潮汐振动特性的频谱分析及其应用

利用最小二乘法对潮汐实测资料进行分析,如何选择分潮是提高分析预报精度的关键。本文利用在频率域对潮汐振动特性进行分析的方法,可以客观地了解潮汐过程中存在着哪些振动,由此只要用较少的分潮就能组成精度较高的分潮模式。并以对连云港潮汐的分析预报,作了实例验证。结果表明,本文的方法可以避免选择分潮时的盲目性和偶然性,从而使潮汐分析预报的精度得到提高。     

基于潮汐调和分析的全球定位系统-多路径反射测量技术潮位预报

基于全球定位系统的多路径反射(GPS-MR)测量技术的潮位监测已经成为验潮站监测的有效补充,但较少学者利用GPS-MR反演潮位进行潮汐调和分析和预报.为了验证GPS-MR潮位预报的可能性,利用美国大陆板块边缘观测组织(PBO)提供的GPS信噪比数据进行潮位反演,将该反演结果重采样为等间隔潮位序列,利用该潮位序列计算各分潮的调和常数,并进行潮汐预报.通过与美国海洋与大气局(NOAA)提供的实测验潮数据进行对比,结果表明:GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位具有一致性,相关系数为0.94,均方根误差为0.16 m;经样条函数拟合后的1 h GPS-MR潮位序列预测结果同采用验潮站潮位进行预测结果精度相当,同验潮站实测潮位的均方根误差为0.14 m,相关系数为0.97.可见,利用GPS-MR技术进行潮位监测和预报是可行的.     

长江口综合整治工程前后潮汐特征分析

利用改进的Godin潮汐调和分析及预报程序,对长江口北槽附近横沙和北槽中两验潮站的潮位资料进行调和分析,得到不同年份不同时段11个分潮的振幅H、迟角g、平均海平面值Z0以及各站的特征潮位.根据计算结果比较长江口综合整治工程前后横沙站和北槽中站各主要分潮(M2,S2,K1,O1)调和常数的变化,分析综合整治工程前后特征潮位的变化趋势;利用工程前的潮汐调和常数预报2002年、2003年和2006年横沙和北槽中两验潮站的潮位过程,对预报潮位过程和实测潮位过程进行比较.分析结果表明,两站主要分潮的调和常数、特征潮位以及潮位过程,在整治工程后特别是2003年和2006年发生了较明显的变化.     

人工神经网络在潮汐短期预测中的研究

本文介绍了运用Matlab神经网络工具箱进行BP神经网络设计的基本方法与过程,并将BP网络模型引入到海洋潮汐预测领域,根据黄海海域某短期验潮站观测数值,构建并选用合适的BP神经网络建立了海洋潮汐短期预测的神经网络预报模型。计算结果表明,BP模型应用于潮汐预报具有较高的预测精度和良好的泛化能力,它为海洋潮汐预报工作提供了一种全新的思路和方法。     

江苏海岸港口特征潮位计算与分析

利用潮汐调和分析程序对江苏海岸6个港口2001年4~6月份的高低潮位资料进行调和分析,得出了11个分潮的调和常数、平均海平面和特征潮位,并进行了一致性验证.利用预报程序预报了2000~2005年的时序潮位和高、低潮位,所得结果与潮汐表预报潮位基本一致.利用预报结果计算了工程设计高、低潮位,时序潮位累积频率99%对应的潮位与低潮位序列数据累积频率90%对应的潮位一致.根据特征潮位数据拟合出了各验潮站特征潮位间的关系表达式.     

基于深海锚系潜标的潮汐特征计算方法

针对深海潮汐特征难以获取的困难,基于深海锚系潜标压力传感器所测资料,利用线性近似的方法,建立了海面水位变化计算模型,并对该模型进行计算误差分析,提供了模型计算精度判别方法。基于该模型,利用南海中部海区深海锚系实测压力资料获取了锚系点的海面水位数据,并采用T-TIDE潮汐调和分析函数处理水位数据,获取了该海区的潮汐调和常数,对该海区的潮汐特征进行了验证与分析。所得潮汐类型为不规则日潮,主要(半)日分潮K1、O1、M2的振幅和迟角,均与前人利用卫星高度计资料和数值模拟分析结果基本一致。     

海面溢油轨迹的分析与预报

考虑主要分潮（Ｍ２，Ｓ２，Ｋ１，Ｏ１，Ｍ４，ＭＳ４）的潮流以及Ｍ２分潮的潮汐余流，建立预报潮流场，并考虑海面风力的作用以及油的蒸发和乳化，利用欧拉一拉格朗日方法跟踪油膜的中心点，提出预报油膜的轨迹及其扩散范围。该模型适用于近岸事故溢油的快速预报。     

天文潮分析及预报实用系统

较为详实地介绍了天文潮分析及预报实用系统开发的总体设计,自动分潮优化潮汐调和分析及预报的原理,系统的详细设计,系统的开发工具以及系统的特点等方面的内容。     

江苏沿海大规模围垦对近海潮汐潮流的影响

基于江苏近海二维潮汐潮流预报数值模型,以2008年为基准水平年(现状),对江苏沿海滩涂围垦规划(2010-2020年)的3个阶段进行了数值模拟.从该海域主要分潮潮波分布、潮汐通道流速和单宽纳潮通量变化3个方面探讨了大规模滩涂围垦工程对江苏近海潮汐潮流的影响.数值模拟结果显示:3个阶段围垦工程实施后,M2分潮无潮点位置向...     

珠江河口岸线变化对潮动力的影响

为研究珠江河口岸线变化对潮波特征的影响,基于D-Flow FM(Delft 3D-flow flexible mesh)建立珠江河口二维水动力数值模型,模拟的水位、流速流向结果与观测数据吻合良好。利用T_TIDE对模型结果进行调和分析,通过振幅比、相位差和潮能通量探讨岸线变化对潮汐动力特征的影响。结果表明:珠江河口半日分潮M_2的振幅和1/4日分潮M_4的振幅总体均呈增大的趋势,潮能通量呈减小的趋势。珠江河口整体表现为潮汐不对称加剧,涨潮占优增强。岸线变化通过影响径流作用、河口形态、浅水效应和潮能辐聚作用,影响珠江河口的分潮振幅、相位、潮汐不对称和潮能通量等潮汐特征。由岸线变化带来的潮汐振幅增加、潮汐不对称性加剧和涨潮占优趋势加强,可能会导致风暴潮等沿海灾害和严重的淤积问题。     

涠洲岛海域潮流不对称的偏度判别研究

【目的】潮流不对称现象是潮波运动的基本特征之一,潮流不对称的量化及适用性是近海潮波动力学的重要研究内容。采用涠洲岛附近海域1988年10月6日~1989年3月9日实测的分层(10m、20m和30m)潮流数据对涠洲岛附近海域的潮流不对称现象进行研究。【方法】首先对实测资料进行调和分析得出余流及35个分潮,进而基于调和分析结果利用潮流不对称偏度判别法对实测潮流数据的潮流不对称进行计算。【结果】研究认为,在u方向(W-E),虽然垂向上流速大小有变化,但均为正向不对称,且其不对称程度基本相同。在v方向(N-S),10m层和20m层流速均为负向不对称,30m层呈正向不对称,三者在量值上由上层向下逐渐增大。在各层次各方向上,对潮流不对称贡献最大组合的均为余流及余流与分潮的相互作用,O1、M2和MO3分潮的相互作用以及K1、M2和MK3分潮的相互作用对潮流不对称的贡献亦不能忽略,其量值能达到甚至超过O1、K1、M2的贡献。潮波进入浅水发生变形,导致潮流不对称的影响因素在浅水和深水海域不同。【结论】涠洲岛附近海域潮流不对称具有明显的垂向变化,10m、20m层与30m呈现不同的不对称特征。潮流不对称偏度判别法在较深水海域同样具有适用性。     

Numerical simulation of tides and tidal currents in Liaoning Bay with POM

A three-dimensional ocean circulation model, called Princeton Ocean Model (POM), is employed to simulate tides and tidal currents in Liaodong Bay. The nested grid technique is adopted to improve the computation precision. Computed harmonic constants of m1, M2 tides at five tidal gauge stations and surface elevations at two oil platforms are compared with those observed, and show good agreements with them. Based on the calculated results, the co-amplitude and co-phase lag lines of m1 and M2 tidal constituents, the residual current field of M2 constituent, tidal form, tidal current ellipse and the moving style of tidal current are given. It is found that diurnal tidal constituents have no amphidromic point whereas semi-diurnal constituents have one in the region of interest. Meanwhile, some meaningful results are concluded and presented, which are conducive to a thorough knowledge of the characteristics of tides and tidal currents in the Liaodong Bay.     

烟台外海潮波的特征

在烟台外海,潮汐属于正规半日潮性质,而潮流属于日潮流性质.用数值模拟和实测潮流分析两种方法研究了该特征并解释造成这一现象的原因:在烟台外海M2分潮具有驻波振动,存在着M2分潮流的辐聚、辐散现象,因而该海域M2分潮流很小.该海域日分潮流没有辐聚、辐散现象,因而日分潮流相对较强,从而造成了该海域的潮汐、潮流性质相异的特殊现象.     

江苏省辐射沙洲海域理论最低低潮面的计算

利用M.Foreman改进的G.Godin潮汐调和分析程序对江苏省辐射沙洲海域21个验潮站潮位资料进行调和分析,得到了11个分潮的调和常数及相应平均海平面.利用Delft3D数值模型计算研究该海域8个分潮的调和常数.对21个站位理论最低低潮面、可能最低低潮面、略最低低潮面及英国海图深度基准面的空间分布特征及关系进行了计算分析,拟合得出了辐射沙洲海域理论最低低潮面的经验关系式,利用该关系式计算分析了江苏省辐射沙洲海域理论最低低潮面值及其空间分布特征.     

长江河口潮位站潮汐特征分析

基于横沙、马家港、堡镇和永隆沙4个潮位站2009年实测的逐时水位资料,分析了长江河口潮位站潮汐的时空变化特征、分潮组成、潮汐类型和变形.长江河口潮位站的潮汐存在日不等现象,主要表现为高潮位不等,其中3月份、9月份期间的日不等现象小潮比大潮明显,而6月份、12月份期间则是大潮比小潮明显.统计给出了潮位站各月最大潮差和最小潮差,长江河口的潮差呈现双峰变化,月最大潮差在3月份、9月份出现极大值,6月份、12月份出现极小值;月最小潮差在6月份、12月份出现极大值,3月份、9月份出现极小值.受径流和摩擦等影响,在南支向上游潮差减小.因北支径流分流比小,且地形呈喇叭口状,使得永隆沙站潮差比其他3个潮位站大.长江河口潮汐主要由4个主要半日分潮（M ₂、S ₂、N ₂、K ₂ ）、4个主要全日分潮（K ₁、O ₁、P ₁、Q ₁）和3个主要浅水分潮（M ₄、MS ₄、M ₆）组成.半日分潮占绝对优势,受河口水浅的影响,浅水分潮显著.潮汐类型系数除了永隆沙站小于0.25,其余3站的均大于0.25,表明北支属于正规半日潮,而北港、南港和北槽则属于不正规半日潮.4个测站的潮汐变形系数均大于0.1,表明长江河口潮位站潮汐变形显著,其中以北支永隆沙潮汐变形最为严重,变形系数可达0.173.     

东海黄海渤海8个主要分潮的数值模拟

应用球面坐标系下ECOM数值模式,数值模拟了东海黄海渤海的8个主要分潮M₂、S₂、N₂、K₂、K₁、O₁、P₁和Q₁.采用高分辨率网格,计算区域包括东海黄海渤海、东海陆架坡和琉球以东西北太平洋,考虑实际水深和岸线.开边界条件由全球大洋潮汐模式计算的调和常数给出.较成功地模拟出了8个分潮的传播特征,再现了计算区域内半日分潮的5个无潮点和2个蜕化的半个无潮点、全日分潮的3个无潮点.与65个潮位站的观测资料比较,模式计算的M₂、S₂、K1和O₁分潮振幅和位相的均方差分别为7.85 cm和6.81°,5.04cm和8.14°,3.82cm和13.04°,4.34cm和9.33°.与17个潮位站的观测资料比较,N₂、K₂、P₁和Q₁分潮振幅和位相的均方差分别为3.64cm和7.89°,8.47cm和10.51°,1.76cm和7.56°,1.50cm和26.34°.模式模拟的结果可为河口海岸小区域模式提供较为可靠的外海开边界潮汐调和常数资料.