增強(qiáng)，偏北路寒潮過程中海氣熱通量比多年月平均值增大1-6倍，動量通量增大1-5倍;偏西路寒潮中海氣熱通量比多年月平均值增大1-4倍，動量通量增大1-5倍。
　　(3)選取典型偏北路寒潮與偏西路寒潮進(jìn)行數(shù)值模擬，由于寒潮冷空氣強(qiáng)度與影響路徑的差異，海氣熱量和動量通量的響

5、應(yīng)特征差異明顯:在偏北路寒潮中，冷鋒呈緯向入侵黃海，東部強(qiáng)于西部，造成海域東部為熱量和動量通量大值區(qū)，由于偏北路寒潮的冷空氣強(qiáng)度大，熱量和動量通量的響應(yīng)也更為強(qiáng)烈。偏西路寒潮過程中冷空氣緯度偏低，冷空氣自西向東推進(jìn)，冷鋒呈經(jīng)向入侵黃海，南部強(qiáng)于北部，相應(yīng)的海面熱量和動量通量在黃海南部形成大值區(qū)，但熱量和動量通量響應(yīng)弱于偏北路寒潮，偏西路徑寒潮動量通量強(qiáng)度較偏北路徑弱約1/4，而熱通量則弱大約1/2。
　　(4)對比不同波浪狀況的F

6、VCOM-SWAVE耦合數(shù)值模擬結(jié)果與FVCOM控制實(shí)驗(yàn)數(shù)值模擬結(jié)果，進(jìn)一步探討風(fēng)浪要素對海氣熱、動量通量的影響，結(jié)果顯示:由于風(fēng)浪使海表粗糙度加大，海水混合增強(qiáng)，造成無論是偏北路寒潮還是偏西路寒潮，風(fēng)浪作用均增大海氣間熱、動量通量的交換傳輸，結(jié)果與實(shí)況更加接近。當(dāng)風(fēng)浪進(jìn)一步增大到1.5倍，動量通量最大值增大約60％，熱通量增大10-160W/m2;而風(fēng)浪減弱則會削弱海氣間熱、動量通量的交換傳輸，當(dāng)風(fēng)浪減弱0.5倍，動量通量最大值則減弱