波浪混合對長江沖淡水擴展的影響研究

《波浪混合對長江沖淡水擴展的影響研究》是依託中國海洋大學，由榮增瑞擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：波浪混合對長江沖淡水擴展的影響研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：榮增瑞
• 依託單位：中國海洋大學

中文摘要

長江沖淡水的擴展變化對東海的動力調整和環境演變有重要影響；波浪混合作為上層海洋的重要混合源，對長江沖淡水擴展的影響和作用機理至今還不清楚，是目前亟需解決的重要科學問題。本研究擬使用浪-流耦合模式，並結合觀測資料，研究波浪混合，包括波浪破碎混合和波浪運動混合，對長江沖淡水水平擴展形態、垂直層結結構及其時空演變的影響；闡明對應長江沖淡水擴展的不同海域，包括近河口區、遠河口區和羽流鋒面區，波浪混合的不同作用機理和波浪的混合效率；研究風場變化導致的波浪混合變化對長江沖淡水結構的影響，理解影響長江沖淡水擴展的關鍵混合機制，定量評估波浪混合在長江沖淡水擴展演變中所扮演的角色。本項目研究對深入理解長江沖淡水動力學，準確評估長江沖淡水引起的環境效應，提高對東海海洋環境變化的預測能力有重要意義。

結題摘要

長江沖淡水的擴展變化對東海的動力調整和環境演變有重要影響，波浪作為海氣界面的重要動力過程，對長江沖淡水的影響和作用機理尚不明確。本項目針對這一科學問題，旨在闡明波浪對長江沖淡水結構和輸運的影響，揭示波浪影響長江沖淡水的關鍵機制和關鍵區域。項目建立了適用於長江口-東中國海的ROMS水動力模式，深入驗證了模型的模擬能力，對2004-2015年東中國海水動力環境演變進行了後報模擬，給出了長江沖淡水周旬尺度和年際尺度的變化特徵。項目構建了該區域的浪-潮-流耦合模式，並結合觀測資料分析，研究了多個浪-流耦合過程對長江沖淡水擴展的影響，分析了波浪影響下長江沖淡水擴展的季節變化特徵和機理，討論了不同風情對浪-流相互作用和長江沖淡水擴展的影響；並開展了長江沖淡水影響海表面溫度和缺氧區等物理、生態環境的機理研究。研究發現，長江口及鄰近海域風浪和涌浪共存，二者都很重要。波浪對長江沖淡水的擴展影響顯著：夏季，波浪致動量輸入減弱了長江沖淡水向南的擴展，起主要作用，波浪致底應力變化則限制了長江沖淡水跨陸架方向的擴展，起次要作用，波浪破碎混合的影響最小；冬季，浪-流耦合效應阻滯了長江沖淡水的擴展速度，其中，波浪致底應力變化起主要作用，波浪致動量輸入次之，波浪破碎混合的影響最小。與密西西比-查法拉亞沖淡水的對比研究發現，不同沖淡水系統中浪-流耦合過程的作用機制和重要性不同，潮汐強度、地形坡度和沖淡水類型的差異造成了不同沖淡水系統間浪-流耦合效應的差異。本項目較為全面的研究了浪-流耦合過程對長江沖淡水擴展的影響，證實並闡明了浪-流耦合效應在長江沖淡水擴展中的作用，並通過和密西西比-查法拉亞沖淡水的對比，理解了不同沖淡水系統中波浪的作用和機制差異。本研究促進了沖淡水動力學理論體系的完善，對提高東海海洋環境的模擬和預報能力也有積極貢獻。