基于潜标观测的黑潮-亲潮混合区近惯性能量季节变化特征研究

近惯性内波广泛存在于全球海洋,是维持深层海洋跨等密度面湍流混合及海洋层结的重要能量来源。基于黑潮-亲潮混合区的多年深海潜标数据,分析了:(1)该海域近惯性内波及其能量的季节变化特征与影响因素,(2)上层和深层近惯性运动的频率、波数谱及垂向分布等特征。结果表明,该海域存在丰富的近惯性动能,无论海洋上层还是深层均呈现显著的冬季强、夏季弱的季节变化特征,冬季(12~2月)上层的近惯性能量可占全年能量的41%,深层近惯性信号同样显著,同潮汐信号相当。平板模型分析表明,该区域近惯性动能的季节循环特征主要受风场的季节变化所主导,同时受到黑潮延伸体流轴的摆动调制。

潮致余流和潮混合对长江口外东北海域低盐水团的作用

长江冲淡水对黄海、东海水文环境有重要影响,它主要以羽状形态向外海扩展,在某些年份的特殊时间段也存在孤立的低盐水团现象。在低盐水团的动力机制研究中,风、径流量、台湾暖流、天文潮和斜压不稳定的作用已得到讨论。天文潮对冲淡水及低盐水团的影响主要包括潮致余流和潮混合,潮致余流作用仍缺乏讨论。本文对1983年8月低盐水团的动力机制进行数值模拟分析,重点讨论了潮致余流和潮混合的影响。结果表明:潮致Lagrange余流促使一部分冲淡水从口门向北输运,在32°N附近呈舌状转向东,有利于在口外东北海域形成低盐水团;小潮转大潮的垂向混合作用加强,浅水区表层盐度升高的速度快于较深水区,也有利于在口外东北海域形成低盐水团。

高要水文站潮洪混合期测流时机分析

通过对高要水文站2003-2011年潮洪混合期实测流量资料进行分析,对沿用的测流时间即峰后2 h 18 min和谷前1 h 10 min进行分析,认为沿用的峰后2 h 18 min已经不适用。经过对实测流量的测验时间分别进行峰后、谷前和谷后的分析,得到新的测流时间即峰后1 h18 min、谷前1 h 5 min以及谷后1 h 30 min,并建议潮洪混合期使用新分析的测流时间。

南麂列岛养殖功能海域秋季潮致混合特征及其对营养盐浓度的影响

为了推动海水养殖的可持续发展,研究其中水动力过程对生态要素的影响,本文基于实测数据,研究了南麂列岛养殖功能海域秋季的潮致混合特征及其对营养盐浓度的影响。结果显示,该海域雷诺应力呈现出显著落潮占优的特点,而落潮阶段高、低潮附近的转流过程又分别具有正、斜压的特点,进一步导致高潮时雷诺应力峰值被限制于近底层,而低潮时雷诺应力峰值自底至表陆续出现。南麂列岛养殖功能海域营养盐浓度很高,其中NO2-、PO43-与Si O32-浓度受雷诺应力影响显著,而NO3-浓度与盐度相关性明显,主要受水团控制。

基于ADCP回声的黑潮-亲潮混合区浮游动物昼夜垂直迁移研究

利用深海潜标所搭载的声学多普勒流速剖面仪(acoustic doppler current profiler,ADCP)得到的后向散射强度Sv,研究了黑潮-亲潮混合区浮游动物的垂向分布、其昼夜垂直迁移(dielvertical migration;DVM)的基本特征、多时间尺度变化及对反气旋式中尺度暖涡的响应。结果表明:该海区的浮游动物主要分布在200 m以浅的上层海洋和300~800 m之间的中层海洋。上层浮游动物受浮游植物影响,生物量春秋多、夏冬少;分布深度夏季最浅、秋冬逐渐加深。中层浮游动物受水温影响,生物量春夏多、秋冬少;分布深度春夏深、秋冬浅。400 m层的浮游动物存在显著的DVM行为,表现为昼沉夜浮,年平均DVM幅度、时长和速度分别约为200 m,2 h和2.8 cm/s,瞬时速度可高达9 cm/s。DVM具有显著的多时间尺度变化特征。季节上,受浮游植物生物量和垂向分布的影响,DVM强度春季最强、秋冬次之、夏季最弱,DVM幅度(速度)夏季最大、春季次之、秋冬小。DVM起止时间由光照控制,与日落日出时刻的季节变化同步。季节内,DVM强度的变化与水温和流速相关。DVM强度随温度的升高(降低)而增强(减弱),并受到水平强流的削弱。通过个例研究,首次提出暖涡总体上抑制DVM,但涡旋不同位置对其影响不同:暖涡边缘的水平强流减弱DVM强度,而暖涡中心的高温减小DVM幅度。研究结果填补了黑潮-亲潮混合区浮游动物DVM研究的空缺,为该海区生态模型的优化和渔业资源的评估与预测奠定了基础。

印度尼西亚海潮致混合研究现状与展望

印度尼西亚海(简称印尼海)位于热带太平洋和印度洋交汇的海域,是全球最大的内潮生成海域。内潮耗散导致强烈的潮致混合,一方面将温跃层以下的海水卷入上层,降低印尼海海表温度,之后通过海气相互作用产生显著的天气和气候效应;另一方面对穿越印尼海的印度尼西亚贯穿流的物质与能量输运也有着重要影响。自Arlindo计划以来,人们对印尼海潮致混合的认识不断深化,并通过在海洋环流数值模式中考虑印尼海强潮致混合过程,提升了对印尼海和全球大洋环流的模拟效果。但由于缺乏现场观测资料和针对性的潮致混合参数化方案,印尼海潮致混合特征的定量描述及其在海洋环流与气候模式中的表达尚未完全解决。本研究对印尼海潮致混合及其在海洋环流和气候数值模式中的应用的最新研究成果进行了概述和展望,并对未来该海域混合观测方案和潮致混合参数化方案提出了针对性建议。

西北江三角洲潮洪混合段洪峰分析及预报

本文根据1961年至1988年94场洪峰水位资料对西北江三角洲潮洪混合段的洪峰进行了分析,以上游控制站的洪峰水位为主变数,农历日期的编码为参变数,建立二元线性回归方程预报下游站的洪峰水位,预报值与实测的符合程度是好的。

光电码盘式验潮仪的设计

光电码盘式验潮仪采用高性能的光电码盘取代传统的机械码盘 ,是一种高可靠性、高准确度、实时的全量程潮位观测系统。文中对该仪器的工作原理、组成、主要技术指标。

潮信表的海图配置与表示

分析了国内外海图潮信表的配置形式,针对现行纸质海图潮信表的问题,探讨了海图潮信表的配置原则与改进对策,提出了海图潮信表简化配置法,并给出应用该简化方式推算潮汐的方法。为制图人员合理选择港站潮信表,准确表达潮信特征数据以及在海图上的优化表示提供了依据,更好地满足航海人员简便直观认知港站潮汐特征的需要。

黄海潮生陆架锋的数值模拟研究

采用海洋三维热结构及环流模式，模拟了黄海在M2潮流混合作用下，夏季温度的分布和变化特征．从数值研究的角度，对黄海陆架水域的海洋锋现象，诸如苏北浅滩外、山东半岛东端、大连、木浦水域的锋面以及锋面沿岸一侧的表层冷水区的成因及分布进行了探讨，模拟结果再现了黄海陆架锋的潮生性质。

M_2分潮对夏季长江冲淡水扩展影响的数值研究

利用σ坐标系下的斜压浅海环流模式，研究M2分潮对夏季长江冲淡水扩展的影响。在“准定常流”作用下，模拟出能反映夏季长江冲淡水扩展的盐度场，并模拟出与黄、东海实测资料相符的M2分潮。在此基础上，用两种方案讨论M2分潮对冲淡水的影响。第一种方案，仅考虑M2分潮，计算它对冲淡水扩展的影响。第二种方案，将M2分潮和“准定常流”耦合，计算冲淡水扩展的变化。结果表明，从分潮对冲淡水扩展有一定影响，其中包括潮混合和定向输运。

潮汐椭球体与潮汐

邓绶林主编《普通水文学》、南京大学和中山大学《普通水文学》、山东海洋学院《海洋学》三本教材,潮汐一章均引入了“潮汐椭球体”这一概念。要精练地阐述潮汐的变化,对潮汐椭球体仍需进一步探讨。一。

北部湾东北部潮锋的观测与分析

近海潮锋的分布与温度、盐度乃至海洋生产力的分布都存在紧密联系。基于北部湾东北部的实测数据,对比分析2016-2017年北部湾东北部海域的温度、盐度、密度等分布,并利用ROMS(Regional Ocean Model System)正压与斜压模式,计算Simpson-Hunter(S-H)参数,阐述了潮锋出现位置及其与温度、盐度和密度的关系。结果表明:北部湾东北部潮锋发生的主要区域位于雷州半岛附近,潮混合区温盐密混合较为均匀。利用ROMS模式计算所得的最大垂直平均流速来计算S-H参数,认为潮锋出现位置位于S-H参数值为2处,与实测结果较为一致,且认为正压模式比斜压模式更能准确模拟潮混合区。另外,分析观测数据发现,温度、盐度、密度锋终年存在。近岸处密度锋主要受盐度锋控制,而潮混合产生的盐度锋又容易被径流掩盖。风力较大时三种锋都易向水深更深处推进,潮混合区终年垂向混合较好。

黄海夏季潮汐锋区环流的数值研究(英文)

基于Blumberg & Mellor三维非线性环流模型(ECOM)并结合Mellor ＆ Yamada的湍封闭模型,对黄海M2分潮、密度环流、锋区环流等进行了的数值模拟:潮汐模拟结果较好的体现了黄、渤海M2潮波传播系统,验证了模型的可行性;模拟密度环流的量阶和方向均与夏季实测环流保持一致,体现了密度环流是夏季总环流的重要组成部分;两个断面锋区环流的模拟结果显示锋区位置不同环流特征也不相同,锋区对应的上升流特征与锋区表面通常观测到冷水现象吻合,锋区上层水体沿潮汐锋方向流速较强。另外,数值试验结果显示了地形和潮混合对潮汐锋的形成及锋区环流有重要影响。

福建沿岸上升流数值研究Ⅱ.台湾海峡上升流的三维数值模拟

用有限差分法结合新ｓｉｎｅ－ｏ坐标变换和三次样条函数性质，建立了适用于台湾海峡上升流计算的三维数值模型。为考察海峡内潮、风、北上的海峡暖流和地形等因子对上升流形成的影响，设计了多种实验方案。结果表明，潮的非线性效应对海峡内上升流的形成有相当重要的影响。潮流和海峡暖流的存在是台湾浅滩上升流形成的主要原因，也是非季风期福建沿岸上升流形成之主因。西南季风盛行期，福建沿岸上升流得以加强，范围扩大，台湾浅滩上升流中心位置南移；东北季风期，福建沿岸上升流在上、中层基本消失，但海坛岛和东山岛近岸下层仍有上升运动存在，台湾浅滩上升流出现范围向北扩展。由于东北风的连续吹刮，台湾西岸亦出现了范围较窄的上升流迹象。计算还表明，海峡内各上升流有明显的季节性和区域性差异。风对海峡内上升流的中、上层结构起主导作用，而潮和海峡暖流则对中、下层上升流的形成起支配作用，因而导致上升流垂向结构的上下异性。

黄海的风、潮混合特征及其对冷水团边界的影响

本文第一作者早在1985年就提出,潮混合效应控制着夏季黄海冷水团的边界及海面冷水分布(赵保仁,1985)。1987年又进一步通过水文调查资料和卫星图片给出了黄海周围的浅水陆架锋(或称潮汐锋)的分布及强锋区的跨锋断面中的温度、盐度和环流结构特征,并指出夏季的黄海沿岸流在性质上属沿锋面运动的强流(赵保仁,1987a,b),而后又对黄海西部的陆架锋进行了一次专门调查(赵保仁等,1991)。此外。

东海北部区域底层冷水团的形成及其季节变化

本文着重探讨东海北部底层冷水(北部冷水)的形成原因、基本特征和季节变化过程。指出北部冷水系冬季黄海沿岸水南下向东海输送低温水并与外海高盐水混合变性形成的。其位置随季节变化而有明显的移动规律,即先由西向东移,而后向北收缩。大体上可分为四个阶段:冷水舌离岸期,北部冷水半封闭期,北缩消亡期和更新期。文中分析了上述变化的原因,较详细地阐述了黄海沿岸水沿陆架下沉与黑潮次—中层混合水爬升的关系及其对北部冷水的影响。分析了北部冷水与黄海冷水团的关系。

济州岛南部海区的双跃层现象

本文分析了济州岛南部区域温度双跃层现象的类型及其成因。特别阐明了双跃层的波状现象,指出:强流锋区的侧向效应,黑潮次—中层混合水的爬升,黄海冷水团边缘密度环流引起的侧向流动,以及上、下层流速、流向不一致引起的剪切作用,是导致双跃层波状现象的主要原因。发现上、下跃层之间存在着“跃层间环流”,这是一个有趣的海洋学现象,它将导致双扩散的发生和有利于双跃层的维持。

2008年7月下旬南黄海西部水温状况分析

通过对2008年7月下旬的实测CTD水温数据进行客观分析,描述了南黄海夏季水温分布的主要特征,并对典型的水文现象——南黄海冷水团和表层冷水域进行了分析。研究发现,在2008年7月下旬,南黄海西侧存在冷水团中心,其中心温度只有7℃,且冷中心位置与历史图集资料相比向西偏移近2个经度,呈现温度偏低、向岸加强的特征;首次观测到连云港外海,5 m层近岸存在2处地形引导的表层冷水中心的现象;结合潮混合原理和观测海区的地形特点,指出潮汐锋及地形导致的上升流是表层冷水域和底层冷水中心产生的主要原因。