湾口建闸海湾水体交换及景观水位数值模拟

大幅度的潮位变动对近岸景观和亲水性有较大影响,为此往往在湾口建闸控制湾内潮位变动,通过设置景观水位改善以上问题,但这将带来湾内的水动力及水体交换条件下降。本研究以马銮湾为例通过潮流数学模型模拟,研究湾口开闸孔数、开闸位置及不同景观水位与湾内水动力和水体交换的关系。利用湾口闸门调度,在湾内形成大尺度环流提高水体交换效率,对马銮湾景观水位和闸门调度方式提出了建议,有效地解决了湾内潮差减小引起水体交换效率减低的问题。     

平均高潮位记录分析淤泥质海岸的相对海面变化--以江苏淤泥质海岸为例

在研究相对海面变化时,常常用实测潮位记录来分析相对海面的变化速率。淤泥质海岸的验潮站多设在入海河流的闸F。由于拦门沙发育等因素的影响,闸下测到的潮位不能准确反映低潮时的潮位变化,因此常常采用平均高潮位记录来分析相对海面的变化。本文通过对平均高潮位、平均潮位和平均海平面之间关系的统计分析,得出平均高潮位与平均潮位以及平均海平面变化速率之间的关系。并对江苏沿海6个验潮站33a的潮位记录进行分析,得出江苏沿海此期间的相对海面变化速率为0．29～1.00cm／a。     

月平均海平面变化对设计水位的影响——推荐一种计算设计水位的方法

利用2种高(低)潮序列统计了高(低)潮累积频率,一是从记录原点起算的高(低)潮序列Ⅰ,一是从月平均海平面起算的高(低)潮序列Ⅱ。可以发现:不同年份的高(低)潮序列Ⅰ的累积频率10%(90%)对应的潮位之间存在明显的差异,这主要是由于不同年份月平均海平面变化之间的差异引起的。同时也发现:不同年份高(低)潮序列Ⅱ的累积频率10%(90%)对应的潮位彼此比较一致,表明用不同年份的高(低)潮序列Ⅱ获得的结果在统计意义上是稳定的。为了得到安全稳定的设计高(低)水位,引人了月平均海平面特征极大(小)值。本文建议,设计高(低)水位取为月平均海平面特征极大(小)值与高(低)潮序列II累积频率10%(90%)对应的潮位之和。     

北太平洋环流与风应力场关系的初步探讨

关于东海黑潮变异的原因,管秉贤曾提出东海黑潮的变化是受北太平洋副热带上空风应力涡度的影响,即东北信风边界处的风应力场几乎控制了东海黑潮的变异.那未,如何解释这种海-气之间的遥相关呢? 本文试图通过分析大洋上空风应力场的变异引起大洋水位的升降,大洋海平面的变化导致大洋环流(北赤道流)强度的变化,进而导致近海环流(东海黑潮)强弱的变化这一海气相互作用系统,对上面提到的海-气之间的这种远距离相关关系作进一步的物理解释.     

黄河口埕岛海域粉土波致孔压现场监测

波浪会对海床产生反复的作用力，由此引起的土体颗粒间孔隙水压力变化是造成土体液化的主要原因。使用自行研发的孔压监测设备，对黄河口埕岛海域易液化区海底孔压进行了长时间、高精度的观测，并对孔隙水压力、波高以及潮位间的关系进行分析。监测结果显示，本次监测条件下波浪最大作用深度介于0.5～1.5 m之间，超过该作用深度后孔压无明显变化。土体内部孔隙水压力的变化主要由潮位和波高决定，潮位的作用可使孔压缓慢平滑的变化且对超孔压无影响；波高的作用可使孔压快速、剧烈地振荡并导致超孔压的出现。     

基于逐时潮位推求设计水位的统计分布选型研究

基于沿海长期观测的历时潮位资料,提出了推求设计高(低)水位的传统最大熵分布模型。该分布能够拟合逐时潮位具有双峰的概率密度曲线,计算所得设计高(低)水位,与修改的最大熵分布高潮10%和低潮90%的水位值相比,误差较小。选型的历时潮位曲线分布为港口工程设计水位推算提供了更多的选择,计算精度高,克服了手工方法推算历时潮位设计值的不足,有理论和工程意义。     

关于日均海面的计算和应用——Ⅰ.日均海面计算和取样中的滤波和混淆效应

一、前言非潮汐性质水位变化的研究历来是地球物理学中的一个重要课题.近年来越来越多的海洋工作者把水位变化和海洋水文甚至气象状况结合起来进行研究,得到许多有意义的结果.有关情况在文献中曾作过简短的评述.当研究涉及到水位资料时,当然最好是直接采用通常以1小时为间隔取样的原始潮位记录.然而如果所关心的仅仅是周期在数天以上的低频变化时,则直接采用原始记录会引进过多的数据处理工作.为避免这一点,人们常常直接利用日均海面、月均海面甚     

一种变截面河口中潮位与潮流相位关系的探讨

根据一维线性潮波方程导出了变截面河口中最大潮流与高潮位之间的相位关系,并对其进行了讨论,其中,河口宽度取为B=B₀e-bx深度h=常数.结果表明,在这种变截河口中纯前进潮波的潮流与潮位之间的相位差取决于不同的h、b和频率σ,可以在0-π/2之间变化,而对这种河口中考虑了反射波效应之后的合成潮波,在靠近外海的相当一段距离内也可能出现潮流和潮位之间的相位差小于π/4的情况,这取决于入射波的潮流与潮位之间的相位差以及反射波的衰减情况.因此,在变截面河口中,仅仅根据潮流与潮位之间的相位差接近于零或者接近于π/2来判定潮波是前进波型还是驻波型是值得商榷的.最后,本文提出了一种判定变截面河口中潮波类型的方案.     

变化环境下的钱塘江河口潮位特性及其影响因素

利用钱塘江河口沿程的闸口、七堡、仓前、盐官、澉浦和乍浦等7个潮位站的实测资料,分析了1953～2007年各站年最高潮位、年平均高潮位、年平均低潮位的不同变化特性,并对主要的影响因素进行了分析。线性拟合结果表明,自20世纪50年代以来,钱塘江河口沿程各潮位站年最高潮位抬升幅度达0.57～1.05m,其中七堡站年最高潮位抬升值最大;年最高潮位显著抬升的时间主要发生在20世纪90年代后,该时段年最高潮位抬升值占年最高潮位总抬升值的70.5%～92.6%,极值潮位出现频率显著增加。分析表明,1990年后钱塘江围垦面积仅占总围垦面积的21.6%,因此河口围垦不是造成年最高潮位抬升的唯一因素,而影响浙江的台风频次增多及围垦造成的潮波反射加剧是造成高潮位抬升的主要原因。钱塘江河口年平均高潮位的沿程变化出现趋势性的抬升现象,各站年平均高潮位抬高幅度接近,为0.43～0.49m,但不同潮位站因与围垦河段的相对位置不同,年平均高潮位抬升的历史过程存在明显差异。河口下游段的澉浦、乍浦站年平均高潮位呈现单一的抬升趋势,且与河口逐年累计围垦面积存在很好的相关关系(相关系数大于0.95);而河口上游段的闸口—盐官河段则以1970年为界,年平均高潮位明显有两次抬升过程,受围涂进程影响的机制比较复杂。钱塘江河口年平均低潮位多年来维持在一个相对稳定的水平上,但沿程年际间平均低潮位的变化却不相同。河口上游段的潮位站受径流丰枯及其引起的江道冲淤影响,年平均低潮位年代际呈现出波动的特性;澉浦以下的潮位站年平均低潮位受潮汐控制为主,年代际变化幅度甚微。钱塘江河口不同河段因受径流、潮流、治江围垦等因素的影响程度不同,其潮位特征值沿程的变化特点也不同,需要在河口工程设计、防洪减灾与河口治理等方面引起重视。     

海燕台风与冷高压共同作用对温台沿海潮位的影响及成因探讨

2001年10月产生的台风海燕引起了温台沿海较高潮位。本文通过对台风与冷高压共同作用机制的探讨，主要从沿海梯度风的变化分析这次风暴潮造成的高水位，从而为秋季冷空气影响期间的风暴潮预报积累经验。     

渤海海冰漂移过程的数值模拟和试验

建立了一个包含潮流作用的准定常海冰动力学模式，利用实测风资料和计算的潮流场对辽东湾中部的冰块漂移过程进行数值模拟，模拟的冰块漂移过程和实况基本一致。表明模式具有反映冰漂移过程动力特征的能力。通过对各动力因子的数值试验，说明引入潮流作用的必要性，并分析了各动力因子在冰漂移过程中的作用。     

海面对风应力的非定常响应

针对常垂直湍流系数和变垂直湍流系数两种情况，给出了开阔静止海面对风应力的非定常响应的解析表达式，并讨论了水深，风应力强弱对响应过程的影响，尽管没有考虑风场的非定常性，但本文的结果对理解海洋对风应力的非定常响应过程具有一定的帮助，对分析海面停风后的消衰过程也具有实际意义。通过与实测资料比较，认为垂直湍流系数模式要比常垂直湍流系数模式更为合理。     

珠江磨刀门河口亚潮频率水位的控制论研究

本文应用现代控制论研究河口非潮汐海平面变化及其与影响要素的关系。两年连续的水位及水文气象要素资料表明,在0.01—0.50cpd的频带上水位有相当高能的波动,这些波动的能量主要直接或间接来自风应力、河流径流以及河口外的海平面波动。本文应用1982年时间序列辨识了五个二阶的MISO CAR模型,系统输出是河口亚潮频率海平面;系统输入是河流人注流量、风应力和气压。模型检验后对1983年亚潮频率海平面进行一步和多步后报,符合良好。系统仿真定量地估计了各控制因素对水位的相对重要性。频域和时域分析都表明河口水位系统具有振荡特性。     

太平洋海面粗糙度的计算及波长的提取

海面粗糙度对于海洋工程和海洋军事非常重要,但是海面粗糙度的现场观测资料非常少,波长更难观测。本文利用TOPEX高度计风速资料,实现了对海面粗糙度的反演。给出了一种提取波长的方法,通过验证表明利用该方法得到的波长精度较高。     

Rossby波对菲律宾以东太平洋海平面年际变化的影响研究

采用能够反映斜压大洋对大尺度海表面风应力旋度响应的一层半约化重力模式研究菲律宾以东太平洋海区Rossby波与海平面年际变化的关系.模式分别利用海区东侧验潮站和卫星高度计海表面数据作初始东边界,对Rossby波西传路径上的风应力旋度进行积分,得到西侧海平面信号.结果发现,模拟的海平面信号跟验潮站和卫星高度计资料相关性很高,并能模拟出海平面年际变化特征和低(高)异常信号由东侧产生并向西传播的过程,反映了一阶斜压Rossby波对菲律宾以东太平洋海区年际海平面变化的动力机制.     

海面风场对环台湾岛海域温跃层的影响

本文首先给出了环台湾岛海域的海表风场计算方法和海表风应力的参数化。在此基础上，把该研究海域分为四个区域，用对比的方法分析由POM模式所得到的数值结果，讨论了海表风应力对该海域不同类型温跃层的具体影响。主要结果如下：海表风应力是影响温跃层的动力因子，对季节性温跃层的深度和强度均有重大影响，但对大洋温跃层的影响不大；海面风场作用数值计算与实际风场误差不大，故可以用计算所得的风场来代表实际风场作实验对比分析；海表风应力较小时有利于温跃层的发展加强，风应力较大时温跃层将减弱消失。     

海气动量通量研究综述

海气界面动量通量也称为风应力,是海流和表面海浪的主要驱动力,是海洋从大气获得动量的重要途径。因此,合理可靠的海洋表面风应力的参数化对于海洋、大气和波浪以及气候模式的准确预报都具有非常重要的科学意义和实用价值。对风应力拖曳系数的参数化是风应力参数化的主要内容。近来的观测发现,风应力拖曳系数随着风速的增加出现了先增后减的趋势,同时还与海面的波浪状态以及海流有关。基于观测或理论分析,目前已经得到了一系列的风应力拖曳系数计算方法或公式,有的考虑了海浪的作用,有的没有,但这些方案大都是适合中低风速,在高风速下的适用性还有待检验。本文回顾了目前在海气动量通量观测和参数化方面的研究进展,并建议应增加高风速下风速、海流以及海浪等的同步观测,以进一步完善风应力参数化方案。     

海面风的特征分析

作者利用在渤海进行的不同时距的平均风速观测值,经统计分析求得1秒、2分和10分钟平均风速间的线性关系。同时根据风速梯度观测值给出风速指数廓线的指数值,并且给定风速对数廓线的特征值:海面摩擦速度和海面粗糙度。此外,作者还提出了海面风应力的经验公式。     

THE DIAGNOSTIC CALCULATION OF EQUATORIAL FLOWS IN THE EASTERN PART OF THE WESTERN PACIFIC OCEAN

On the basis of observational data of the eastern part of the West Pacific Ocean, a diagnostic calculation of equatorial flow for this region is performed by using the authors' model equations and computing scheme and methods. For the first cruise (January 3-March 4, 1979), the results show: (i) The primary driving force of the equatorial surface flows comes from the prevailing northeasterly wind field, with an average uniform wind speed Vw = 6.3 m/s. The steady westward wind produces divergent westward flows in the surface layers, causing an upwelling near the equator. The importance of the steady wind stress in the upper layer (120 m) decreases with depth and becomes insignificant at the level of z = 75 m or z = 100 m, (ii) The equatorial undercurrent is a strong eastward and equator-ward flow, with its eastward component of undercurrent larger than its meridional component. The core of the undercurrent is at the thermocline, and its maximum velocity is 88-90 cm/s at the level of z=200 m. The deeper f     

冬季山东南部沿海水温10—20天的周期性振动

使用谱分析和数字滤波等方法,对山东南部沿海冬季的日平均水温、水位、海平面气压和风场等历史资料(1973—1983)做了分析。结果发现,这里的水温和水位存在10—20天的振动,这种振动与同期气压场和沿岸风的振动相同,陆架水温和水位的这种天气尺度振动恰好是对冬季风强迫的响应。为证明这一物理过程,设计了一个简单的线性理论模式,并用Laplace变换获得了其解析解,证明了上述响应的物理机制。