西加勒比海风暴作用下海流温盐动力要素变化三维数值模拟

摘要

建立了三重双向嵌套海洋环流三维数值模型系统(CANDIE).模型具有原始方程、4阶精度、隐含自由表面、z坐标、斜压、完全非线性和计算效率高的特性.嵌套系统由粗网格(19km)的大模型、中网格(6km)的中模型和细网格(2km)的小模型嵌套而成.模型应用双向嵌套技术解决了海洋环流数值模型开边界条件的合理确定和嵌套模型中下游水流对上游的影响问题；对一般静水压力方程进行修正,使Semi-prognostic方法在模型中得到应用,既可通过水平动量方程实现模型计算误差的校正,又可实现任意两相邻模型间的信息交换；应用Smoothed Semi-prognostic方法对海洋环流进行过滤,增加了实际存在的小尺度涡漩过程,使计算结果更加合理.用Yucatan海峡实测横断面流速和海温等值线、大中模型计算域卫星实测海表面流场、加勒比海不同水深点的实测海温过程和加勒比海体积输送等资料对模型系统进行了验证.模型系统被用来模拟极端天气条件下(飓风Mitch过境)河口海岸地区海流、温盐分布的剧烈变化过程.