波浪破碎能量耗散参数化方案在SBPOM模式中的应用研究工程技术专业

课题名称 ：波 浪 破 碎 能 量 耗 散 参 数 化方 案 在 SBPOM 模 式 中 的 应 用研 究摘 要波浪破碎是近海表面湍流混合增强效应的主要驱动机理，波浪破碎能量耗散导致的湍动能通量对海表面温度、海洋上混合层的垂向混合系数和流速产生重要影响；对于深入研究了解波浪场能量耗散，海洋上层水体混合，温度场，流场以及海气动量、热量和气体交换具有重要的意义。本文在并行版三维环流模式SBPOM 模式中考虑波浪破碎能量耗散参数化方案，考虑环流模式中湍流计算模块中的波浪破碎作用过程，将波浪破碎能量耗散作用集成到SBPOM 环流模式中，使得SBPOM 模式在能够充分考虑波浪破碎的影响，分析环流模式中波浪破碎能量耗散产生的湍流作用。首先通过WAVEWATCH III 海浪模式模拟波浪破碎参数化方案所需要的波浪要素，得到有效波高，再采用 ECMWF 再分析资料对有PAGE \* MERGEFORMAT47效波高进行对比验证，发现可模式模拟结果精确度较高。之后利用WAVEWATCH III 模拟出的海浪要素，计算出因波浪破碎能量耗散导致的湍动能通量，基于调整湍动能方程所应满足的上边界条件, 并融于波浪破碎能量在完全耗尽时所形成的湍动能通量，对SBPOM 模式进行改进。将波浪破碎能量耗散参数化方案改进的 SBPOM 模式模拟的海表温度与原版 SBPOM 模式模拟的海表温度的数据进行对比，分析出两种模式温度模拟的异同点。再通过与 ECMWF 再分析资料对比，对参数化方案进行评估。研究初步表明, 在波浪破碎导致的湍动能通量越强的海区，波浪破碎的引入对于SBPOM 模式模拟海洋表面温度的改善效果越明显，并且在海气界面交互过程中起到重要作用。关键字： WAVEWATCH III ；ECMWF 再分析资料；SBPOM 模式；波浪破碎；湍动能通量PAGE \* MERGEFORMAT47Application Research of Wave Breaking Energy Dissipation Parameterization Scheme in SBPOM ModeAbstractWave breaking is the main driving mechanism of the turbulent mixing enhancement effect on the surface of the sea. The turbulent energy flux caused by the wave breaking energy dissipation has an important influence on the sea surface temperature, the vertical mixing coefficient and the flow velocity of the mixed layer on the ocean; Field energy dissipation, ocean top water...