内潮耗散与自吸-负荷潮对南海潮波影响的数值研究

利用非结构三角形网格的FVCOM海洋数值模式,在其传统二维潮波方程中加入参数化的内潮耗散项和自吸-负荷潮项,计算了南海及其周边海域的M_2、S_2、K_1和O_1分潮的分布。与实测值的比较表明,引入这两项对模拟准确度的提高有明显效果。根据模式结果本文计算分析了研究海域的潮能输入和耗散。能量输入计算表明,能通量是潮能输入的最主要构成部分,通过吕宋海峡断面进入南海的M_2和K_1分潮能通量分别为38和29GW;半日周期的自吸-负荷潮能量输入以负值居多,而全日周期的自吸-负荷潮能量输入以正值居多,因而自吸-负荷潮减弱了南海的半日潮,并加强了南海的全日潮。引潮力的作用也减弱了半日潮而加强了全日潮,但其作用要小于自吸-负荷潮。潮能耗散的分析显示底摩擦耗散在沿岸浅水区域起主导作用,内潮耗散则主要发生在深水区域。内潮耗散的最大值出现在吕宋海峡,且位于南海之外的海峡东部的耗散量大于位于南海之内的海峡西部的耗散量。对M_2和K_1分潮吕宋海峡的内潮耗散总值分别达到16和23GW。

南海及邻近海峡垂向位移负荷潮和自吸-负荷潮

本文采用Green函数方法,基于高分辨率南海海潮模型、DTU10全球海洋潮汐模型以及Gutenberg-Bullen A地球模型计算了南海及邻近海峡的负荷潮。结果表明,M_(2)垂向位移负荷潮振幅最大值出现在台湾海峡,其值超过18 mm;另一个极大值区出现在加里曼丹岛西北外海,其值超过14 mm。K_(1)和O_(1)垂向位移负荷潮振幅在南海南部最大,分别超过18 mm和14 mm;另一个极大值区出现在北部湾,振幅超过8 mm。在研究海区内,全日潮的垂向位移负荷潮不出现无潮点。自吸−负荷潮分布特征与垂向位移负荷潮相近,其振幅大约是垂向位移负荷潮的1.2~1.7倍,其位相与垂向位移负荷潮基本上相反。M_(2)自吸−负荷潮最大振幅值也出现台湾海峡和加里曼丹岛西北外海,其值分别超过24 mm和18 mm。

渤、黄、东海垂向位移负荷潮和自吸-负荷潮

采用Green函数方法，高分辨率中国近海区域海潮模型和TOP07．0全球海洋潮汐模型，以及Gutenberg．BullenA地球模型计算了负荷潮．结果表明，渤、黄、东海M2垂向位移负荷潮振幅最大值出现在浙江外海约150km处，其值超过28mm；次大值位于仁川湾，超过20mm；第三大值位于北黄海东北部，超过14mm．S2垂向位移负荷潮在上述三处的振幅值分别超过10，8和4mm．K1和O1垂向位移负荷潮振幅在琉球群岛中北部附近为最大，分别超过13和10mm：向内海逐渐减小．半日分潮垂向位移负荷潮基本上与海洋潮汐对应分潮具有相反的位相．在东海大部和南黄海东部全日分潮垂向位移负荷潮与对应的海潮分潮基本上具有反位相的关系，而在渤、黄海其余海域基本上不具有反位相关系．在研究海区内，全日潮的垂向位移负荷潮不出现无潮点．自吸．负荷平衡潮分布特征与垂向位移负荷潮相近，其振幅大约是垂向位移负荷潮的1．2～1．7倍，其位相与垂向位移负荷潮基本上相反．M2最大振幅值也出现在浙江外海，超过42mm．