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、本文重點探討寒潮強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空分布特征;利用中央氣象臺micaps資料統(tǒng)計2009-2013年黃海海域寒潮天氣過程發(fā)生的頻次、強度及影響路徑，并統(tǒng)計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特征，對比分析寒潮要素特別是風浪要素對海氣熱、動量通量傳輸的影響作用。
　　(1)首先寒潮活躍期是指當年的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、海氣溫差及海洋環(huán)流等因子的影響，動量通量交換強烈，熱通量失熱狀態(tài)顯著。動量通量在12月與1月傳輸最強烈，最大值位于黃海東部區(qū)域為0.14N/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出強烈的失熱狀態(tài)

3、，失熱中心也位于黃海東部，最大值為-250W/m2，春季3月份熱通量強度減弱到-50W/m2左右。
　　(2)統(tǒng)計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，偏北風為主，寒潮在海域東北部強于西南部;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，但在其東進途

4、中有冷空氣加入，亦可以在華東地區(qū)造成大風和顯著降溫，此類寒潮入侵我國東部海域時，偏西北風為主，往往南部強度較強。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，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行數值模擬，由于寒潮冷空氣強度與影響路徑的差異，海氣熱量和動量通量的響

5、應特征差異明顯: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度大，熱量和動量通量的響應也更為強烈。偏西路寒潮過程中冷空氣緯度偏低，冷空氣自西向東推進，冷鋒呈經向入侵黃海，南部強于北部，相應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弱于偏北路寒潮，偏西路徑寒潮動量通量強度較偏北路徑弱約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耦合數值模擬結果與FVCOM控制實驗數值模擬結果，進一步探討風浪要素對海氣熱、動量通量的影響，結果顯示:由于風浪使海表粗糙度加大，海水混合增強，造成無論是偏北路寒潮還是偏西路寒潮，風浪作用均增大海氣間熱、動量通量的交換傳輸，結果與實況更加接近。當風浪進一步增大到1.5倍，動量通量最大值增大約60％，熱通量增大10-160W/m2;而風浪減弱則會削弱海氣間熱、動量通量的交換傳輸，當風浪減弱0.5倍，動量通量最大值則減弱