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台风“查帕卡”(2021)在粤西陆架上产生的近惯性运动研究

海洋学报 2024年第4期46卷 47-64页

作者：黄震宇崔永生张光于小龙龚文平中山大学海洋科学学院广东珠海519082 广东省海洋发展规划研究中心广东广州510060 广东省海洋资源与近海工程重点实验室广东珠海519082

近惯性运动是海洋中广泛存在的一种频率接近局地惯性频率的海水运动,热带气旋是产生近惯性运动的主要动力之一。本文基于coawst(Coupled Ocean-Atmosphere-Wave-Sediment Transport)数值模型系统,构建了一个覆盖南海北部陆架的波浪-海... 详细信息

近惯性运动是海洋中广泛存在的一种频率接近局地惯性频率的海水运动,热带气旋是产生近惯性运动的主要动力之一。本文基于coawst(Coupled Ocean-Atmosphere-Wave-Sediment Transport)数值模型系统,构建了一个覆盖南海北部陆架的波浪-海流耦合三维水动力模型,并对模型进行了充分验证。利用该模型模拟了2021年第7号台风“查帕卡”在粤西近海陆架上激发的近惯性运动。结果表明,近惯性动能在水平分布上有两个能量高值中心,一个在台风风速最大的近岸区域,另一个在离岸约130 km处,且第二个能量高值中心持续时间更久。在水深40 m以浅的近岸区域,近惯性运动以正压模态为主,表底层流速的相位相同,能量从表层向底层递减。随着水深逐渐增加,在水深70 m到100 m的区域,近惯性运动呈明显的两层结构,表底层近惯性运动的流速方向相反,垂向上出现两个能量高值中心,呈明显的一阶斜压模态特征。通过动力模态分解,发现部分两层结构明显的区域由一阶斜压模态和二阶斜压模态共同主导。随着水深继续增加,更高模态的近惯性运动在总的近惯性动能中占据越来越大的比重。动量平衡分析表明,在水深较浅、风速较大的近岸区域,整个水层内的动量平衡都是由垂向湍流黏性力和压强梯度力主导。而在水深较深、风速较小的离岸区域,垂向湍流黏性力集中在表层和底层,水体内部的动量平衡主要由压强梯度力、科氏力和局地加速度主导。这些结果说明近岸区域主要是风应力驱动的正压波动,而陆架区域,上混合层内的近惯性运动由风应力驱动,混合层以下的近惯性运动则是由正压的压强梯度力驱动的。

关键词：近惯性运动台风 coawst模型粤西近海陆架

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