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第二部分第二部分 海洋数值预报海洋数值预报 第二部分第二部分 海洋数值预报海洋数值预报 20 世纪60 年代初期，由于电子计算机计算能力的提高，人们开始了海洋数 值预报的研究和试验工作。1960 年代中期，初步实现了海洋潮汐问题的二维数 值模拟，1980 年代中期二维潮汐数值模拟技术已经成熟。1970 年代中期开始三 维海洋温、盐、流数值模拟方法研究，在 1990 年代开始试验性的海洋数值预报 （包括温、盐、流和水位）。海浪的数值预报研究始于 1950 年代后期，1960 年 代中期开始进行数值计算实验。 第一章第一章 二维浅水方程数值模式（二维浅水方程数值模式 （潮汐潮汐、、风暴潮数值计算模式风暴潮数值计算模式）） 第一章第一章 二维浅水方程数值模式二维浅水方程数值模式 （（潮汐潮汐、、风暴潮数值计算模式风暴潮数值计算模式）） 本章讨论二维浅水方程组（也称作深度平均的二维长波运动方程）的数值计 算问题，这种二维数值模式可用于潮汐、风暴潮的模拟和数值预报；加入二维扩 散方程后，也可用于浅海污染物（溶解质）扩散的计算；加入泥沙（悬移质和推 移质）运动方程，可用于浅海泥沙运动的数值模拟。 一、一、基本方程组基本方程组 一一、、基本方程组基本方程组 ∂ζ ∂ ∂ + [(ζ + h )U ] + [(ζ + h )V ] = 0 ∂t ∂x ∂y 2 2 ∂U ∂U ∂U ∂ζ 1 ∂P (τ x a − τ x b ) ∂ U ∂ U  + U + V − fV = − g − a + , , + A 2 + 2 + X ∂t ∂x ∂y ∂x ρ ∂x ρ (ζ + h) ∂x ∂y  2 2 ∂ V ∂ V ∂ V ∂ζ 1 ∂P (τ y a − τ y b ) ∂ V ∂ V  + U + V + fU = − g − a + , , + A 2 + 2 + Y ∂t ∂x ∂y ∂y ρ ∂y ρ (ζ + h) ∂x ∂y  t = 时间 x , y =东向和北向空间坐标 U , V =东向和北向深度平均流速 ς =相对于平均水面的水面高度 h =局地水深（相对于平均水面） g =重力加速度 P =海面气压 a τ x ,a ，τ y ,a =分别为x 和y 方向的海面风应力，τ a = CD ρ a W | W | =为风矢量 W 3 ρ a =空气密度，ρ a = 0.0013g/cm C −3 D =是风拖曳系数，CD = (0.80 + 0.065× | W |) × 10 τ ，τ =分别为x 和