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垂向湍流扩散系数的不确定性对深层叶绿素最大值现象模拟的影响 被引量：3
1
作者 高永丽 《海洋科学》 CAS 北大核心 2019年第2期34-40,共7页
深层叶绿素最大值(Deep Chlorophyll Maximum, DCM)现象的数值模拟是研究海洋表层生态系统和全球碳循环的重要组成部分之一。但是由于自身的复杂性和观测的局限性,数值模式中物理参数的不确定性给模拟结果带来了一定程度的误差。其中,... 深层叶绿素最大值(Deep Chlorophyll Maximum, DCM)现象的数值模拟是研究海洋表层生态系统和全球碳循环的重要组成部分之一。但是由于自身的复杂性和观测的局限性,数值模式中物理参数的不确定性给模拟结果带来了一定程度的误差。其中,垂向湍流扩散系数(vertical turbulence diffusion)是模式所包含的物理参数中很难直接通过观测来确定的参数,它在模式中的来源和取值往往具有很大的不确定性。本文通过条件非线性最优(参数)扰动(Conditional nonlinear optimal perturbation related toparameter, CNOP-P)方法,研究了垂向湍流扩散系数的不确定性对模式模拟结果的影响。我们发现,垂向湍流扩散系数对 DCM 模拟产生最大影响的 CNOP 型扰动位于生产力层的上半部分。并且,去掉生产力层内湍流扩散系数的误差,模式模拟的改进程度最高达到了 80%。可见,垂向湍流扩散对生态系统的发展和保持起着极其重要的作用,改进垂向湍流扩散系数的不确定性,对 DCM 的数值模拟有着重要意义。 展开更多
关键词 物理参数 湍流扩散系数 不确定性 条件非线性最优扰动(CNOP)
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垂向湍流扩散和光耦合对下沉藻增长的影响——基于内陆混浊湖泊(太湖)分析 被引量：2
2
作者 周妍 赵巧华 刘鹏 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期792-801,共10页
在假设温度恒定?弱化营养盐限制作用的条件下,利用太湖背景漫射衰减系数?日变化太阳辐射等数据,通过下沉藻生长与水环境相结合的耦合模型,模拟下沉藻增长过程中垂向湍流扩散和光之间的耦合.结果表明:在相对清洁水体中(背景漫射衰减系数... 在假设温度恒定?弱化营养盐限制作用的条件下,利用太湖背景漫射衰减系数?日变化太阳辐射等数据,通过下沉藻生长与水环境相结合的耦合模型,模拟下沉藻增长过程中垂向湍流扩散和光之间的耦合.结果表明:在相对清洁水体中(背景漫射衰减系数小于1.1/m),下沉藻类无需垂向湍流扩散均可维持增长;混浊水体中(背景漫射衰减系数介于1.1～3.0/m)下沉藻类增长需垂向湍流扩散维持,且最低垂向湍流扩散值随背景漫射衰减系数增大而增大,二者间存在指数函数关系;最低垂向湍流扩散(D)?水深(z)与藻类下沉速度(v)间的佩克莱数应位于0.38～13.89,否则垂向湍流扩散对比其他因素(藻类沉降和光衰减),对水柱中下沉藻类的增长的作用甚小;当背景漫射衰减系数大于3.0/m,水柱平均光能可能难以满足藻类增长,藻类持续消亡.该研究有助于厘清气候变化背景下水生生态系统中的浮游植物种群演替机制. 展开更多
关键词 下沉藻 垂向湍流扩散 背景漫射衰减系数 数值模拟
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