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y操作系统
在前两个实验研究了海平面变化和循环响应变化规定水预算组件,即河流径流和降水。接下来的实验变化的大气参数,确定蒸发通量,即空气露点温度,风速。在进一步的实验模型的灵敏度对太阳辐射和太阳辐射的参数化渗透进大海是检查。在过去的实验中,分析了模型的灵敏度变化的垂直混合。在大多数这些敏感性实验实施外部强迫,多样的控制运行比较与观察到的年际变化。来自季节性海平面变化敏感性实验图6.37所示。
6.3.5.1实验1:河流径流增加50%
径流的河流是增加了50%。水预算和海平面的反应相当预期,几乎是线性的。平均海平面CR相比增加了28.3厘米/年,对应于一个值小于29.8厘米/年,通过线性外推法。小非线性响应的水预算增加有关稳定的水柱、其次是增加海温导致过度蒸发相比CR。循环增加径流的主要后果是当前西方沿海向南延伸。
6.3.5.2实验2:降水增加50%
基于线性外推一个预计海平面增加17厘米/年降水增加50%时,该模型给出了一个实际增长16.4厘米/年。在第一个实验中,有更稳定的水柱特别是在渣打银行,由于过多的降雨。
6.3.5.3实验3:风速增加50%
更强的非线性反应发生在增加风速的情况下。基于线性外推,海平面将下降43.2厘米/年,总计每年增加50%的蒸发。由于风应力的增加,混合是增强了明智的和潜热通量的影响,从而大大修改预期的反应。海温降低冷却增加,由1 - 2°C CR相比,减少表面湿度产生较小的特定湿度差异在海面和10米高(qsurface - q10m)。风应力的增加也改变了流通。的整体降低平均海平面模型13.0厘米/年,产生的约3.3倍小于预期从一个比例线性计算。
6.3.5.4实验4:5°C温暖的空气温度
当空气温度是温暖和露点温度是一样的,应用于CR、模型的明显的反应是增加了SST(夏天2°C)和相应增加特定的湿度在海面上,导致更多不稳定的大气边界层与丹东增加数量CE 1.2 - -1.3倍。更密集的蒸发,由于更大的区别CE (qsurface - qi0m),结果在一个海平面下降13.4厘米/年相比CR。
6.3.5.5实验5:温暖和潮湿的空气
露点温度的增加5°C相比,实验4影响水平衡相反的方向。更高的特定的空气湿度禁止过度蒸发在前面的实验中,观察到导致高6.2厘米/年海平面的上升而CR和19.6厘米/年相比实验4。由于限制潜热通量,2°C的表层海水是温暖的。
6.3.5.6实验6:太阳辐射热流没有修正
在CR使用ECMWF太阳辐射热流是纠正的1.05倍,以确保更好的通信气候学的估计。主要的修正是在对海温的影响。这个实验是没有修正。结果海温降低了1°C,气候学相比,尽管水流的季节性周期和上混合层深度的变化非常小。为了应对低海温有较低的蒸发,与年度预算给5.7厘米/年更高的海平面的上升与CR。
6.3.5.7实验7:吸收太阳辐射的海面
在这个实验中海平面的季节性周期的敏感性参数化的太阳能检查渗透进大海。在图6.36的衰减长度短的一部分太阳辐射是等于0.033米,这样所有的太阳辐射被吸收在第一层模型。相比CR、SST在春天开始增加更快产生尖锐ther-mocline和浅上混合层。因此,高海温和蒸发得到的值从1月到9月。另一方面,合理的和之间的平衡潜热释放从海里被修改,这样相对较大的热通量的一部分被显热通量占。今年5月,明智的和潜热通量等于(-10.8;-65.2)相比W / m2 (-2.3;-43.5)W / m2 CR,这意味着热以前发布通过蒸发或存储在上混合层现在通过显热释放。从9月到12月,明智的和潜热通量之间的平衡发生了变化。11月有(-19.0;-73.6)W / m2明智和潜热通量比(-27.5;-90.2)W / m2的CR。热的渗透进大海导致更强的表面电流和更明显的影响斜压性循环模式。
6.3.5.8实验8:恒定的垂直混合系数
这个实验的目的是探讨如何规范的混合系数修改循环。公里,Kh的值是常数,等于(50的最大值。4、10)x打败m2 1中使用CR。海洋循环的反应是戏剧性的,海洋洋流几乎成为正压。增加垂直混合的主要作用是对海温降低约8月11°C和相应减少蒸发的海面和CR。年度海平面上升增加了34.1厘米/年相比CR。海平面的下降10月间vix指数现在典型的季节性周期的CR缺席,在夏天由于热存储不足。
6.3.6总结和结论
耦合海洋流体动力学-空气/海交互海冰热力学模型开发了Ibrayev(2001)模拟的intra-annual可变性里海循环和海平面。复杂的海底地形包括大型浅水地区,广泛的货架和斜坡地区,相互联系的sub-basins,大型淡水流入,对大气强迫敏感反应,海冰的形成,观察到的气候变化结合人造水文的变化里海海一个具有挑战性的盆地进行测试和改进耦合模型。
模型结果和气候学的/观测数据分析(Ibrayev et al ., 2001)在一起,比较和讨论模拟环流的基本特征和海平面变化。分析揭示里海循环的一些基本特征:夏季上升流东部沿岸,西夏季和冬季之间的温度不对称还原反应上升流和混合的变化动态,和一个额外的不对称在盐度淡水所产生的影响。关于循环的一个重要结论是气旋电流的存在,只有在一个深度平均意义上,考虑上50 - 100 m。早期的理由气旋环流在英国部分运输的基础上沿着货架东部冬天温水。这些结果显示持续向北运输地下水流沿着货架斜坡东部,而表面电流更经常直接向南。观察分析了1960年代(Kosarev Yablonskaya, 1994)和近代(Bondarenko案,1993)支持模拟当前东部货架的结构。
工作的一个重要部分就是海面地形的模拟,产生可核查的结果的海平面。分析热量和水预算确认气候学的热量和湿气的估计在海面通量。实验与外部的变化迫使建议一个敏感反应循环和水预算的大气和河流迫使可比年际变化观察到这些领域。
它也表明,热力学模型和边界条件的制定不是接近完美,尽管很难确定在这个阶段差异的来源。例如,ECMWF派生的太阳辐射校正的1.05倍是合理的部分是由相应的气候学的估计,部分通过关闭模拟的区别和气候学的海温和海平面的字段。当然很可能是一些缺点在热力学模型隐藏在眼睛被太阳辐射的有效调整。似乎明智的为将来进一步改进模型物理(更好的规范交换系数、水进出口流程,和海气通量、特别是在浅地区),以及外部强迫(包括质量日变化和更好的海气耦合),特别强调深水通风过程的模拟和上升流动力学,特别是在东部海岸。
6.4黑海
6.4.1黑海描述性水文物理学
我们把纸Ozsoy和Unluata(1997),最好的评论的描述性thermohydrophysics黑海。黑海的表面积
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- 图6.38黑海海底地形轮廓深度标记在m (Ozsoy Unluata, 1997)
约为4.2×105平方公里和体积~ 5.3 x 105立方千米。黑海的大陆坡非常复杂(见图6.38)。其水域有限制与世界的交流通过地中海海洋,横跨博斯普鲁斯海峡,Dardaneles和马尔马拉海。因此,几乎完全anoxid盆地,含氧上150只(它的体积的13%)和hydrogensulphide深水。一个永久的盐跃层分离了氧化物和anoxid水域。
近几十年来,越来越多的人为输入,最重要的是,从欧洲大陆,矿化营养eutrophica-tion推动这一趋势(Bologa, 1986;Chirea Gomoiu, 1986;梅伊,1992),导致生态系统的变化,底部缺氧西北大陆架地区海洋种群的变化,由机会性物种入侵(Tolmazin, 1985;扎伊采夫,1993),和营养结构的变化(Tugrul et al ., 1992;Saydam et al ., 1993)。盆地是最有可能崩溃的渔业(Kideys, 1994)与上述过程密切相关,以及增加钓鱼。
具体机制确定海洋环境的健康在黑海。循环和混合的物理过程很大程度上决定元素的再分配和生化循环导致生物生产力最终生物资源。
海洋盆地的强烈影响淡水输入从河流、活跃的大气强迫温盐驱动因素地形的变化,通量通过海峡和锋利。调查活动黑海的循环,快速变化的飞机和漩涡,以确定其在运输中的作用至关重要基本性质、初级生产的实现和增长,移民和夹带的深海海洋生物。混合过程的研究是至关重要的在确定现有的稳定分层,营养物质的来源和再分配机制,新的生产和富营养化过程的因素。
历史数据基地水文测量存在于黑海从20世纪初到它的结束。编译通过的努力前苏联和其他国家。雷竞技手机版app近年来与覆盖率增加,证明系统的调查和改善分辨率和质量的数据:一些调查是由R / V Bilim土耳其海岸
1987 - 1989。然后,第一个最近的合作进行了调查
1988 - 1989年,在R / V Kolesnikov Turkish-USSR合作,R / V他在门捷列夫。和USA-Turkish合作访问期间的1988年美国R / V克诺尔(Murray, 1991)和R / V Bilim引导R / V克诺尔示踪调查附近博斯普鲁斯海峡(Ozsoy et al ., 1993)。1990协调多机构进行调查之后,第一个北约TU-Fisheries程序的上下文中,后来继续在CoMSBlack国际项目,目前在北约TU-Black海上项目,导致intercalibrated和合并数据集(Aubrey et al ., 1992;它et al ., 1993;Konovalov et al ., 1994;伊万诺夫et al ., 1997)。在最近的合作研究,海洋观测站位于20公里的名义间距,和覆盖西部,或整个盆地1990年之后,在大多数情况下。
平面深海平原(> 2000)深度的黑海(图6.38)占总面积的60%以上。最大深度约为2300米,平均深度的计算盆地是1240米。深海平原分开陡峭的利润率大陆斜坡,不包括温和的斜坡附近多瑙河和刻赤粉丝。大陆架(深度< 200)占总面积的25%。宽阔的西北大陆架(平均深度-50米)占该地区在克里米亚半岛和西海岸之间,和延伸的西部和西南部海岸黑海,- 100米的深度在架子上休息。这种不断的地区地势平坦减少宽度向南部和达到突然终止Sakarya峡谷,在深度突然增加从100米到1500米。其余部分的大陆架黑海很少超过20公里的宽度和发生狭窄的安纳托利亚海岸的延伸,高加索和刻赤,通常由峡谷或陡峭的斜坡上毗邻的土地。除了许多峡谷在大陆坡,突出深度特性,如Arhangelsky岭附近(深度> 400),周边地形的进一步的并发症,尤其是在安纳托利亚和白种人的海岸。
黑海的风力条件变量在冬天。主导风向是northnortheast西部,而南方主导东部盆地的一部分。大风从西北在冬天是很常见的。
夏季是温暖的,有均匀分布的空气温度在黑海。气温在10月下旬和11月大幅下降,并达到一个最低在1月和2月。在冬天,气温有很强的南北梯度。每日平均温度可以降低到8°C southem黑海,而负的温度在北部地区是常见的,尤其是在多瑙河盆地和克里米亚半岛之间的地区。
黑海有积极的水平衡,输入的淡水来源超过通过蒸发损失。虽然有很大的变化估计报告,目前的估计,基于回顾文献可以作为降水300立方千米/年,350立方千米/年径流水域,-350立方千米/年从海面蒸发(Unluata et al ., 1989)。通过博斯普鲁斯海峡的净通量占剩下的水预算的组件。
两层流经博斯普鲁斯海峡(外汇流入和从黑海)估计在各种文献来源,基于大规模预算,如克努森关系表达盐预算。关键的审查和改进估计Unluata et al。(1989)。基于长期平均盐度的海峡入口,利用稳态质量和盐平衡,平均通量在黑海博斯普鲁斯海峡(图6.39)计算- 600立方千米/年(-20、000 m3 / s),泄出从黑海和300立方千米/年(-10、000 m3 / s),分别流入黑海。黑海的稳态盐预算要求比气/ Q2 = S2 / Si = 35.5/17.9 = 2, Q1, Sx和Q2, S2,上层(1)和(2)层体积通量和盐度在黑海定义博斯普鲁斯海峡的入口。
尽管平均通量必须满足质量预算,在任何即时交换流的时间大大不同于这些估计,由于时间的气象和水文迫使来自邻盆地。博斯普鲁斯海峡传输在不同时间尺度的无常已经被重复测量量化(Latif et al ., 1991年,1992;它et al ., 1990;Unluata et al ., 1989)。
博斯普鲁斯海峡的全方位运营弱到强正压强制。阻塞流的两层发生在非凡的事件,持续几天每次(图6.40)。较低的层屏蔽
图6.39年平均体积通量在土耳其海峡系统。给出了通量单位立方千米/年(1立方千米/年= 31.7 m7 / s)。括号内数字平均盐度值用于计算Unluata et al。(1990),和拉蒂夫et al。(1991)
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