黄海海底辐射沙洲区的M2潮波

建立了东中国海潮波数值模型，模拟了Ｍ２分潮波的传播，以研究Ｍ２分潮波的时空分布与黄海海底辐射沙洲形成和演变规律之间的关系．Ｍ２分潮波进入南黄海后，部分受山东半岛阻隔，在半岛以南水域及海州湾呈逆时针旋转．旋转波与后继的南黄海前进波在江苏北部沿海相遇，并在弓京港附近的水域形成潮波辐聚．在辐聚区内，潮差大，流速急，成为塑造海底沙脊间深槽的主要动力条件．７０００年前古海岸下Ｍ２分潮的数值试验表明，古河口附近的潮波为移动驻波型，其范围刚好与现在的南通市相对应．

地磁太阴日变化L的M_2和O_1潮

介绍M2 和O1潮引起的地磁太阴日变化L谐波分析方法 ,计算了佘山地磁台的磁偏角、水平和垂直分量L的谐波系数 ,分析了L变化的基本特征 ,季节变化和场源性质 。

武汉和阿德莱德大气太阴N_2潮及M_2潮的对比分析

利用阿德莱德（35°S,138°E）和武汉（30.6°N,114.5°E）的流星雷达观测数据首次给出了80-100 km高度上周期为12.66太阳时的大气太阴半日潮汐（N2潮）的季节、高度、年度变化及其与周期为12.42太阳时的大气太阴半日潮汐（M2潮）的对比分析.分析结果表明：武汉和阿德莱德的N2潮和M2潮均有明显的季节、高度和年度变化.N2潮与M2潮的幅度比值大于其引力势之比0.191,在某些年份的不同季节和高度上,N2潮的幅度甚至大于M2潮的幅度.大多幅度之比接近或超过N2潮和M2潮引力势之比的2倍.中低热层的大气太阴N2潮汐值得关注.

黄河口及其邻近海域水深和岸线变化对M_2分潮影响的数值研究

黄河口及其邻近海域水深和岸线的演化显著地影响着该海区的潮波系统。本研究收集到了1972年及2002年水深及岸线数据。在此基础上,基于ROMS模式建立了渤海海域潮波数值模式,模式采用正交曲线坐标,在黄河口及其邻近海域水平分辨率优于500m,其它海域水平分辨率优于2km。模式首先模拟了2002年M2分潮潮波状况,并利用实测资料进行了检验,在此基础上进一步模拟了1972年M2分潮潮波状况。对比分析表明1972—2002年黄河口外M2分潮无潮点向东北方向迁移约30km;期间莱州湾西侧M2分潮振幅明显增强;莱州湾M2分潮迟角呈现由前进波向退化的旋转潮波系统转变的趋势。

台湾海峡M_2分潮潮波研究进展

台湾海峡内各种与潮波相关的现象,可以归因于在地形及岸线的影响下自台湾海峡南北两端进入的潮波的相互作用。近20余年来台湾海峡潮波的研究获得显著进展,然而即使作为台湾海峡主要分潮的M2分潮,其相关研究中也还存在着诸多分歧。从台湾海峡M2分潮潮波分布特征及解释研究出发,并针对以往各种研究中差别较大的M2分潮潮流的分布及变化特征,归纳总结了相关研究的主要分歧:(1)对台湾海峡M2分潮潮波的研究的争议主要集中在2点,包括对自台湾海峡南、北两端进入海峡的潮波的作用范围的研究以及台湾海峡内部潮波系统形成机制的探讨;(2)台湾海峡M2分潮潮位分布研究的主要分歧在于对台湾岛西岸潮时潮差的分布特征的解释;(3)台湾海峡M2分潮潮流研究中最大的差异在于对最大潮流同潮时线分布特征的描述,其实质仍为对潮波作用范围的描述;对应于M2分潮最大潮流同潮时线研究观点的差异,在M2分潮圆流点是否存在、圆流点存在位置及圆流点旋转方向的研究上也存在着较大的差异;对台湾海峡内部椭圆率为零的分隔线位置的讨论,主要分歧在于该椭率零线靠近台湾岛附近及澎湖列岛附近时的分布状况。此外,最强流区的位置判定及极值区潮流流速量值的大小问题上也存在差异。

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。

渤海M_2分潮的伴随模式数值实验

根据渤海海域内M2 潮汐调和常数的实测值 ,采用伴随方法来反演出开边界处的潮汐调和常数 .为了取得较好的数值模拟结果 ,同时对给定的底摩擦系数进行了校正并对水深进行了微调 .做了 4个实验 ,并分别计算出调和常数的实测值与模拟值之差的绝对平均值 :(1 )只用 1 9个验潮站的潮汐调和常数 ;振幅差为 2 4cm ,迟角差为 5 0°.(2 )只用 3 7个观测点的高度计资料 ;振幅差为 4 4cm ,迟角差为 5 7°.(3 )同时利用 1 9个验潮站的潮汐调和常数和 3 7个观测点的高度计资料 ;振幅差为5 5cm ,迟角差为 8 5°.(4 )同时利用 1 9个验潮站的潮汐调和常数和 1 4个观测点的高度计资料 ;振幅差为 3 3cm ,迟角差为 5 6° .4个实验结果都较好地体现了渤海M2 潮波的特征 .

环台湾岛海域M_2分潮特征的数值模拟

利用 97版 POM模式对环台湾岛海域 M2 分潮作了分辨率较高的三维数值模拟。在较准确地模拟了潮汐分布的基础上 ,研究了 M2 分潮流椭圆分布、最大流同时线分布以及潮流场结构。结果表明 ,环台湾岛海域的 M2 潮波主要为大洋传来的胁振潮 ,台湾海峡为强潮区 ;M2 分潮最大流同时线在海峡中部形成密集区 ;构成海峡潮波系统的两支潮波中 ,北支潮波的强度远大于南支潮波 ,其影响范围可以到达台湾浅滩南缘 ,但两支潮波影响范围并没有达到“台湾西岸中段”

吕宋海峡M_2内潮生成与传播数值模拟研究

本文在z坐标海洋数值模式HAMSOM中引入了内潮黏性项(Internal-tide viscosity term),将之运用到吕宋海峡M2内潮的生成与传播过程的数值模拟研究。研究结果表明:(1)在250 m以浅,吕宋海峡产生的M2内潮振幅于温跃层处最大,岛坡附近的内潮明显强于别处,且最大振幅可达到40 m左右;(2)M2内潮的生成源主要集中在伊特巴亚岛西北、巴丹岛西南以及巴布延群岛西北的岛坡;(3)海峡产生的M2内潮向东西2个方向传播。巴丹岛以西的西向能量在吕宋海沟斜向下传播,在到达恒春海脊附近发生反射返回海面,到达海面后再次反射回海底,在此过程中,有高模态的内潮被激发,不同模态间有相消干涉的现象产生。西传的内潮能量分为2支进入南海,产生于巴布延群岛西北的能量分支直接向西南折转进入南海海盆,而产生于伊特巴亚岛和巴丹岛岛坡附近的主要能量则以束状向南海陆架传播,在到达118°E后部分能量折向西南的海盆,其余的能量则沿西北方向传入中国近岸,陆架陆坡地形起着重要的耗散作用。伊特巴亚岛西北有最大的能量产生,向东北传入太平洋。在122°E以东,能量主要以束状向东南传入太平洋。

带丁坝型半封闭矩形海湾中M_2分潮潮波和潮流特性分析

将黄渤海海域概化为矩形海湾,山东半岛概化为垂直于海岸的巨型丁坝,形成一个带丁坝型半封闭矩形海湾。利用DELFT3D-FLOW计算模块在上述海湾中进行了M2分潮数值模拟,对其无潮点和辐射状潮流场的特性进行了分析。研究发现:考虑科氏力影响和巨型丁坝反射作用,坝前形成了明显的无潮点,但在等水深条件下并未形成辐射状潮流场,而叠加上倾斜海底地形后其得以形成;无潮点和辐射状潮流场顶端位置受水深影响明显,随着平均水深的增大,无潮点将向湾口和湾中轴线方向偏移,而辐射状潮流场顶端则向湾口方向偏移。研究结果有助于加深对带丁坝型半封闭矩形海湾中驻潮波系统形成机制和动力特性的理解和认识。

湛江近海M_2分潮的数值模拟

利用潮汐模型,在高分辨率的自适应曲线网格下,采用潮汐调和常数作为控制模拟精度的方法,模拟了湛江附近海域M2分潮的运动特征。模拟所得的潮汐调和常数同实测值相比,误差较小。根据模拟结果绘制的M2分潮的同潮图,揭示了湛江附近海域M2分潮振幅和迟角的分布特征以及M2分潮的传播和发展规律。模拟得到的M2分潮分别在涨憩、落憩、涨急和落急几个典型时刻的流场,揭示了湛江附近海域M2分潮潮流的分布特征及其运动规律。

台湾海峡M_2分潮的三维数值模拟

本文利用普林斯顿海洋模式对台湾海峡 Ｍ ２ 分潮作了分辨率较高的三维数值模拟。在较准确地模拟了潮汐分布的基础上，研究了 Ｍ ２ 分潮流椭圆分析、最大流同时线分布、潮流场的水平及垂直结构，最后还给出了 Ｍ ２ 分潮余流、余水位的分布。结果表明， Ｍ ２ 分潮最大流同时线在海峡中部同时形成密集区和一个圆流点；构成海峡潮波系统的两股潮波中，南支潮波的影响似超出了以往所认为的范围；最大潮流仅在近海底处急剧减小，最大流方向随深度增加右转，到近底层又向左转；潮汐余流和余水位均较弱，仅在澎湖水道、台湾浅滩附近余流较大。

TOPEX/POSEIDON高度计资料用于中国近海M_2分潮的同化反演

以整个中国海为研究区域,把开边界取在TOPEX/POSEIDON(T/P)高度计资料数据点,利用趋近插值法将高度计资料同化到二维非线性潮汐数值模式中,反演了中国近海M2分潮的分布。计算结果与60个验潮站资料比较,符合良好振幅平均绝对偏差为6.7cm,相角偏差为5.5°,均方根偏差为12.6cm。根据计算结果给出东中国海和南海M2分潮的同潮图,与相关文献比较,符合良好。研究结果表明,以本方法利用T/P资料来反演中国海潮汐是可行的。

垂直分辨率对长江口海域M_2分潮模拟的影响

基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模式建立了长江口及其邻近海域的三维水动力学模型,研究模型的垂直分辨率对该海域M2分潮模拟的影响。结果表明:垂直分辨率的变化对M2分潮传播方向的模拟结果影响较小,但其可通过底摩擦和湍流耗散两个计算过程来影响潮能通量的模拟结果,最终对长江口和杭州湾内的M2分潮振幅产生显著的影响。最底层厚度较大时,上层自由水体的高流速特征在最底层过于明显,进而导致计算的底摩擦应力偏高,此时提高底层的垂直分辨率会降低底摩擦对能量的耗散。另一方面,垂直湍流混合作用会随垂直分辨率的增加而增强,所以垂直分辨率增加到一定程度后,上层自由水体的高流速会经由增强的湍流混合而更多的传入底层,使计算的底摩擦应力随垂直分辨率的提高而有重新增加的趋势,进而又增强底摩擦对潮能的耗散。

莱州湾M_2分潮的数值模拟

本文使用一种二维、非线性潮汐模式研究了菜州湾的M_2分潮,所得结果与观测值符合良好。通过对计算结果的分析,给出了该海域潮汐和潮流的主要特征。

考虑内潮耗散的南海M_2分潮伴随同化数值模拟

建立南海潮波模式及其伴随同化模式,在传统二维潮波方程的基础上加入了内潮耗散项,考虑了内潮耗散对南海潮波系统的影响,在前人工作基础上,改进了内潮耗散参数化方案,并给出内潮耗散项中地形效应参数的计算公式;通过对比,本文的参数化方案比前人参数化方案能取得更为合理的模拟结果。以63个验潮站和24个TOPEX/Poseidon卫星高度计轨道交叉点处的调和常数作为观测值,利用伴随同化方法来优化模式中的底摩擦系数和内潮耗散系数。为了寻求最优的优化方案,设计了7组数值实验。实验结果表明,实验7先优化内潮耗散系数再优化底摩擦系数的模拟结果最优。利用实验7的模拟结果分析了南海M2分潮的潮波特征,与前人结果基本一致。

东中国海M_2分潮的数值模拟

利用伴随同化法得到的开边界和底摩擦数据,数值模拟了渤黄东海的M2分潮。计算出M2分潮调和常数的模拟值与实测值之差的绝对平均值:振幅差为3.46cm,迟角差为3.89°。得到M2分潮的潮汐潮流等结果,较好地反映了东中国海M2分潮的特征。

东海M_2分潮的数值模拟

本文使用一种二维、非线性潮汐模式研究了东海的M_2分潮。所得结果与观测值符合良好。通过对计算结果的分析,给出了该海域潮汐、潮流和潮余流的主要特征。

ADCIRC模式在渤海M2分潮模拟中的应用研究

利用有限元方法的ADCIRC(Advanced Circulation Model)海洋模式,建立了渤海高分辨率的二维潮汐潮流模型,模式结果与实测资料吻合良好。模式成功模拟出了M2分潮在渤海的2个无潮点和3个圆流点,位置与前人的研究结果基本一致。M2分潮流在渤海中央为顺时针旋转的旋转流,在辽东湾、渤海湾和莱州湾基本为往复流。M2分潮的潮汐和潮流的振幅都表现为辽东湾最大,莱州湾最小。M2分潮的潮致余流主要表现在近岸和岛屿附近,最大可达10 cm/s。

西南黄海M_2分潮的数值模拟

本文采用普林斯顿大学海洋模式(POM)结合中国海军司令部发布的海图地形资料,对西南黄海M2分潮进行了三维数值模拟。利用近岸4个验潮站水位资料和一组2008年夏季鲁南海槽中30m水深处潜标测流资料,对模拟的潮汐和潮流结果进行了对比。模式模拟的M2分潮振幅与青岛、石臼所和吕泗这三个验潮站的实测资料符合良好;但与连云港验潮站的实测振幅相比,模拟振幅明显偏小,推断主要原因是连云港港口实际水深值与海图地形中的水深值相差较大,造成模拟结果的偏差。模拟的潮流结果与潜标测流资料在上层和中层较接近,模拟的近底层潮流结构与实测资料相比存在较大偏差,推断是由于模式的垂直混合系数误差造成的。使用该模式研究了西南黄海M2分潮对模式地形的敏感性,发现采用海图地形数据和ETOPO5地形数据所模拟的西南黄海潮汐和潮流有显著不同。使用较平滑的ETOPO5地形数据所模拟的结果中,西南黄海近岸海区M2分潮振幅偏小、相位偏大、潮流偏弱。研究表明,鲁南海槽的存在增大了海州湾的潮汐振幅,苏北浅滩对向南传播的潮波起到了阻挡作用。以上两个西南黄海近岸海区地形的重要特征在ETOPO5地形数据中没有被体现出来,因此造成模拟误差。