波浪破碎过程对油滴垂直混合影响的数值模拟及实际验证

针对波浪破碎对油滴垂直混合的影响问题,建立覆盖整个渤海海域的高分辨率海浪数值模式。根据波浪对油滴垂直混合影响的理论表达形式,基于数值模式模拟结果,分析卷入海面以下的残油量对不同波动能量损耗率和卷入深度计算方案的敏感性。结果显示,采用Yuan等根据实际海况导出的破碎卷入深度和破碎能量损耗率表达式,可以更好地再现油滴在不同波浪破碎背景情况下下沉及上浮的整个过程。通过与Envisat SAR卫星的观测结果相对比,理论与数值模拟相结合的方法可以很好地重现溢油入海后海面残油量的长期变化趋势。当考虑波浪效应后,估计海面残油量可由40%以上缩小至20%左右,与卫星观测结果中的约25%相比非常接近,进一步显示了波浪破碎过程对油滴垂直混合的重要影响,以及在溢油入海后海面残油量估计中考虑波浪破碎效应的必要性。