[发明专利]一种密度跃层要素变化对内潮影响程度的分析方法

权利要求书

1.一种密度跃层要素变化对内潮影响程度的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选取用于模拟海洋地区地形的种类，设置地形参数和密度跃层参数，所述密度跃层参数包括强度、深度和厚度，基于所述强度、所述深度和所述厚度数据计算得到初始密度场；

S2、施加开边界内潮流速强迫，进行内潮模拟，输出水平流速、海洋温度和海洋盐度分布；

S3、利用输出的所述海洋温度和所述海洋盐度计算海水密度的分布；

S4、改变所述密度跃层参数，重复步骤S2-S3；

S5、根据输出的所述水平流速和计算得到的所述海水密度的分布差异，分析所述密度跃层参数变化对内潮强度和/或海洋密度的影响，包括：

根据第五公式和/或第六公式分析所述密度跃层参数变化对内潮强度和/或海洋密度的影响；

所述第五公式包括：

内潮强度影响程度=V_B-V_S；

其中，V_B为在初始密度跃层参数下进行内潮模拟输出的水平流速，V_s为在改变密度跃层参数后进行内潮模拟输出的水平流速；

所述第六公式包括：

海洋密度影响程度=ρ_B-ρ_S；

其中，ρ_B为在初始密度跃层参数下进行内潮模拟计算得到的某深度上的海水密度，ρ_S为在改变密度跃层参数后进行内潮模拟计算得到的相同深度上的海水密度。

2.根据权利要求1所述的密度跃层要素变化对内潮影响程度的分析方法，其特征在于，步骤S1中，所述海洋地区地形的种类包括陆坡地形、海山地形和海脊地形。

3.根据权利要求2所述的密度跃层要素变化对内潮影响程度的分析方法，其特征在于，所述陆坡地形采用第一公式表示，所述第一公式包括：

；

其中，h_slope(x)为陆坡处海洋深度，H为海底深度，h_s为陆坡最浅深度，L_s为陆坡长度，x_s为西边界位置，x为东西方向地形坐标。

4.根据权利要求2所述的密度跃层要素变化对内潮影响程度的分析方法，其特征在于，所述海山地形和所述海脊地形采用第二公式表示，所述第二公式包括：

；

其中，h(x,y)为地形深度，H为海底深度，h₀为地形最大高度，x₀和y₀分别为东西方向和南北方向地形中心坐标，x和y分别为东西方向和南北方向地形坐标，a和b分别为东西方向和南北方向地形宽度；当a=b时，为所述海山地形，当ab时，为所述海脊地形。

5.根据权利要求1所述的密度跃层要素变化对内潮影响程度的分析方法，其特征在于，步骤S1中，所述初始密度场根据第三公式计算得到，所述第三公式包括：

；

其中，ρ_a(z)为垂向密度，ρ₀为背景密度，z为铅直方向地形坐标，△ρ_a、d和δ分别为所述密度跃层的强度、深度和厚度。

6.根据权利要求5所述的密度跃层要素变化对内潮影响程度的分析方法，其特征在于，△ρ_a由所述密度跃层上下界面间的密度差表示。

7.根据权利要求1所述的密度跃层要素变化对内潮影响程度的分析方法，其特征在于，步骤S2中，所述开边界内潮流速通过第四公式进行计算，所述第四公式包括：

；

其中，U_ob为开边界内潮流速，U_am1和U_am2分别为第一模态和第二模态流速振幅，ω_tide为内潮频率，t为时间，π为圆周率，z为铅直方向地形坐标，h为模拟区域水深。

8.根据权利要求1所述的密度跃层要素变化对内潮影响程度的分析方法，其特征在于，步骤S2中，利用MITgcm海洋数值模式进行所述内潮模拟。

9.根据权利要求1所述的密度跃层要素变化对内潮影响程度的分析方法，其特征在于，步骤S3中，采用Matlab软件中seawater工具包，调用sw_ptmp命令，利用所述海洋温度和所述海洋盐度计算得到所述海水密度随时间和深度的分布。