青岛(中国科学院海洋研宄所青岛266071;中国海洋大学物理海洋。中实线和虚线分别代表考虑和不考虑海浪破碎的结果,绿线、红线、蓝线和紫线分别代表D、P,e(中为负ej和Pb.此外,中给出的Pb和D为计算结果的10倍。表明,在风速为20m/s的情况下,考虑或不考虑海浪破碎时,湍动能的生成和耗散都主要集中在混合层上部约25m的水层中。当不考虑海浪破碎影响时,剪切生成项P,和耗散项£是该深度内湍动能收支的主要部分,两者大小相当。在该深度内,湍流的剪切生成与耗散所占的比重分别为91.6%,该深度以下,两项都明显减小。整个混合层中垂直扩散项D和浮力生成项Pb的作用相对要小。
当考虑海浪破碎对海表湍动能通量的影响时,近海表水层内的湍能量收支受到明显的影响。在2. 5m以上的水层中,由平均流的剪切效应产生的湍动能通量为246on3/s3,由粘性耗散损失的为338.6 在混合层底部,由于温度跃层的存在,浮力通量加,Pb减小,削弱了底部湍流的垂向混合,各项作用都比较小,且大小相当,湍流混合达到稳定。 4结论根据海浪破碎对海洋上混合层中湍流生成的影响机制,在垂向一维混合层模引入了这一影响。数值计算结果表明,当考虑海浪破碎对混合层中湍流生成的影响时,在海表形成湍流明显加的次层,在该层中湍动能的垂直扩散项和耗散项都有显著加,由耗散损失的湍动能比无海浪破碎影响的结果加了约1倍,而湍流的剪切生成减小3.5%.海浪破碎的影响在该次层中形成了存在于湍动能的剪切生成、耗散及垂直扩散间的一种新的局部平衡关系。这一结论与近年来根据观测资料得到的研究结果基本相同。 在该次层以下,湍能量收支的局部平衡关系主要存在于湍流的剪切生成与耗散之间,与传统壁层定律结论一致。