海平面上升导致渤、黄、东海潮波变化的数值研究Ⅱ——海平面上升后渤、黄、东海潮波的数值模拟

采用球面潮波运动基本方程，利用开边界强迫水位条件和考虑天体引潮力，对海平面上升后渤、黄、东海的潮波运动进行了数值模拟。根据权威性的IPCC报告和论文，选取丁模拟过程所需的海平面上升量。模拟包括19个理论系数最大的分潮波。根据模拟结果绘制了分潮同潮图，并与现有分潮的同潮图进行了比较和分析。可以看出：海平面上升后的分潮同位相线相对于现有的分潮同位相线沿逆时针方向发生偏转，海平面上升后的分潮无潮点的位置相对_}二现有分潮无潮点的位置发生偏移，海平面上升后的分潮振幅与现有分潮振幅之差有一定的分布模式。从利用模拟结果推算的主要潮位极值可以看出：海平面上升1m后。有些地方的天文最高潮位升高量可达12～16cm，海图深度基准面降低量可达10～12cm。

海平面上升导致潮波系统变化的机理(Ⅰ)--基于理论模型的研究

基于沿海峡相反方向传播的Kelvin波,导出了因海平面上升导致潮位振幅和位相变化的特征函数。这2个特征函数有一定的空间分布模式,可反映出由于海平面上升引起的潮位振幅和位相的变化哪儿是正,哪儿是负。文中计算了海平面上升1 m所引起的潮位振幅和位相的变化值。可以看出:对于一个给定的角速率ω来说,正变化区域的振幅变化值的平均值和负变化区域的振幅变化绝对值的平均值ω随纬度φ的增加而减小,而对于一个给定的地理纬度φ来说,正变化区域的振幅变化值的平均值和负变化区域的振幅变化绝对值的平均值随ω的增大而增大。在矩形海湾满足边界条件的解当中,Kelvin波占主导地位,因此,2个特征函数能够用来描述矩形海湾和某些实际海湾中因海平面上升引起的旋转潮波系统变化的分布特征。

地壳升降对渤、黄、东海潮波系统的影响

利用海平面变化预测模型,预测了渤黄东海未来海平面的上升值。该模型考虑了温室效应和地壳升降。根据潮波运动基本方程和海平面上升的预测值,数值模拟了渤黄东海潮波系统的变化。结果显示,半日分潮(M2,S2)的振幅变化ΔH(或位相变化Δg)有相似的正负分布模式,全日分潮(K1,Q1)的也是如此。考虑和不考虑地壳升降情况下得到的正负分布模式,在黄海存在着较明显的差别,那是由于在黄海存在一个范围很广的海平面变化年速率为负的区域所致。在我国沿岸主要站点,考虑地壳升降情况下获得的主要分潮振幅与不考虑的相比,其中M2分潮的差别最大,其差值范围为-1.8～3.3 cm。在主要站点,利用考虑地壳升降情况下获得的调和常数计算所得的海图深度基准面、最高和最低天文潮位,与利用原调和常数计算所得的相比,海图深度基准面的变化范围为-12.4～14.6 cm,最高天文潮位的变化范围为-11.7～13.0 cm,最低天文潮位的变化范围为-11.9～10.5 cm。

长江口潮波对海平面上升的响应研究

感潮河段同时受到径流和潮汐作用,海平面上升导致外海的潮汐动力增强,会对近岸感潮河段造成影响。文章通过MIKE 21建立长江下游水域水动力数学模型,基于大通站的径流数据计算分析海平面分别上升0.5 m、1 m和2 m对长江芜湖至入海口感潮河段潮波变化的影响。研究结果表明:①海平面上升对感潮河段潮位的影响主要可以分为入海口至徐六泾上游约35 km处、徐六泾上游约35 km处至潮区界两段。对潮流的影响可分为入海口至徐六泾下游约50 km处、徐六泾下游约50 km处至潮流界两段。②在海平面上升0.5 m、1.0 m及2.0 m情形下,受影响河段平均潮位增量明显小于海平面增量,降低幅度受径流和位置影响较大。径流越大,影响范围越靠近内陆,海平面上升对潮位的影响就越低。③潮差变化与海平面变化呈正相关,上游河段受径流影响较大,而河口区域基本不受径流影响。河段潮流受海平面上升影响,流速主要呈增大趋势,受影响河流的长度由径流强度决定。

岸线变化及海平面上升对渤海潮波运动影响研究

该文基于Delft3D建立了渤海潮波模型,对1976年-2013年渤海湾岸线变化及海平面上升情景下的渤海潮波系统进行了模拟。模拟结果显示黄河入海口东迁和渤海湾大规模围垦引起渤海湾和莱州湾M2分潮潮时提前,渤海湾M2分潮振幅增加4 cm-14 cm,并引起辽莱州湾和辽东湾的振幅减少4 cm-10 cm和1 cm-4 cm。海平面上升(1 m、2 m和0.2 m-0.8 m)加快潮波传播速度,将引起渤海湾M2分潮潮时提前和振幅增加,渤海中部及秦皇岛海域振幅减小。不同历史岸线条件下海平面引起的振幅变化表明在海平面上升1 m时,渤海湾内大规模围垦会进一步增加局地潮波振幅;当海平面上升至2 m后,围垦对近场振幅增加的促进作用减弱,而对远场振幅增长的抑制作用增强。