夏季风场对长江冲淡水扩展影响的数值模拟

建立一个σ坐标系下三维非线性斜压陆架模式，研究长江冲淡扩展的动力机制。数值试验再现了夏季长江冲淡水转向东北的现象，夏季风场对长江冲淡水扩展的影响，取决于风速的大小和动向，风速为３ｍ／ｓ的南风，对冲淡水向北扩展的影响比较明显，而当南风风速达到６ｍ／ｓ时，则起着十分显著的作用，西南风加强了冲淡水向东扩展，但对南北向的扩展影响甚微，东南风抑了冲淡水向东扩散，并使之偏向西北，明确阐明了夏季风场对冲淡水扩展     

夏季长江冲淡水扩展的数值模拟

建立一个σ坐标系下三维非线性斜压陆架模式,研究夏季径流量、台湾暖流、黄海冷水团、风场对长江冲淡水扩展的影响。数值试验基本再现了夏季长江冲淡水低盐水舌伸向东北的现象和渤、黄、东海的环流结构。长江径流量只影响近口门附近冲淡木朝东南方向扩展势力和整个冲淡水扩展范围的大小。台湾暖流深受底形的影响,流动路径稳定,且不受自身强度的影响,又主流远离长江口,对长江冲淡水扩展的影响不大。黄海冷水团产生的余流在长江口海区阻碍着冲淡水沿岸向南扩展,在远离长江口海区诱导冲淡水向东南运动。总的黄海冷水团的作用是使长江冲淡水低盐水舌伸向东北。黄海冷水团越强,这种作用就越明显。夏季风场在冲淡水转向东北的过程中作用显着。     

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。     

春季长江冲淡水在口门外海域逐月变化及其影响因素分析

利用2015年4、5、6月在长江口外开展综合海洋调查获取的实测数据,分析春季口门外海域长江冲淡水（Changjiang diluted water,CDW）时空分布特征及扩散过程,并结合同期的多源环境观测数据,探讨各环境动力因素对春季长江冲淡水分布的影响,深化对冲淡水在口门外海域扩展及其动态变化的认识。观测结果显示,2015年春季长江冲淡水的扩散范围逐月增大,主体最远可到达123°E以东海域,其逐月变化主要受控于口外水文气象环境。长江径流量大小决定了冲淡水出口门后的分布范围以及表层水盐度,风向则控制冲淡水的扩展态势。在风场与径流的共同作用下,春季口门外海域长江冲淡水的扩散呈现三种模式：4月份的顺岸南下型（冬季型）、5月份的东北转向型（过渡型）和6月份的东南-东北双向分支型（夏季型）。春季台湾暖流深层水已到达长江口外海域,与表层冲淡水层相互作用较弱,但随着上升流的逐月增强,其与上层低盐冲淡水之间的跃层效应愈发显著,一方面抑制长江冲淡水的向下扩展,同时上升流的涌升也减薄了冲淡水的厚度。再悬浮泥沙向上扩散的厚度显示出春季潮混合过程难以影响至表层,但在大潮情况下,水位波动变化更为剧烈,使外海高盐海水向陆上溯更远,导致5月份12250E断面的水体盐度整体相对较高。     

风影响夏季长江冲淡水扩展的数值模拟研究

基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)数值模式建立了长江口及其邻近海域的三维水动力学模型,用于研究风对夏季长江冲淡水扩展的影响。基于实测资料的验证结果表明,模型能够比较真实的反映潮汐、海流、温度和盐度的变化过程。敏感性试验的结果显示,风对夏季长江冲淡水的扩展有着非常显著的影响。在Ekman输送的作用下,长江冲淡水将向风向的右侧扩展。5 m/s风速下,东风、东南风、南风和西南风4个风向下的冲淡水明显向外海扩展,而西风、西北风、北风和东北风下的冲淡水都被限制在近岸水域。Ekman输送的强度随风速增强而增强,冲淡水向风向右侧的扩展也越来越明显。舌轴区因为层结明显,湍流活动相对较弱,对风能量的耗散相对较小,所以相同的风速增量对舌轴区表层水的加速作用最强,这导致更多的淡水经由舌轴区输送,使得淡水舌宽度随风速的增加而变窄。对长江口海域表面风的气候统计分析表明,上述数值试验结果能够很好的解释气候态下长江冲淡水扩展方向与表面风变化的关系。     

2006-2007年长江冲淡水的扩展形态及季节变化

利用2006—2007年观测的高密集度CTD测站和海床基ADCP连续测流站资料,分析了长江冲淡水的扩展形态和垂向结构。结果表明,各季节观测时段内:春季、秋季和冬季的表层长江冲淡水扩展基本被限制在长江口、杭州湾及舟山水域附近。夏季长江冲淡水的扩展由内向外可分为3个阶段:射形流阶段,长江径流直接向东南冲入海;水舌形态扩展阶段,冲淡水以1个水舌的完整形态指向东北,其运动受台湾暖流和南黄海海盆气旋式环流等背景流场的影响明显;扩散阶段,冲淡水先以较大团块运动,后以不断变小的水块随着背景流场运动,其中一支向东北移动进入南黄海,另一支转向东偏南,绕东海东北部冷涡运动。     

海浪混合参数化的渤海、黄海、东海水动力环境数值模拟

在浪-流耦合的概念下,对Princeton Ocean Model(POM)模式进行改进,增加特征波参数下的海浪混合作用,并把潮流和环流同时模拟,得到了渤海、黄海、东海典型的环流和水文特征,特别是夏季黄海的温跃层现象,夏季长江冲淡水扩展路径以及我国东部海域冬季和夏季典型环流等.研究表明,海浪的作用使海洋上层混合得更均匀,潮流的作用使海洋底层混合得更均匀,二者是温跃层形成的重要原因;考虑潮效应模拟流场,由于潮扩散和潮余流的作用,长江冲淡水路径与实际观测更为符合.     

珠江冲淡水季节变化及动力成因

依据珠江口及其附近海域2006-2007年4个航次的CTD资料,分析珠江冲淡水的扩展形态和垂向结构,结果表明:表层冲淡水仅在夏季同时向粤西和粤东扩展,其余季节以西向扩展为主,而底层冲淡水全年向西扩展;冲淡水的主体部分大致位于10 m水深之上,但最大厚度在秋季可以超过20 m水深。通过结合同期风、海流、潮汐资料分析发现径流和风是控制冲淡水扩展范围和垂向结构的关键因子,夏季珠江冲淡水的范围最广,其次是春季,冬季最窄;夏季西南季风有利于其向东及向外海扩展,东北季风驱使珠江冲淡水向西扩展并制约冲淡水向外海扩散;粤西的水位梯度全年都驱动沿岸流向西流,而粤东的水位梯度仅在夏季有利于珠江冲淡水东向扩散,相应的粤东沿岸流在夏季指向东北,其余季节均指向西南。     

基于FVCOM的夏季珠江冲淡水年际变化特征

珠江冲淡水对南海北部的物理、化学以及生物特性具有十分重要的意义。本文以1993至2012年连续20年的FVCOM(The Finite Volume Community Ocean Model)模型后报模拟数据为基础,将海表盐度32等值线与岸线所围面积定义为珠江冲淡水的扩展范围,对珠江冲淡水在夏季（6月、7月和8月）的年际变化特征进行研究,并分析了南海季风和珠江径流量等因素对珠江冲淡水的影响。在西南风和较大的珠江径流量的作用下,夏季是珠江冲淡水同时向粤西和粤东两侧扩展的唯一季节,冲淡水扩展范围最大,且夏季珠江冲淡水的扩展形态和扩展面积具有明显的年际变化特征,1994年的东风异常极大增强了冲淡水的西向扩展。通过对2008年台风“风神”的分析,发现热带气旋引起的表层对流和垂向混合对珠江冲淡水具有明显的作用,但是由于其持续时间较短,对年际变化的影响并不显著。1998年夏季的强厄尔尼诺事件导致6月、7月和8月均出现了西南风异常,强西南风阻碍了冲淡水的西向扩展,促进了区域的上升流和表层流。     

夏季长江冲淡水转向机制的数值试验

利用普林斯顿海洋环流模式(POM)，通过一系列的理想试验，探讨了夏季长江冲淡水的扩展机制。结果表明：(1)倾斜底形是夏季长江冲淡水向东北偏转的一个必要条件；夏季冲淡水向东北偏转是南风、斜压效应和底形的共同作用的结果，其中风应力和底形的相互作用占主导地位；单纯的底形东倾不能使冲淡水向北偏转。平底时，南风和淡水浮力强迫都不能使冲淡水向北偏转。(2)无风时，人海淡水可以在河口附近强迫出一个反气旋涡旋和贴岸南下的狭窄的沿岸流，反气旋涡旋与淡水浮力强迫(斜压效应)有关，南下沿岸流则与质量输入有关；平底时，反气旋涡旋位于河口正东，倾斜底形时，反气旋涡旋向北拉伸，冲淡水的一部分沿岸向北扩展；人海淡水在河口附近强迫出一个闭合的垂直环流圈：上层为离岸流，淡水向外海扩展，约在离岸30—45km处有下降流；低层有高盐水沿海底流向河口，约在离河口。lOkm处与向海的径流相遇，引起上升流。     

海平面上升对黄浦江潮位和潮量影响的数值计算

采用1984年8月28日19时—29日24时黄浦江米市;渡至吴淞口水位和流量资料,根据描述河道中水流非恒定流动的Saini-Venant方程组,建立了模拟黄浦江潮位和潮量特征变化的数值模式。考虑未来海平面上升,预测了黄浦江潮位和潮量的变化及对周围环境的影响。计算结果表明,随着海平面的上升,黄浦江潮位相应增加,高潮位的上升值大于海平面上升值;低潮位的上升值小于海平面上升值,潮差增大。在同一海平面上升值下,潮差增量由下游向上游渐渐增大,随着海平面的上升,涨潮量和落潮量都相应增加。     

杭州湾北岸张家厍潮滩动态系统的频谱分析

应用ＡＲ谱和多维最大熵谱方法分析了杭州湾北岸张家厍潮滩的波浪，潮流及潮滩面高程数据。结果表明，潮滩的变动和潮流，波浪变化的关系十分密切，潮滩面高程具有３０，１５，２－５ｄ的周期变化；冬春季节潮滩变化以潮流作用造成的低频变化为主，夏秋季节则由低频向高频转移，波浪引起的潮滩高频变化也很显著；低潮滩到中潮滩下部的冲淤变化与潮流作用关系密切，中潮滩上部，高潮滩的冲淤变化对常浪性质的波浪作用具有明显的响应。     

杭州湾开挖深水航道对潮流影响的数值研究

采用ｘ方向伸展坐标下的二,三维方程,建立了开避或增深深水航道前后的潮流场数值模模式。该模式在航道横向上网格变距,以保证航道横向上有一定量的网格覆盖。在计算中采用二,三维交替进行,既节省大量计算时间,又保证了计算的稳定性。     

北部湾潮汐数值预报及其分析

采用二维非线性运动方程和连续方程组，以多个分潮同步输入，做耦合数值模拟，进行潮汐数值预报。结果表明，K1潮波等振幅线分布与历史潮波图明显不同，此线呈舌状向北伸展，特别在湾的南部海域，其中央区振幅很小，10cm等振幅线可以伸至北纬19°以北。O1分潮的分布与K1分潮类似；北部湾北部以全日潮为主，湾的南部潮汐性质指标数2．0的等值线呈舌状向湾内神，两侧为不正规日潮，中间为不正规半日潮。4．0等值线向北推移，在19°N以南中央海区预报结果与前人的结果不同；南部海区中央一带潮差很小，最大可能潮差不超过2m，这种分布与前人结果有较大差异。     

试论植物在潮滩发育演变中的作用

根据１９８５－１９９１年对长江三角洲和苏北潮滩－潮沼系统中潮流和波浪观察、滩面高程量算、沉积物分析和人工海草试验，研究植物对潮滩动力和沉积的影响。结果表明，（１）植物可使底层流速降低２０％－６０％，使波浪能量大部分被吸收。（２）沼泽前缘存在侵蚀机制，而沼泽的主体则有明显的促淤现象；沼泽中的沉积速率可达光滩的９倍以上。（３）沼泽前缘沉积物有粗化现象，沼泽主体则是细化环境；沼泽是孢粉相对富集的场所；沼     

短滨螺Littorina brevicula排卵及运动潮汐节律性的研究

本文在室内无潮汐因子作用条件下对采集于青岛太平湾基岩海岸潮间带的短滨螺进行观察,发现其具有和潮汐同步的排卵和运动节律性。30d后,仍能观察到排卵的潮汐节律性。1a后,短滨螺不呈现排卵的潮汐节律性。     

苏北中部滨海平原成陆机制研究

苏北中部滨海平原位于废黄河三角洲和长江三角洲之间，其形成与全新世最大海侵之后长江、古黄河的供沙历史和供沙状况密切相关，并且现今海域南黄海辐射沙洲的辐聚点也位于这段海岸，故探讨其成陆机制具有重要意义。本文数值模拟了公元８世纪时该区的Ｍ２潮汐、潮流，在此基础上，计算了７种粒径泥沙在当时潮流场中的净输运状况，划分了海底冲淤区。计算结果表明，公元８世纪时苏北岸外存在大致以东台为顶点的辐射状古潮流场，其分布格局与现今苏北岸外大致以京港为顶点的辐射关潮流场基本一致，该辐射状潮流场的存在是由当时台东岸外的独特驻潮波波腹所决定的。进入苏北岸外古辐射状潮流场中的泥沙，在辐聚、辐散的潮流作用下，每一个潮周期均自ＮＥ、ＳＥ方向向东台附近海域净输运泥沙，在东台附近海域发生淤积。由此认为，苏北中部滨海平原是大致以东台为顶点的辐聚、辐散潮     

椒江河口盐淡水混合对口外拦门沙的作用

本文根据1980年洪季和1983年枯季对椒江河口两次9站同步大潮的水文泥沙观测,探讨盐淡水混合对口外拦门沙的作用,观测数据的分析和计算表明,拦门沙年内洪淤枯冲的变化规律与河口“锋面”(全潮净流速为零的面)密切有关,而与近底层“滞流点”的关系不大。经拦门沙断面量测,证实了分析结果与实际量测情况基本相符。     

东海沿岸潮流峡道海岸剖面发育及其动力机制

根据实测资料分布东海沿岸典型潮流峡道岸剖面的发育条件,沉积地貌相带特征和冲淤演变规律,并对海岸剖面形成的动力机制进行探讨。分析研究结果表明,峡道８海岸 面的流速切变锋、高含沙量带、沉积速率相关峰值、坡折带和双“Ｓ”型剖面,是一组直接相关的沉积动力学现象。     

渤海潮汐对冰作用的数值模拟

为研究渤海潮对海冰运动的作用,将渤海海冰模式与Ｂｌｕｍｂｅｒｇ的ＥＣＯＭ－ｓｉ模式通过动力作用联结,构成一种海冰一海洋动力耦合模式。应用上述耦合模式对渤海冬季潮流对冰的动力作用进行模拟研究,得出了渤海海冰运动的一些显著特征。