山东半岛南部海域周日潮流观测数据准调和分析与应用

潮流对海上交通安全、生态保护等具有重要影响,掌握潮流特征对潮流预报、航行安全和科学研究具有重要意义。周日潮流观测数据因数据时长较短,潮流特征分析往往不够精准可靠。本文采用引入差比关系的准调和分析法就1次周日潮流观测数据展开分析,并就潮流表示方法进行了简要介绍。以山东半岛南部海域验流数据为例进行实验,结果表明:该方法可以为观测海区提供较为可靠的潮流特征值,为航行安全和海洋发展提供基础数据保障,同时本文研究方法也将为周日潮流观测数据分析提供参考。

基于Jason卫星的南极潮汐时变调和分析

随着卫星测高技术的发展,利用卫星测高数据提取大范围潮汐信息成为是研究海洋潮汐的重要方式。本文基于可用性强的Jason系列卫星的测高数据对南极海域的潮汐进行分析,同时针对传统调和分析方法无法反映分潮调和常数随时间变化的问题,提出一种时变调和分析方法。该方法将时间变量引入最小二乘中,解算分潮的调和常数时变序列,采用一次拟合的方式得到分潮的调和常数初值及变化率。结果表明,该方法得到的顾及所有分潮的内符合精度比传统方法提高了0.532 cm,各分潮的外符合精度最大提高了约0.6 cm,利用变化率预测出的振幅和迟角与实测结果差值分别在1 cm和2°之内,且变化趋势比较接近实测结果。因此,该方法改进了传统调和分析方法,可以有效地解决调和常数不随时间变化的问题。

潮流准调和分析方法探讨

潮汐和潮流的调和分析是海洋水文资料分析的基础方法,通常采用最小二乘法处理调和分析过程产生的矛盾方程,但以往受到计算能力和程序语言的限制,导致矛盾方程的求解方法较为复杂,不利于海洋科技工作者掌握和使用。本文以短周期观测潮流数据的准调和分析方法为例,探讨了潮流准调和分析方法中矛盾方程的解法,对以往的正规方程解法进行了推导和说明,同时,提出了更为简洁的矩阵表示方法,对2种方法的优劣及特点进行了分析,认为矩阵方法更适合程序化在计算机上进行分析计算;在此基础上采用江苏大丰附近海域观测的三周日潮流数据作为实例进行计算,运用矩阵解法求出其调和常数、椭圆要素以及余流,并对同时期潮流数据进行了预报,预报结果能很好地吻合原数据。

潮汐调和分析方法的探讨

为实现对不等时距潮汐资料的分析,基于Matlab内部函数功能,提出了一种调和分析方法。基于这种方法,分别对大连、北海两个站位1985年的全年等时间间距取样的资料和非等时间间距取样的资料进行了调和分析,结果显示,由等时间距资料和非等时间距资料计算的调和常数基本吻合。对大连、北海两个站位的全年资料进行多个不同时间间距取样分析,发现当分潮频率大于取样频率的二分之一时,分潮发生频率混淆。若分潮周期明显大于样品长度,该分潮的分析结果产生很大误差。最后得出结论为:此调和分析方法,适合对非等时间间距、非连续潮汐潮流资料进行调和分析,并且能够获得与传统方法精度相当的结果。

广东流沙湾4个测站2个周日潮流观测的准调和分析

采用短期资料的潮流准调和分析方法,对水深为4.4～17.0 m的流沙湾4个测站2个周日潮流观测获得的表、中、底层的潮流资料进行了分析,分别计算了4个测站O1、K1、M2、S2、M4、MS4共6个主要分潮的潮流调和常数,并给出了各观测站位在各层的潮流椭圆要素.计算结果表明:流沙湾主要为日潮流海区,其中湾外为规则日潮流,湾内为不规则日潮流;湾外主要分潮流的北分量一般大于东分量,而湾内主要分潮流的北分量一般小于东分量.观测期间余流的流向主要呈西北向,最大余流流速出现在湾内地形突然收窄处,且在湾内中层余流流速要大于表、底层余流流速.整个海区潮流的可能最大流速表层在57～107 cm/s之间,中层在53～106 cm/s之间,底层在34～98 cm/s之间.流沙湾湾外潮流主要为顺时针的旋转流运动,湾内为带有旋转流的往复流运动.

运用调和分析方法分离卫星高度计资料中的潮汐信息

针对TOPEX POSEIDON卫星高度计资料中的潮汐高频混淆现象 ,采用潮汐调和分析方法 ,通过比较卫星上、下行轨道交叉点两组资料分析的分潮振幅和分离潮汐后的海面高度 ;同时比较潮位站实测资料与遥感资料分析的分潮振幅 ,结果表明

数字化体应变观测资料的调和分析

采用维尼迪科夫调和分析法求解山东体应变固体潮观测时值序列对理论值的偏离,得到正常时段各台各参量的特征值;结合应变观测资料变化特征的分析,对仪器运行状况进行了客观评价。同时,讨论了潮汐因子、相位滞后等参数与岩性及井孔条件的关系。

利用T/P卫星高度计资料调和分析南海潮汐信息

利用j,v模型调和分析1992～2002年共10 a的TOPEX/Poseidon(T/P)海面高度距平资料,提取了南海K1,O1,P1,Q1,M2,S2,N2和K2等8个主要分潮的潮汐调和常数。分析比较了卫星上下行轨道的19个交叉点的振幅和迟角,其中M2,S2,K1和O1的平均向量均方根偏差分别是1.5,1.1,2.5和1.4 cm;将交叉点的调和常数与TPXO7.2模式的结果进行了比较,结果表明M2,S2,K1和O1分潮振幅的绝对平均误差均小于3 cm,迟角的最大绝对平均误差为7.8°。选取了与卫星轨道较近的8个验潮站,对验潮站的实测数据调和常数和本文所得调和常数进行了比较,结果显示K1分潮的向量均方根偏差为4.7 cm,M2分潮的向量均方根偏差为3.7 cm。论文结果表明利用j,v模型调和分析方法对南海海域卫星高度计资料进行潮汐信息提取是可靠的,并可为局部重力场的研究提供海洋潮汐改正数据,有一定的参考价值。

基于球面边值问题的点质量调和分析方法

对全球扰动点质量模型而言,可以假定虚拟扰动质点系位于地球内部同一Bjerhamar球面上,同时把边值界面视为球面.本文针对这一假设下所形成的线性方程组的系数阵,运用快速傅里叶变换的方法,得到了点质量模型解算中利用分块循环矩阵分解大型线性方程组的新方法.全球30′×30′扰动点质量模型259200阶方程组的解算分解为720个360阶方程组的解算,解决了点质量模型构建中大型线性方程组的稳定解算问题.推导了全球点质量模型与球谐位系数模型的转换关系,得到了一种基于球面边值问题的点质量调和分析方法.数值模拟试验表明,在适当选取点质量埋深度的情况下,本文的点质量调和分析方法较传统的调和分析方法精度更高.

卫星重力梯度分量的广义轮胎调和分析

深入研究利用卫星重力梯度张量分量组合确定地球重力场模型的广义轮胎调和分析方法。利用球面到轮胎面上的映射关系,借助圆周上的B样条插值技术,建立轮胎面上Fourier分析与调和分析的关系,实现地球重力场的高精度、高效率的自洽调和分析,克服传统调和分析中平滑因子不精确等引起的误差。将轮胎调和分析方法拓展到广义轮胎调和分析方法。模拟试算结果表明,利用广义轮胎调和分析技术,能够运用卫星重力张量分量数据以较高的精度还原地球重力场,验证算法的有效性和实用性。

卫星重力径向梯度数据的最小二乘配置调和分析

研究利用卫星重力梯度径向分量确定地球引力场位系数的最小二乘配置(LSC)调和分析方法。首先论述最小二乘配置法的原理,推导扰动引力梯度观测量与球谐系数之间的协方差和自协方差矩阵。在扰动引力梯度观测数据为等经差规则网格数据的情况下,引力位与扰动引力梯度之间的协方差矩阵具有分块Toeplitz循环阵的结构,有效地利用FFT变换技术将其降阶。研究利用截断奇异值分解法(TSVD)减弱协方差阵的病态性。最后得到引力梯度径向分量的最小二乘配置调和分析的完整计算公式。模拟试算结果表明,基于TSVD的最小二乘配置调和分析方法,能够以较高的精度还原全球重力场,验证本文算法的有效性和实用性。

东海三定点周日海流观测的准调和分析

应用短期资料的潮流准调和分析方法,对东海三定点测站获得的表、中、底3层的25 h连续海流资料进行了分析,计算了3测站O1,K1,M2,S2,M4,MS46个主要分潮的北、东分量潮流调和常数,并给出了各测站在各层的潮流椭圆要素。计算结果表明:该海区潮流属于正规半日潮流性质,半日分潮流的北分量大于东分量,呈现旋转流的性质,按顺时针向旋转。分析结果也反映出表层、中层的浅水分潮在观测海流中所占的份额高于底层的浅水分潮。结果有助于了解该海区的潮流性质并为潮流数值模拟提供校验实测数据。通过与同期获得的悬浮物浓度剖面数据的比对,将有助于研究潮流与该地区悬浮泥沙浓度分布之间的关系。

潮汐调和分析与预报系统

为满足近海勘测前预测海域潮位的需要,利用VC++设计开发一个集潮汐调和分析及预报于一体的系统．输入与勘测作业海域相近的潮汐观测站点数据,利用该系统的调和分析模块可得到30个分潮的潮汐调和常数,进而用于勘测施工海域的潮位预报.该系统用户界面友好、操作简便、精度高、通用性强,在近海勘测作业中预估海域潮位具有实用和推广价值．

以相邻点海面高度差为观测量的沿迹调和分析新方法

采用TOPEX/POSEIDON卫星轨迹上相邻点的海面高差作为观测量,在交叉点分析结果的控制下构成同一弧段上观测量在两相邻交叉点间的综合观测方程,以轨迹上纬差0.1°的正常点的潮汐参数构成总体待估参数系列,实施最小二乘综合解算。分析结果表明,这种差分模式可以基本消除非潮汐因素的影响,提高潮汐参数估计的精度和可靠性,可比一般沿迹逐点分析给出更为平滑的沿迹参数分布,更符合海洋潮汐运动的物理背景。

后水湾网箱养殖区五测站两周日海流观测的准调和分析

应用短期资料的潮流准调和分析方法，对后水湾网箱养殖区五测站两周日海流观测获得的表、中、底层海流资料进行了分析，计算了五测站 O1、 K1、M2、 S2、M4、MS46个主要分潮的潮流调和常数，并给出了各测站在各层的潮流椭圆要素。计算结果表明：后水湾主要为日潮流海区，从最北的海区边缘向湾内靠近避风锚地，潮流性质由不规则全日潮流变为不规则半日潮流；从湾口到湾内，各分潮北分量基本以全日潮流K1为主，其次为全日潮流O1和半日潮流M2，主要分潮的振幅逐渐降低，且越靠近湾内，浅水分潮的作用越大；各分潮东分量仍以全日潮流为主，但半日潮流的作用增大，可以达到与全日潮流相当的作用。观测期间最大余流值基本出现在中层，且处于两个开边界的F1和F5站位的余流值明显大于其它站位；各站位的表层余流基本指向西北-北-东北向，即朝向湾外；而中、底层余流基本指向西南-南-东南向，即朝向湾内，通过上、下层海水的运动，海区内物质最终可以向湾外输运。整个海区可能最大流速表层在29~70 cm/s之间；中层在43~62 cm/s之间；底层在30~47 cm/s之间。表层海水基本为逆时针的旋转流运动；而中、底层海水由于一直受到邻昌礁的约束，基本为往复流运动。

潮汐调和分析的一种算法

本文在常规潮汐调和分析方法的基础上，提出了一种由高低潮资料进行潮汐分析的算法。具体计算表明，该算法与现今通用的常规算法（即等间隔最小二乘法）相比，既可大大减少所需原始样本量，在相同记录长度内，是常规算法的三分之一还少，同时减少样本处理的前期工作量；又能保证潮位拟合的精度和预报的可信度，两者精度相当，结果一致。该算法原理简单、实用有效，对于局部样本缺损较易处理，具有实际应用价值。

一个简化的潮汐预报准调和分析方法

根据潮汐动力学寻找高频潮族与低频潮族之间可能的相互作用关系,在只考虑相角变化率的情况下,建立一个简化的浅水准调和分析模型.连云港多年实测数据检验结果表明:相对于原准调和分析模型,简化的浅水准调和分析模型中最小二乘法的法方程组系数矩阵条件数小很多,简化后的模型计算更为稳定.在实测数据时间较长的情况下,简化前后的模型预报精度相当;当实测数据时间较短时,原准调和分析模型没有传统的调和分析模型预报结果精度高,而简化后的浅水准调和分析模型的预报结果与传统的调和分析模型相比,结果精度相当,特别是简化后的模型与原准调和分析模型相比,计算时间减少了68%.

台湾浅滩南部二测站多周日海流观测资料的调和分析

应用短期资料的潮流调和分析法 ,对台湾浅滩南部二测站海流资料进行分析,得出以下结论 :台湾浅滩南部海区为不正规半日日潮潮流流区区 ,,椭椭圆圆要要素素比比值值符符合合00..55<< ((WWkk11++WWoo11))//WWMM22<<22..00 ;;测测站站海海域域水水平平方方向向和和垂垂直直方方向向潮潮流流的的特特征征均均不不同同 ;;在在进进行行该该海海域域潮潮流流分分析析时时 ,,应应采采用用两两周周日日以以上上的的实实测测海海流流资资料料。

怀来等台固体潮观测调和分析结果

重点概述怀来台洞体条件、项目手段及其监测功能后 ,公布其倾斜 ( SQ— 70 .FSQ)、应变 ( SSY— )固体潮水平分量及全国部分体应变 ( TJ— A)台站固体潮观测长系列调和分析结果 ,与国内外同类先进台站相比 ,怀来的固体潮观测精度已达到国际领先水平。

中国近海验潮站长期观测资料的潮汐调和分析

对我国近海厦门、大连、北海、连云港、坎门、汕尾、东方、海口、香港北角、名濑、那霸、吕四、闸坡、石臼所共14个验潮站多年潮汐资料进行了分析。对1 a调和分析结果中的8个分潮(Q1,O1,P1,K1,N2,M2,S2,K2)进一步进行了分离,得到各分潮的调和常数,并和1 a潮汐调和分析中的假定值进行了比较。结果表明,有些分潮存在较大误差。用19 a分析所得的调和常数代替传统1 a分析的假定值,能够提高潮汐分析和预报精度,减小误差。