温盐场模型构建：基于FVCOM的三维海洋温盐数值模拟与实践

温盐场模型构建：基于FVCOM的三维海洋温盐数值模拟与实践

摘要

温盐场是海洋环境的基本物理属性，准确模拟温度与盐度的时空分布对理解海洋动力过程、生态系统演化及气候变迁具有重要意义。本文系统阐述了基于FVCOM（Finite-Volume Coastal Ocean Model）建立三维海洋温盐数值模型的全流程方法。从FVCOM的核心控制方程与有限体积法数值原理出发，详细介绍了Linux环境配置、非结构化网格生成、温盐初始场与开边界条件设置、气象与径流数据驱动等前处理关键技术，并给出了模型编译、参数配置、结果可视化与率定验证的完整操作流程。文中提供了可直接运行的代码示例、Python批处理脚本及参数配置文件，涵盖从原始数据下载到成果图件输出的各个环节。通过渤海及辽河口等典型应用案例，展示了温盐场模拟的实际效果与常见问题的解决方案。本文可为海洋测绘、海岸工程及环境科学领域的研究生与科研人员提供系统性的技术参考。

关键词：FVCOM；温盐场；数值模拟；海洋测绘；非结构化网格；模型率定

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

温度与盐度是描述海水物理性质的两个基本参数，二者共同决定了海水的密度分布，进而驱动海洋环流、层化过程及物质输运。温盐场的精确模拟对于海洋环境研究具有基础性意义：在物理海洋学层面，温盐结构控制着水团的分布与演变；在生态系统层面，温盐环境直接影响浮游生物群落的分布与初级生产力；在工程应用层面，温盐场为水下航行器导航、海底管线设计及海岸工程评估提供关键环境参数。</