细结构参数化方案在海洋模式中网格适应性的研究

Ocean Turbulence mixing is an important dynamic process in the ocean. Vertical mixing parameterization plays a key role in the numerical simulation of ocean circulation. However, the influence of grid resolution on mode parameterization cannot be ignored. In this project, the applicability of the fine structure parameterization scheme under different resolution is studied by using CTD, ADCP and turbulence microstructure observation data in the South China Sea, and then the parameterization scheme will be corrected according to the vertical resolution. The evolution process of internal tide and near inertial internal waves is simulated by MITgcm ocean model. The influence of mixed parameterization scheme and grid resolution will be evaluated, and a fine structure parameterization scheme matching vertical resolution will be established in the ocean model.

海洋湍流混合是海洋中重要的动力过程，垂向混合参数化对海洋环流的数值模拟结果起着关键的作用，然而网格分辨率对模式参数化的影响不可忽视。本项目利用南海CTD、ADCP和湍流微结构观测资料，研究细结构参数化方案在不同层间隔下的适用性问题，进而根据模式的分辨率对参数化模型进行修正。通过MITgcm海洋模式对内潮和近惯性内波的演变过程进行数值模拟，评估混合参数化方案和网格分辨率对其的影响，建立与网格分辨率相匹配的细结构参数化方案。

海洋湍流混合是海洋中重要的动力过程，垂向混合参数化对海洋环流的数值模拟结果起着关键的作用，然而网格分辨率对模式参数化的影响不可忽视。本研究利用CTD、ADCP和湍流微结构观测资料，以及走航拖曳观测、水下滑翔机观测数据，开展了海洋混合关键过程的一些研究，结果表明不同海域水团入侵、中尺度涡边缘高流速剪切、锋面的水体交汇、内波的PSI机制都是混合增强的重要原因。研究了南海内部的湍流混合空间分布特征，比较南海不同海区的湍流耗散率参数化模型，表明MG模型能很好估算南海各海区的湍流耗散率；构建了一种基于应变的细结构参数化MMG模型；细结构参数化方案考虑模式垂向分辨率与观测层间隔不一致时如何修正的问题。通过理论分析和数值模式结合的方法，研究了湍流粘性系数（扩散系数）与垂向网格尺度的关系，把网格因素考虑到海洋模式的混合参数化方案中。