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【海院科研进展】基于FVCOM模式的浪-冰耦合模块的开发取得新进展

作者:来源: 阅读次数:日期:2020-09-25

在开阔水域生成的波浪可在冰下继续传播并向冰区内部穿透一定的距离,在这一过程过,浪-冰间将进行复杂的相互作用,引起波浪及海冰(湖冰)的物理特征的重要变化。波浪传至冰区后将影响冰的成长进而改变冰的形态及结构,当波浪足够强时,还可引发冰的破碎,促进冰融化。冰可通过能量传递及耗散起到抑制波浪的作用,此外,冰还可对波浪产生散射及折射作用。浪-流-冰-气中任一要素的变化都会产生牵一发而动全身的效果,研究浪-冰间相互作用有助于加深对整个海洋-地球-生物-化学过程以及气候变化的认识。

我院物理海洋团队成员白鹏于NOAA Great Lakes Environmental Research Laboratory(大湖环境研究实验室)交流期间在导师Jia Wang的指导下基于FVCOM模式开发了浪-冰双向耦合模块并应用于五大湖。该工作表明,在2014多冰年,除安大略湖及密歇根湖中部等湖冰较少区域外,湖内风浪运动近乎完全被湖冰所抑制。与2011年实测冰下波浪数据的对比表明模型可合理的再现高冰环境下的波浪运动状态。波浪对湖冰的破碎作用主要于“浪池”的边缘附近起效,因“冰消-浪长”正反馈机制,“浪池”的边缘区域波浪强度对应有所提升。

上述工作中有关冰对波浪抑制作用的部分发表于SCI三区期刊《Ocean Dynamics》,我院物理海洋团队成员白鹏为第一作者(兼通讯作者)。

作者言:浪-冰耦合是一个充满新挑战的课题,因作者水平有限,热切期待读者能够斧正上述工作中存在的不当甚至错误之处,敬请致信baip@gdou.edu.cn。

图1.数值实验EXP8、EXP9模拟所得2011年2月份有效波高与AWAC实测有效波高在4a站(a),5a站(c),及6a站(e)处对比情况。数值实验EXP9模拟所得湖冰密集度与NIC湖冰产品在4a站(b),5a站(d),及6a站(f)处对比情况。

论文链接:

Bai P.*, Wang, J., Chu, P.et al.2020.Modeling the ice-attenuated waves in the Great Lakes.Ocean Dynamics,70,991–1003. DOI:https://doi.org/10.1007/s10236-020-01379-z