湛江近海半日分潮的数值模拟

采用了二维水动力学数值模式和高分辨率的自适应曲线网格，模拟了湛江附近海域主要半日分潮M₂和S₂分潮，比较了潮汐调和常数的模拟值和实测值，给出M₂和S₂分潮的同潮图及涨憩、落憩、涨急、落急等各时刻流场，揭示了主要半日分潮的潮波运动规律.     

夏季波浪对钦州湾水交换能力的影响研究

基于无结构三角网格的FVCOM海洋模式,以K1、O1、P1、Q1、M2、S2、N2和K2这8个分潮调和常数为驱动,考虑钦江和茅岭江两条径流,建立了钦州湾海域的高分辨率三维水动力数值模型。通过与实测数据的对比,该模型可以较好地模拟钦州湾海域的水动力特征。在此基础上叠加浪流耦合模块和DYE-RELEASE模块,模拟了夏季波浪对钦州湾海域流场结构以及水交换能力的影响。结果表明:波浪对钦州湾海域流场的影响,涨急和落急潮流场的变化不显著,而涨憩尤其是落憩时,钦州湾的流速明显增大。钦州湾在潮汐径流作用下的半交换时间为14.3 d,在潮汐径流波浪作用下的半交换时间为4 d。内湾茅尾海的水体交换主要受制于潮汐和径流,而外湾钦州湾的水体交换受制于潮汐和波浪。     

长江口杭州湾及邻近海区潮汐潮流场三维数值模拟

把长江河口、杭州湾及领近海区作为整体,应用三维高分辨率非正交曲线网格河口海洋模式,模拟了4个主要分潮M2,S2,K1,O1。在长江口外半日分潮M2、S2从东南方向传入长江口和杭州湾,全日分潮K、,O1从北向南传播。这4个分潮的振幅在长江口南支向上游逐渐减小,但因杭州湾和长江口北支呈喇叭状,而向上游逐渐增加。计算潮差变化过程和实测值基本一致,4个分潮潮位振幅和位相的计算值与验潮站观测值相比,误差大部分在10％以内。结合1996年2－3月长江河口现场观测,考虑了径流的作用,三维数值木匠敢计算域内流场。结果表明,即使在斜压效应不太明显的口门内,流速在垂直方向存在着明显的差异,上层流速明显大于下层流速;潮流具有不对称性,由于径流的作用,落潮时间明显大于涨潮时间,落潮流大于涨潮流,但在象北支涨潮槽中,涨潮流反而比落潮流大。模拟出的以上结论与观测结论为一致。     

长江口外羽状流水体中的垂向混合与层化的观测与分析

摘要：
2002年9月17日17：00至18日17：00,在长江口外E4站位 (122°40′8″E, 30°59′17″N),采用300 kHz声学多普勒流速剖面仪(ADCP)和温盐深仪(CTD)测得连续的水位、流速大小、流向、电导(盐度)和温度等水文资料.基于这些资料,通过文献中相应的公式,估算出水体的密度(ρ)、浮力频率(N)和梯度Richardson数(Ri),并绘制成水流流速分量、盐度、温度、ρ、N和Ri的垂线分布,从而对该站位羽状流水体中的垂向混合与层化进行了研究.结果表明：① 东西向流速分量大小范围为-0.36~0.61 m/s,南北向流速大小范围为-0.59~0.39 m/s.涨急、落急和落憩,流速分量在垂向上变化均不大;涨憩时,表、中、底层流速存在显著差异.② 涨急、涨憩,从表层至底层,盐度随着水深的增加而增大,温度随着水深的增加而减小;落憩,温度在中层达到最大;落急,水体出现显著的密度跃层.③ 该站位表层水体的N均较小,基本在10-3 s-1量级,水体垂向混合较好;中、下层水体的N出现10-2 s-1量级,混合相对较弱.④ 该站位水体垂向混合强度呈现涨、落潮周期变化：涨急、涨憩,Ri范围在10-2 ~101量级,混合较好;落急,Ri在中下层水体出现102量级,水体出现显著层化;落憩,整个水体的Ri大部分都小于临界值0.25,水体混合最充分.
关键词：
长江口外; 羽状流; 浮力频率; 梯度 Richardson数; 混合; 层化
中图分类号： P 731.26
文献标志码： A     

灌河口潮汐潮流不对称研究

基于灌河口2007年5月的潮位、潮流实测数据,对灌河口的潮汐和潮流不对称现象进行研究。首先对潮流、潮位实测数据进行调和分析,探讨灌河口M2分潮及其倍潮波的沿程分布特征,再通过潮位-流速关系图研究M4、M6及M8分潮对潮汐变形的影响,最后利用理论判断法则对灌河口潮汐不对称进行判别。结果表明,灌河口的潮波兼具驻波和行进波的特征,灌河口潮汐不对称主要受M4分潮的影响,呈涨潮主导型。河口口门内最大涨(落)潮流速出现在最低(高)潮位与中潮位之间时刻。M4分潮导致最大涨(落)潮流速增大(减小),最大涨(落)潮流速与最低(高)潮位之间的相位差增大。M6与M8分潮的作用不大。     

大丰港匡围工程对潮流泥沙影响的模拟研究

建立了大丰港临近海域平面二维潮流泥沙数值模型,模拟计算了研究区域大小潮特征时刻的水沙空间分布特征。模型利用实测数据进行验证,计算结果与实测潮位、流速、流向及含沙量数据吻合良好。在模型验证良好的基础上,模拟围垦工程建设前后周围流场和悬沙场的变化。研究发现:围垦工程使得工程向海一侧流速减小。对于悬沙浓度,涨急时刻工程北部含沙量减小,落急时刻工程向海测含沙量增大。     

1996 年3 月长江河口水文观测和分析

基于长江河口1996 年3 月现场水文观测资料分析，得出：北支涨潮流速明显大于落潮流速，余流指向上游，存在着严重的外海盐水入侵。在南支中上游，盐度的变化受外海盐水的入侵和北支盐水的倒灌的共同影响，盐度变化与一般河口的变化规律不同；在大潮和中潮前期，盐度主要受下游外海盐水入侵的影响，在中潮和小潮期间，盐度主要受大潮期间上游北支倒灌盐水下移的影响。在南支下游，落潮流大于涨潮流，落潮历时大于涨潮历时；盐度最大值发生在涨憩，最小值发生在落憩，盐度变化受外海盐水入侵的影响，水文状况遵循一般河口变化规律。     

海口湾海域潮流季节性特征分析

根据2016年春、夏、秋、冬季海口湾海域实测海流全潮实测资料,分析了海口湾潮流的季节性变化特征。结果表明:①该海域春、夏、秋季潮流特征为不正规全日潮流,冬季潮流特征为不正规半日潮流;②靠近岬角位置的海域,由于涡旋作用更容易表现出半日潮流特征;③该海域潮流主要以主太阴半日分潮M_2、太阴太阳赤纬全日分潮K_1和主太阴全日分潮O_1分潮流为主,并且3个分潮大小接近;④该海域冬季从东向西水体输运最强烈;⑤春、夏、冬季该海域有产生中底层补偿流,秋季没有出现明显的补偿流。     

北部湾物理海洋模型的建立与验证

采用坐标变换方法 ,在北部湾上层海洋采用正交坐标系以获得垂向高分辨率 ,在底层水体采用 Sigma坐标系以拟合地形 ,建立北部湾的物理海洋模型 ,并利用建立的模型分别模拟北部湾的 M2 、K1 、O1 分潮 .结果计算值与实测值相比 ,M2 、K1 、O1 分潮振幅的绝对平均误差分别为 3.4 cm、 4 .7cm、 5 .1cm ,相位绝对平均误差分别为 7.1°、 9.3°、 7.2°,在潮波模拟可以接受的误差范围内 ,模拟的潮波系统与实测的潮波系统符合良好 .说明建立的模型对潮波模拟具有较高精度 ,模型是可靠的、稳定的 ,可用于有关工程计算以及环流的模拟计算 .     

基于希尔伯特-黄变换的潮汐分析方法研究

经验模态分解(EMD)是希尔伯特-黄变换(HHT)的核心组成部分.在对传统HHT方法研究与分析的基础上,发展了改进的集合经验模态分解的方法(MEEMD)对海洋潮汐进行分析.MEEMD方法根据水位数据序列的特点,通过添加成对白噪声和计算排列熵的方式来剔除分解过程中出现的虚假本征模态函数(IMF),从而抑制了模态混叠现象.数值模拟和实测水位数据实验表明,MEEMD方法可以在有效抑制模态混叠现象的基础上,对含有噪声的原始水位序列实现自适应滤波.MEEMD方法分解得到的高频IMF1和IMF2分量占原始水位数据总能量的90%以上,IMF1和IMF2分量的平均周期和平均振幅分别与调和分析得到的半日分潮与全日分潮结果基本一致.通过分析认为,IMF1和IMF2之和是主要半日分潮、全日分潮以及浅海分潮的叠加.传统的潮汐调和分析方法有赖于长期的水位记录,且需要水位数据的一些先验知识,涉及到的天文知识与数学计算也较为复杂.准调和分析可以处理短期的水位数据,但仍然涉及天文知识与复杂数学计算,对数据的完整性也要求较高.当收集到的水位数据因为存在噪声或者信息缺失,不足以进行传统的调和或准调和分析时,可以使用HHT方法进行有效的补充分析,以获得主要半日分潮、全日分潮和余水位的幅值信息,因此,该方法可以作为一种很好的潮汐分析的补充方法.     

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.     

北海港湾日潮波的数值模拟

本文利用数值方法,模拟了北海港湾的全日潮波。计算结果表明,北海港是一个强潮海区,潮流一般为30厘米/秒;湾内没有形成独立的潮波系统,潮余流在湾内出现了8个涡旋区,其流速一般为0.5—4厘米/秒。本项计算结果与实测结果基本相符。     

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。     

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.     

靖海湾春季实测潮流与温盐特征分析

为了解广东靖海湾潮流、余流特征,采用准调和分析方法对2015年4月靖海湾大潮期实测海流数据资料进行分析,计算得到潮流性质、各分潮潮流特征和余流特征,并预测最大可能海流流速.结果表明:靖海湾以不正规半日潮流为主,潮流运动方式以带旋转的往复流为主,往复流的流向为NE-SW向,旋转流的旋转方向为顺时针;各分潮传播方向一致,都...     

钦州湾潮流季节变化特征

【目的】为科学开发和利用钦州湾的海洋资源,研究钦州湾潮流季节性变化特征。【方法】收集2006~2012年钦州湾潮流实测资料,结合准调和分析方法,初步获得茅尾海以及钦州湾外湾潮流季节特征。【结果】茅尾海夏季潮流显著强于冬季,潮汐河口夏季受径流影响强烈。外湾夏、秋季节潮流强于冬节,西水道潮流较强,中水道次之,东水道相对较弱;三墩公路建设导致其东侧浅滩潮流明显增强。除夏季潮汐河口余流较大外,钦州湾余流普遍不强。【结论】钦州湾属不规则全日潮海区,潮流运动形式为往复流,落潮流速一般大于涨潮流速,涨潮历时长于落潮历时;龙门水道潮流动力最为强劲,其次为其它主流潮汐通道。     

防城港外海海域夏冬季周日潮流的准调和分析

为深入研究防城港外海海域的潮流特征,通过引入差比关系,对防城港外海海域4个站点夏、冬季2个周日观测所得的表、中、底层海流的短期资料进行准调和分析。结果表明：防城港外海潮流属于混合潮流,部分海域属于正规全日潮流;潮流中旋转流和往复流同时存在,以旋转流为主,潮流椭圆长轴为东北-西南向;最大可能流速出现在表层,由表层至底层余流流速逐渐减小。夏季,防城港湾西侧余流方向为西南向或西北向,而东侧余流方向为东北向;冬季,除湾口为西南向外,其余海域余流方向均为东北向,余流与地形、风场、温度和盐度等因素有关。周日潮流资料时间较短,受天气、海况、观测时间等因素影响较大,计算的潮流性质略有差异。     

Characteristics of tidal gravity changes in Lhasa, Tibet, China

Tidal gravity changes arise from the response of the solid Earth to the tidal forces of the Sun,Moon and planets close to the Earth,and are a comprehensive reflection of the structure and distribution of physical properties of the Earth’s interior.As a result,observations of tidal gravity changes are the basis of studies on other global and/or regional dynamic processes.The characteristics of tidal gravity changes in the region of the Tibetan Plateau were investigated through continuous gravity measurements recorded with a superconducting gravimeter (SG) installed in Lhasa over a year.Through contrast measurements with a spring gravimeter LaCoste-Romberg ET20 at the same site,the gravity observations in Lhasa were scaled to the international tidal gravity reference in Wuhan.Meanwhile,the scale factor of the SG was determined accurately as-777.358 ± 0.136 nm s-2V-1,which is about 2.2% less than the value provided by the manufacturer.The results indicate that the precision of the tidal gravity observations made with the SG in Lhasa was very high.The standard deviation was 0.459 nm s-2,and the uncertainties of for the four main tidal waves (i.e.O 1,K 1,M 2 and S 2) were better than 0.006%.In addition,the observations of the diurnal gravity tides had an obvious pattern of nearly diurnal resonance.As a result,it is affirmed that the Lhasa station can provide a local tidal gravity reference for gravity measurements on the Tibetan Plateau and its surrounding regions.The loading effects of oceanic tides on tidal gravity observations in Lhasa are so weak that the resulting perturbations in the gravimetric factors are less than 0.6%.However,the loading effects of the local atmosphere on either the tidal or nontidal gravity observations are significant,although no seasonal variations were found.After removal of the atmospheric effects,the standard deviation of the SG observations in Lhasa decreased obviously from 2.009 to 0.459 nm s-2.Having removed the loading effects of oceanic tides and local atmosphere,it was found that the tidal gravity observations made with the SG in Lhasa significantly differed by about 1% from those expected theoretically,which may be related to active tectonic movement and the extremely thick crust in the region of the Tibetan Plateau.A more-certain conclusion requires longer accumulation of SG data and further associated theoretical studies.