山东沿海潮汐的时空特征分析

综合利用山东沿海长期验潮站和短期验潮站获取的逐时观测潮位资料,采用最小二乘原理的调和分析方法得到山东沿海验潮站的潮汐调和常数。根据调和常数计算沿岸海域潮汐特征值,分析山东沿海潮汐的时空特征。结果表明:山东沿海潮汐类型以规则半日潮和不规则半日潮为主;山东沿海平均潮差在0.35~3.06 m范围内,平均大潮差、平均小潮差、最大可能潮差与平均潮差变化基本一致;在山东沿海的黄河口及莱州湾附近海域呈现出明显的潮高日不等现象;涨、落潮历时日不等存在区域性分布;平均高潮间隙在1.7~11.7 h之间变化。     

正规半日潮海域潮汐不对称性及量化

潮汐变形是近岸潮汐的一个基本特征,潮汐不对称的判断及量化是一个重要的研究内容。传统的判别方法是通过M2分潮与其倍潮(M4、M6等)以及分潮K1、O1和M2等的相对振幅和相对相位实现。这些方法主要基于满足特定关系的分潮组的调和常数计算,不易应用于研究潮汐不对称在不同时间尺度的变化。针对正规半日潮海域,通过对潮汐不对称的分解,对潮汐不对称在一个涨落潮过程中的产生及量化进行了探讨。研究认为,近岸潮汐一个涨落过程的历时随潮汐过程变化,在一个涨落潮过程中,近岸的潮汐不对称不仅来自于M2分潮及其倍潮或K1、O1和M2等满足一定频率关系的分潮波组合,M2分潮与任何分潮叠加均可能导致涨落潮过程的不对称及其类型的潮间转换。潮汐不对称的大小与所选分潮与M2分潮的相位、振幅之间的关系密切。给出的潮汐不对称分解方法在正规半日潮海域具有一定的适用性,能够将不同分潮对潮汐不对称的贡献进行分离。但对于相对振幅大于1/2的分潮,此分解方法尚需进一步研究。     

越南中部沿岸潮汐、潮流特征

基于越南中部2007年夏季潮汐、潮流实测资料,对该区域的潮汐、潮流特征进行分析,分析结果表明：1）研究海区为以日潮为主的潮汐过渡地带,每月有20d属日潮,10d属半日潮;2）潮流以不正规半日潮流为主,其次为不正规全日潮流,潮流运动以往复流为主;3）O1、K1、M2?、S2分潮流长轴方向集中在SW-NE之间,与岸线走向基本一致;4）受西南季风的影响,表层存在一沿岸形自SW向NE运动的顺时针余流场。     

高、低潮数据的调和分析

本文给出了由高、低潮数据计算潮汐调和常数和由最大流速及转流数据计算潮流调和常数的方法。文章还讨论了不同频率分潮间的混淆效应,指出本方法用于混合型和全日型潮汐可获得比半日型潮汐好的效果。对两个港口实测高、低潮数据分析表明,所得调和常数与由逐时潮高分析所得的数值一般较接近,但对长周期分潮较差。本方法所得调和常数用于预报高、低潮或最大流速和转流时可得到很好的结果。     

大亚湾海域夏、冬季的潮汐特征及余水位与风的相关性初步探讨

大亚湾及其邻近海域冬、夏季各14个临时水位观测点1个月的实测潮位资料显示:各站的水位曲线均呈现明显的"双峰"现象,且湾顶比湾口更为明显。本文采用了调和分析方法,给出M_2、S_2、K_1、O_1四个主要分潮及M_4、M_6、2MS_6三个浅水分潮的振幅和迟角同潮图,分析大亚湾的主要潮汐特征,探讨了浅水分潮对双峰结构的贡献,并采用交叉谱分析对余水位与风的相关性进行了讨论。结果表明:(1)大亚湾海域各主要分潮振幅均由湾口向湾顶递增;高潮发生时间由湾口向湾顶推迟;涨潮历时均大于落潮历时;平均潮差在湾顶达到最大;(2)大亚湾内属于不正规半日潮,而考洲洋及其湾外海域则属于不正规全日潮;(3)大亚湾内浅水效应明显,从湾口至湾顶,六分之一日分潮的振幅呈5—7倍的增长,主导了大亚湾潮波系统的形变;(4)分潮重构结果显示,四分之一日和六分之一日浅水分潮(尤其是2MS_6分潮)的异常增长,是导致大亚湾潮汐双峰现象的主要原因;(5)冬季大亚湾内各点的余水位与风速呈现正相关,相关系数均在0.53以上;(6)周期为0.45—0.53 d的沿岸风对各站余水位的影响最大。     

日潮特征海域回归潮平均高高潮位的计算方法

针对海岸线定义不适用于日潮特征海域的问题,分析了不同潮汐类型海域潮汐高潮位与月相和月赤纬间关系,提出并实现了日潮特征海域顾及日潮龄值的回归潮平均高高潮位计算。结果表明,在不规则日潮海域月赤纬极值与回归潮高高潮位表现出强相关性。海岸线定义明确为平均大潮高潮面或回归潮平均高高潮位与海岸的交接线更科学。     

基于GMT的潮汐信息图件制作软件设计和实现

基于通用制图软件GMT(generic mapping tools)和中国近海精密潮汐模型,开发了潮汐信息图件制作软件。软件以交互界面设置图幅、验潮站及分区以及等值线分布等信息,可制作主要分潮的潮波图、潮汐类型数与深度基准面等值线分布图。两个测量实例的测试表明,软件可在沿岸潮汐复杂海域制作潮汐信息图件,可作为技术文档中验潮站设计的佐证材料。     

江苏近岸高、低潮位变化规律探讨

利用MForeman改进的G·Godin潮汐调和分析及预报程序对江苏省辐射沙洲海域的16个验潮站潮位资料进行了调和分析和潮汐预报。根据各测潮站高、低潮位预报结果,对各站高低潮潮时差、低潮每日延迟时间、高潮每日延迟时间进行了统计计算,并对辐射沙洲海域高低潮潮时差特征值的分布进行了分析。利用潮汐表预报结果探讨了江苏沿岸6站的高潮位、低潮位、高低潮潮时差、高潮每日延迟时间、低潮每日延迟时间之间的对应关系,并分析给出了各量的变化周期。     

建议研究开发我国东南沿海丰富的潮汐能源

论述潮汐能源开发的优点。讨论潮汐能源开发的综合效益 ,潮汐电站的淤积 ,潮汐电站的不间断发电问题。论证长江口北支潮汐电站方案的双库运行和潮时差利用。提出开发我国东南沿海丰富的潮汐能源的建议。     

渤海沿岸4个验潮站潮汐特征分析

综合利用4个验潮站的逐时观测潮位资料,采用最小二乘原理的调和分析方法得到验潮站的潮汐调和常数。根据调和常数计算沿岸海域潮汐特征值,分析4个站位海域潮汐的时空特征。结果表明:秦皇岛附近受半日潮无潮点的影响为正规全日潮,其余3站位均为不规则半日潮性质;4个验潮站中龙口站和秦皇岛站属于弱潮海区,葫芦岛站和塘沽站属于中潮区。4个站位平均大潮差、平均小潮差、最大可能潮差与平均潮差的变化趋势基本一致,月平均潮差存在"双峰型"和"多峰型";葫芦岛验潮站、塘沽验潮站以及龙口验潮站均呈现出较不明显的潮高日不等现象;涨、落潮历时日不等,存在区域性分布。     

黄海、东海潮汐余差谱的初步分析

目前世界各国出版的潮汐表和潮流表几乎全是采用调和方法推算的,对于用这种方法进行的潮汐预报的误差已有许多人做过研究;我国也曾有人从调和常数准确度和分潮选取方面进行了研究,并研究了浅水港口的潮汐预报方法。我所与国家海洋局情报研究所潮流组的同志在这方面做了一些工作:在一定程度上提高了潮汐预报的准确度;满足了实践的需要。然而,潮汐预报余差(即实测水位与预报潮高之差)减小的量值与余差本身相比仍是微小。例如在浅水港口吴淞,用1963年实测水位资料的分析结果预报1970年的潮位,采用 Doodson的方法预报,低潮时间的误差在半小时以上者占49%,而采用浅水准调和分潮方法预报,则仅占9%。前者余差的标准差是20.6厘米,后者约为19.7厘米,两者只相差0.9厘米,对余差总体来说,所减少的量值还是很小的。 验潮站测得的每小时一次的水位值,实际上可以认为是周期性和非周期性水位之和。其中,周期部分是潮汐诸分潮振动的迭加结果;在实测水位中扣除预报的潮高后得到的余差基本上可看作是非周期性的。从谱结构来看,实测水位不仅是一系列以线谱为特征的分潮的迭加,而且还有本底噪声以及介于两者之间的非线性相互作用所导致的一些随机起伏。所以,用调和方法预报潮汐,其准确度必有某些限制。为了进一步研究潮汐预报误差,国外曾有人对特定地点的潮汐预报余差进行谱分析,从而得到了一些有意义的结果。本文即拟通过潮汐预报余差功率谱研究潮汐预报的准确度和误差的性质。     

潮汐测量与验潮技术的发展

潮汐是由各天体作用于地球上的引潮力所产生，不仅海洋中有潮汐，大气圈和地球固体部分也同样存在着潮汐。海道测量中的潮汐测量仅指海洋潮汐测量仅指海洋潮汐测量，潮汐测量的手段很多，主要包括采用水尺；浮子式、引压钟式、声学式、压力式验潮仪验潮。而GPS验潮及潮汐遥感测量等技术研究国内外正在开展。所有这些验潮技术各有自己的特点。     

渤、黄、东海潮汐、潮流的数值模拟与研究

基于FVCOM海洋数值模式,采用高分辨率的三角形网格,对渤、黄、东海的潮汐、潮流进行数值模拟,并通过比较120个沿岸验潮站和14个潮流观测站的实测与模拟结果进行模型验证,两者符合较好。根据模拟结果,给出了四个主要分潮的潮汐同潮图和5m层潮流最大流速及最大潮流同潮时分布。渤、黄、东海共有5个半日分潮和3个全日分潮的独立旋转潮波系统,且都呈逆时针方向旋转;半日潮流和全日潮流各有12个圆流点;在冲绳岛和奄美岛两侧的4个半日潮流圆流点分别呈对称分布,其中有3个为本文首次给出;在日本九州岛西侧还新给出2个全日潮流圆流点。有关它们的存在性需要实测资料的进一步检验。     

台湾海峡潮汐和潮流的一个数值模型

本文根据二维非线性流体动力学方程,用有限差分方法同时计算了台湾海峡的半日和全日潮波,所得结果与观测值基本符合,半日潮相当大,M₂潮汐振幅在海峡西北角最大,超过2米,M₂最强潮流出现在台湾浅滩及澎湖列岛附近,可超过1米/秒,全日潮弱且变化较小,K₁和O₁平均潮汐振幅在0.2至0.3米间,平均潮流振幅大多在0.05至0.1米/秒,文章对四分日潮及潮汐余水位的分布也作了简述,在海峡西南端的靖海角附近四分日潮有一定相对重要性。     

大官坂潮汐电站泥沙问题的试验研究

福建省连江县大官坂水库处潮差大,含沙量少,坝址等处均为岩石基础,且拦水堤坝、水闸均已建成,形成了有27.5平方公里水面积的大水库,这些天然和现有工程条件均甚有利于建造潮汐电站。但潮汐电站建成后,水库是否会淤积,其主要决定因素为何,直接关系到电站使用寿命,因而是必须首先解决的重要问题。为此,我们利用了该水库的天然条件和闸、坝等现成工程条件,参照了潮汐电站涨、落潮双向发电的正常进、出水流的基本规律,控制水闸充、泄水,进行潮汐电站水库的实型泥沙试验。经过大潮、中潮、小潮三种代表性潮型的试验,结果表明:水库各潮平均进水流速小于平均出水流速,相应各潮的进沙量亦小于出沙量,故泥沙淤积问题不大。另外,水库水中含沙量少,且泥沙颗粒细,又在双向发电的情况下,泥沙在库内停留时间较短,易于起动,这些也是泥沙难淤的重要原因。由上可见,潮汐电站水库泥沙淤积与否,关键在于电站的科学运行、管理。浙江江厦潮汐电站运行多年来未发生泥沙淤积问题亦可供借鉴。     

粤东甲子附近海域潮流特征研究

针对2012-04—07甲子以东海域3个站的潮位和海流连续观测资料,采用潮汐和潮流调和分析、海流旋转功率谱等方法,研究了它们的潮汐和各层潮流的分布特征,探讨了这些特征形成的原因。结果表明:1)甲子港及其以东40km海域典型日潮的形成是由于M2分潮的无潮点的存在和潮能在甲子外海的辐散两种原因引起的;2)日潮海域的潮流则是正规半日潮流的性质;3)研究海域的潮波较为复杂,驻波性质不明显,前进波性质较为突出;4)通过类比黄河口M2分潮的无潮点,认为该海区存在一个退化到岸上的M2无潮点是可能的。     

人类活动和自然演变共同驱动下黄河三角洲海域潮波及物质输运变化

在海堤建设等人类活动和三角洲蚀淤等自然演变的共同作用下,黄河三角洲岸线水深近年来发生了剧烈变化,同时也将引起邻近海域潮波系统及物质输运路径的重要变化。本文基于FVCOM数值模式,建立了黄河三角洲及邻近海域三维高分辨率潮汐、潮流及拉格朗日粒子追踪数值模型。通过与环渤海长期验潮站的潮汐调和常数、黄河三角洲临时潮位站和测流站的实测资料对比,模型结果验证良好,能较好反映黄河三角洲及邻近海域潮汐、潮流运动特征,并获得了2019年M₂分潮无潮点位置。通过设置1980年、2019年黄河三角洲岸线自然演变、海堤建设及相应水深地形变化的5个数值实验,结果表明:在人类活动与自然演变共同驱动下,黄河三角洲海域的M₂分潮无潮点向东南方向移动,主要影响因素为水深。黄河口向海延伸和海堤丁坝建设导致的岸线变化,对无潮点位置影响较小,但在该凸出岸段两侧形成余流流涡,使得黄河入海物质在莱州湾内停留时间变长,向渤海输运扩散的时间推迟。     

北部湾海域潮汐特征研究

潮汐在民生、经济、国防安全等方面都有着重大重要的意义,掌握潮汐规律是开展海洋事业的先决条件之一。本文根据夏威夷大学水位中心公布的4个长期验潮站(东方站、北海站、Hon Dau-A站和Vung Ang站)以及一个临时实测站(白龙尾站)各1a连续数据,利用T_tide程序包提取调和常数,解算北部湾沿海的潮汐特征值,得出如下结论:研究海域以规则全日潮为主,仅Vung Ang站为不规则全日潮;研究区域半日分潮以M_2分潮为主,北海位置M_2分潮最大,全日分潮以O_1为主;平均潮差H_1在Hon Dau-A站最大,Vung Ang站最小;对于最大可能潮位H_2,北海站最大,Vung Ang站最小;日潮不等现象仅Hon Dau-A站比较明显,其高潮和低潮均日不等;在涨落潮历时方面,Hon Dau-A相差1h左右,其余站相差不大; Hon Dau-A和Vung Ang涨潮历时长于落潮历时,其余站相反。     

不完整水位观测资料的一种特殊处理方法

在潮汐调和分析过程中,观测资料长度的选取是至关重要的;选择得当,分析出的调和常数精度就高。所谓选择得当,即应考虑到分潮分离的条件——分潮的角速率、周期、分潮群、分潮的组成等等。从分潮的角速率及分潮周期来考虑,长周期分潮对长时期海平面的变化起决定性作用。如Sa、Ssa分潮的贡献都很显著。尤其在浅海地区,假如Sa分潮的平均振幅大于M_2分潮的平均振幅,则Sa的作用之大是不可忽视的。日分潮、半日分潮、1/3日分潮及1/4日分潮等一系列短周期分潮,则     

内潮动力机制的数值研究

结合南沙群岛海域出现的内潮现象 ,利用一个两层数值模式 ,通过数值试验来探讨潮汐性质、水体的层结程度、跃层所在的深度、风应力等因子对陆架坡折处内潮特性的影响 ,结果表明 :内潮的波动周期只与海区的潮汐性质有关 ;风应力、非线性效应以及正压潮源地的深度等都可改变内潮的波动振幅 ;内潮的波动振幅随海区的水体层结程度及温跃层所在的深度不同而改变