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强潮驱陆架海中的湍流与混合: 占全球海洋总面积8％的陆架海是海洋中物理、生物活动最为密集的区域．存陆架海中，湍流混合是众多物理、生化过程的核心，它是水体结构及营养盐通量的关键控制因子，并控制着初级生产率及颗粒物的沉降、再悬浮、絮凝与解凝过程．利用在黄...; 刘志宇; 关键词：海洋湍流

桑沟湾水动力特征及其对养殖容量影响的研究——观测与模型被引量：16: 2010年; 主要介绍了从动力学研究桑沟湾养殖容量的主要思路、方法及结果。研究以精细过程观测为基础,以数值模型为手段,从物理海洋学角度考察养殖海区水动力特征,研究水动力对物质循环的影响、对颗粒态/溶解态营养物质的补充和对养殖生物量的影响,探寻不同养殖模式效果的技术路线;介绍了两个航次设计方案与目的。通过观测发现养殖对水动力垂直结构有很大影响,底层流速最大并滞后表层,发现弱动力条件下海底颗粒物和营养盐无法进入水体上层的事实。据此提出双边界层动力模型,建立一维数值模型进行机制探讨,将养殖阻力三维化建立水动力数值模型,定量给出养殖对水动力和水交换的阻碍;以此驱动三维养殖生态模型,充分考虑养殖对水动力的影响、水动力对生源要素的输运。建立了一个真正的物理-生物过程耦合模型。利用该模型进行的数值模拟和实验表明,贝藻兼养多元养殖是健康、高效养殖的有利措施;桑沟湾在现有养殖模式下,目前已基本达到了它的养殖容量,养殖品种分布不变,减少养殖密度至目前的0.9倍会略微提高产量,降低成本;减少湾口海带养殖密度,会大幅度提高贝藻兼养区的营养盐总量和养殖生物产量,从海带与贝类经济价值对比会有更高的效益。人为提高水动力混合或许是解决湾内营养盐缺乏的途径。; 魏皓赵亮原野史洁樊星刘志宇王鲁宁袁承仪王玉衡魏莱; 关键词：养殖容量

强潮狭长海湾中垂直涡黏性系数与底拖曳系数的估计被引量：4: 2013年; 垂直动量交换与底拖曳应力的准确刻画是目前区域海洋环流模拟中的主要困难,而基于现场观测的垂直涡黏性系数与底拖曳系数的估计是解决这一问题的最有效途径。本文通过3个海床基观测平台在1个强潮狭长海湾中的成功应用,获得了观测站位处水位、平均流速和高频湍流脉动的2周日连续观测资料,并由此计算分析了垂直涡黏性系数和底拖曳系数。结果表明:垂直涡黏性系数(AZ)具有显著的潮内变化,在M2分潮流占优的观测海区,AZ大致呈M4分潮变化,但同时存在明显的涨-落潮不对称性,涨急时较大,落急时较小。在垂向上,AZ大致呈抛物线分布,其最大值出现在底上4m左右,约为5.4×10-3 m2.s-1。基于方差方法和动量平衡法所估计的底拖曳系数的平均值分别为0.17×10-3和0.81×10-3,表明在岸线和底形复杂的狭长海湾内,形状阻力对底摩擦的贡献可显著大于界面阻力,数值模式中必须充分考虑形状阻力的作用。; 徐鹏刘志宇毛新燕江文胜

强潮海湾中的湍流与混合:观测与数值模拟被引量：3: 2015年; 对垂直剪切应力（雷诺应力）、湍动能剪切生成率与湍动能耗散率以及垂直涡黏性系数等湍流参数的现场观测与数值模拟，是理解强潮海湾中垂直混合过程及其动力与生物地球化学效应的基础．利用坐底ADCP流速观测资料、湍流剖面观测资料以及二阶湍流封闭模型，本文对一典型强潮海湾（厦门湾）中的湍流混合过程进行了观测与数值模拟研究．观测结果表明：在M：分潮占优的厦门湾中，湍动能剪切生成率与湍动能耗散率等湍流参数呈现明显的M。分潮周期，并具有显著的涨．落潮不对称性，涨潮时强，落潮时弱．在涨潮期间，整个水体在垂向上近似混合均匀，湍动能剪切生成率和垂直涡黏性系数的垂向平均值分别达到5×10^-6m^2s^-3和2×10^-2^m2s^-1；在落潮期间，强湍流则主要局限于厚度为5～8m的底边界层内，且湍流强度随离底距离的增大而逐渐减小．基于重力位能异常控制方程的分析表明，潮流拉伸是造成湍流强度涨．落潮不对称性的主要原因，潮混合的贡献较小．基于二阶湍流封闭模型的模拟结果与实测结果的对比分析表明，在弱层化强潮海湾中，二阶湍流封闭模型能够较好地模拟湍动能耗散率与垂直涡黏性系等湍流参数的垂向结构与潮内变化；模拟结果与实测值之间的差异主要源于一些理想化的模型假设和数学近似．; 连强刘志宇; 关键词：湍流混合

基于SODA资料的南海表层风能输入的空间分布与长期趋势研究: 2018年; 海面风不仅是驱动上层海洋运动的主要动力,其能量也是维持海洋表层流动的主要机械能来源。为了分析南海表层流风能输入的变化,用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)(1901—2010)资料估算了风向南海表层流(表层地转流+表层非地转流)的能量输入。结果表明,风向南海表层流、表层地转流和表层非地转流输入的能量总体均呈减少趋势, 110年间分别减小了约56%、65%和49%。导致风能输入减小的最主要因素是风应力的减弱(减小了35%)。由于南海受季风系统的控制,风向表层流及其各成分输入的能量呈现出显著的季节性变化。冬季风能输入最强,高值区位于南海西部及北部区域,呈一个显著的"回力镖"状结构。这些结果对深入认识南海环流具有理论意义。; 杨倩崔超然张宇刘志宇刘志宇管玉平; 关键词：风能表层流地转流

南海北部海域跃层上部的湍流耗散被引量：2: 2012年; 频发的非线性内波（内孤立波）与内潮活动是南海北部上层海洋动力的重要特征,特别是在南海东北部东沙群岛邻近海域,内孤立波与内潮活动非常活跃,大量的内孤立波与内潮能量在此耗散掉,产生很强的湍流混合.然而,目前国内外对南海北部海域湍流耗散与混合的直接观测研究还非常有限.; 刘志宇LOZOVATSKY Iossif; 关键词：南海北部海域跃层内孤立波湍流混合南海东北部海洋动力

黄海潮流底边界层内湍动能耗散率与底应力的估计被引量：21: 2007年; 利用高频流速仪ADV在青岛外海潮流底边界层内一个周日(25h)定点连续观测的三维流速资料,计算并分析了秋末冬初潮流占优的陆架浅海潮流底边界层内湍动能耗散率和底应力的特征及其潮内变化.结果表明:(1)秋末的黄海,在一个周日内湍动能耗散率与底应力的变化范围分别为1.8×10-8—3.4×10-5W.kg-1与6.6×10-4—7.5×10-1N.m-2,表明在底边界层内存在着很强的能量耗散,且湍动能耗散率与底应力在潮内的变化都非常显著;(2)在充分混合的潮流底边界层内,湍流主要由海底流速剪切生成,湍动能生成与耗散基本处于局地平衡状态;(3)对于半日潮流占优的海区,湍动能耗散率与底应力都具有明显的四分之一周日的变化规律;(4)观测期间,海底以上0.45m处的拖曳系数的平均值Cd(0.45)为0.0017(对应于海底以上1.0m处的拖曳系数的平均值Cd(1.0)为0.0015),但拖曳系数存在着显著的变化(变化范围为0.0005—0.0082);平均的海底粗糙度为2.8×10-5m.; 刘志宇魏皓; 关键词：ADV

热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应被引量：15: 2012年; 热带西太平洋暖池是引发强烈的大气对流、驱动Walker环流和Hadley环流系统的主要热源之一,对全球、尤其是东亚气候有重要影响。针对我国在提升气候预测水平方面的重大和迫切需求,国家重点基础研究发展计划项目"热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应"于2011年7月正式立项。项目拟解决的关键科学问题包括:①调控暖池形成和变异的海洋环流多尺度相互作用过程;②海洋动力过程在暖池热盐结构变异中的作用及其机理;③暖池变异对不同类型El Nio影响机理的异同和对东亚季风变异的调制机理。围绕上述关键科学问题,项目将以暖池变异为中心,关注影响和控制暖池结构与变异的关键海洋过程,以及暖池海气相互作用影响ENSO循环、东亚季风年际变异的过程和机理,重点组织开展以下3个方面有针对性的调查研究:①热带太平洋环流和暖池的结构和变异特征;②热带太平洋环流与暖池相互作用的关键过程和机理;③暖池变异的海洋—大气耦合过程及其气候效应。在此基础上,项目将力争阐明暖池影响东亚季风和我国气候变异的过程、机理与敏感区,改进模式的混合参数化方案,提出有效提高ENSO预报技巧的同化方案,为我国短期气候预测能力的提高提供科学支撑。; 王凡胡敦欣穆穆王启何金海朱江刘志宇; 关键词：热带西太平洋暖池环流东亚季风

北部湾春季季风转换时期两潜标站余流分析被引量：6: 2010年; 2007年春季季风转换期间,在北部湾湾口两站利用潜标观测获得了80余天的流速剖面等资料序列。结合NASA喷气推进实验室物理海洋学数据分发存档中心提供的QuikSCAT海表面风场数据,以及NOAA国家气候数据中心提供的海表面温度数据,利用交叉谱分析方法对观测期间两站余流结构及其影响因子进行分析。结果表明:1)春季季风转换时期,北部湾风场北分量具有周期为10d左右的震荡。风的输运造成密度场结构出现相应的震荡,从而会引起密度流的变化。2)M4站余流主要由风场控制,水体向北部湾内输运。3)M5站表底层余流差距较大,整层余流均受到了风的直接影响,而表层还受到了由风引起的密度流变化的影响,因此风通过两种方式影响了M5站的余流。; 刘天然魏皓赵亮原野刘志宇

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