资源评价与环境影响:区域海洋模拟

领导:蒋明顺，博士.D.

附属家庭校园:海港分局
所属部门: 海洋研究所港湾分所

项目

帮助确定部署oct的最佳地点, 预测它们的发电量, 并将其设计用于高能海洋环境, 实现高水平的资源表征是至关重要的. 佛罗里达东海岸的洋流资源评估研究主要基于低分辨率海洋模式预测[1-3]和/或物理海洋学测量[2],4-7]. 基于低分辨率海洋模式的资源评估, 例如混合坐标海洋模型(HYCOM) [8], 提供可用于绘制大范围洋流资源地图的数据, 但却被证明严重低估了佛罗里达和南非附近洋流资源的规模和可变性。[2]. 相反, 资源测量可以更准确地测量洋流资源，但费用昂贵，而且只能提供部署地点的数据.

本研究将通过高分辨率嵌套数值模拟来描述佛罗里达洋流的动态特征. 一个高分辨率(~500米)数值海洋模式已经开发出来，并嵌套在一个基于区域海洋模拟系统(ROMS)的区域模式中，用于南佛罗里达和佛罗里达海峡[9]. 子模型域覆盖了从迈阿密到杰克逊维尔的北佛罗里达海峡的一部分, 中尺度涡旋常被观测到的高度动态区域. 这个小组之前收集了大量的水动力学数据，这些数据将用于模型地面真实性. REU学生将负责使用测量数据校准模型结果，并分析结果以获得包括能谱在内的关键动态特性, 功率密度, 时空模式, 和可变性. 只要时间允许, 模拟鱼苗的人工颗粒模块将被纳入模型，因为佛罗里达海流是鱼苗运动和觅食的关键通道。[10]. 用这个幼虫运输模块进行模拟将使我们能够检查洋流和漩涡对幼虫运输和觅食的影响. 通过这次体验，参与者将获得海洋建模的研究经验, 海洋动力学, 统计分析, 海洋再生能源. 这项工作是以前REU网站工作的延续(见本网站上的“2019和2020项目和参与者”).

[1] J.H. VanZwieten小., A.E.S. Duerr G.M. 阿尔塞纳斯和H.P. 汉森(2013)“全球洋流能量评估:初步观察”，《KU体育官网APP》. 由第六届全球海洋可再生能源会议主办的第一届海洋能源技术研讨会(METS13), 4月- 11, 华盛顿D.C.

[2] J.H. VanZwieten小.我迈耶和G.M. Alsenas(2014)“HYCOM作为海流能量评估工具的评价”. 由第七届全球海洋可再生能源会议主办的第二届海洋能源技术研讨会(METS14), 4月15日, 西雅图, 华盛顿

[3]张志强，张志强.S.曼哈尔·R. Dhanak和James VanZwieten, (2012)“利用混合坐标海洋模型数据评估佛罗里达洋流的水动力可再生能源。,《KU体育》, 九月/十月

[4] M.C.P.M. Machado J.H. VanZwieten,我. Pinos(2016)“基于测量的墨西哥湾流流体动能分析”海洋与风能杂志, 3(1):25-30

[5] J.H. VanZwieten W.E. 巴克斯利,G.M. Alsenas,我. 迈耶,M. Muglia C. Lowcher J. 祸害,M. Gabr R. 他,T. Hudon R. 史蒂文斯和A.E.S. Duerr，(2015)“洋流涡轮系泊考虑，”在程序. 5月4-7日，休斯顿，德克萨斯州，海上技术会议. otc - 25965 ms

[6] R.E. Raye，(2002)“26岁佛罗里达洋流的特征研究”.北纬11度和79度.“西经50度的洋流发电”，KU体育官网APP硕士论文

[7] W.S. 冯·阿克斯，H.B. 斯图尔特, & J.R. Apel，(1974)“佛罗里达洋流作为一种可用能源的潜在来源”，在Proc. 麦克阿瑟研讨会关于从佛罗里达洋流中提取可用能源的可行性, 棕榈滩海岸, 佛罗里达.

[8] HYCOM. (2015). 数据同化建模协会[在线]. 可用:http://hycom.org/

[9] M. 江,我. 巴贝罗J. 里德，索尔兹伯里，J. VanZwieten和R. Wanninkhof, 2020, 佛罗里达海峡深层珊瑚礁中尺度动力学及其对碳酸盐化学变率的影响, 海洋建模, 101555, http://doi.org/10.1016/j.ocemod.2019.101555.

[10] D. E. 理查森,J. K. Llopiz K. D. 利曼,P. S. 绿色,F. E. Muller-Karger R. K. 考恩, 2009, 旗鱼(Istiophorus platypterus)在佛罗里达海流锋面涡中的产卵和幼虫环境,. 海洋学进展，82:252-264.