长江河口北支上口不规则周期潮流的动力机制

数值模拟和动量分析长江河口北支上口枯季大潮期间 1 d内出现"四涨四落"不规则周期涨落潮流现象。长江河口北支上口 1日内两次涨潮流和两次落潮流为常规涨落潮流,受外海半日潮流控制,两次涨潮流和落潮流为非常规涨落潮流。北支上口非常规的涨潮流处于南支落潮的末期,范围小,流速弱,历时约2 h;表层主要是垂向黏滞项和水平扩散项与正压项间的作用,南向的垂向黏滞项起着决定的作用,底层则是斜压项与正压项间的作用;北支上口非常规涨潮流是北风、盐度锋面产生的南向斜压压强梯度力和南支末期落潮流的牵引作用共同造成的;径流抑制非常规涨潮流的产生,持续时间随径流量的增加呈指数递减,当径流量达到22 300 m3/s时,非常规涨潮流现象消失。北支上口非常规落潮流处于南支涨潮流的初期,由于在北支上口南支的涨潮流早于北支涨潮流,导致南支水体进入北支,形成北支上口第二次落潮流,范围较大,流速较强,历时约2.5 h,从表层至底层主要是垂向黏滞项与非线性平流项和正压项之间的作用。本文揭示了北支上口 1 d内出现"四涨四落"不规则周期涨落潮流的动力过程和机制。     

青草沙水库工程对附近水域河床冲淤的影响

青草沙水库是长江河口的一个重大工程,显著改变了北港上段的河势。河势的变化会引起流场和泥沙质量浓度的变化,进而影响河床的冲淤。本文应用三维水动力和泥沙数值模式,计算和分析了青草沙水库工程对附近水域流场、泥沙质量浓度和冲淤的影响。青草沙水库工程建设后,北港河道束窄,导致水库北侧河道主槽流速和泥沙质量浓度增加。水库工程使得进入北港的径流量和纳潮量减少,导致青草沙水库以东、北港下段和拦门沙区域流速和泥沙质量浓度下降。应用半理论半经验河床冲淤公式和模式计算的工程前后流速、泥沙质量浓度和水位数据,给出了由水库工程造成的河床冲淤变化分布。在水库以北北港水域发生普遍冲刷,冲刷强度最大可达2~3 m,冲淤分布和量值与工程前后实测水深变化吻合良好。数值模式较好地模拟了青草沙水库工程对附近水域冲淤分布的影响和变化量值。     

长江河口北支倒灌盐水输送机制分析

基于三维数值模式ECOM-si,采用通量机制分析的方法,对长江河口北支倒灌盐水的输送机制进行了定量研究.模式计算了南北支分叉口和南支河段的潮平均单宽盐通量、各叉道上10个断面的潮平均盐通量和上述两者的机制分解项.基于计算结果讨论了北支倒灌盐水输送的动力机制,发现Lagrange余流输送和潮泵输送在倒灌盐水的输送中起主导作用.讨论了南支各叉道输送倒灌盐水的数量关系,给出了北支盐水倒灌输送的主要路径.     

ECOM模式的改进及在长江河口、杭州湾及邻近海区的应用

基于原正交ECOM(Estuarine Coastal and Ocean Model)模式，把它改进为非正交曲线坐标系下模式，以较好地拟合河口海岸岸线的变化，有效提高局部空间分辨率，提高计算速度和精度；应用预估修正法提高模式的稳定性；扣除局域平均密度层结提高。坐标系下斜压压强梯度力的计算精度；采用Euler-Lagrange方法改进物质输运方程中的平流项计算方法。数值试验结果证明以上4种方法有效地提高了模式的计算精度。把改进的模式应用于长江河口、杭州湾及邻近海区，模拟结果与观测资料较为一致。改进后的模式可更好地应用于河口海岸的研究中。     

海洋对热带气旋响应的一种改进模式

建立一个改进的二层非线性原始方程海洋模式，研究海洋对热带气旋的响应。采用湍流动能收支参数化风应力产生的垂直混合（夹卷），其中考虑了盐度对层结强度的影响。通过海洋对７００２号台风响应的数值模拟，结果表明，在引起海表温度下降的各热通量分量中，夹卷约占了８３％，余下的海表面热通量占了１７％。在台风路径转向的右侧，海洋出现强烈的降温，表现出明显的右偏性。降温的幅度、范围和形状均与观测结果较为一致。     

海洋对静止热带气旋响应的某些特征

建立二层非线性原始方程海洋模式，采用湍流动能收支参数化风应力产生的垂直混合（夹卷），研究海洋对不同强度和最大风速半径的静止热带气旋（ＴＣ）的响应。数值试验结果表明，由于科氏参数随纬度变化，海洋对热带气旋的响应具有不对称性。热带气旋强度对海流，上混合层（ＵＭＬ）深度和海表温（ＳＳＴ）变化量值产生重大影响，并对它们变化范围影响较大。热带气旋最大风速半径对海流、混合层深度和海表温变化量值的影响不明显，但对它们的变化范围有明显影响。     

杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究Ⅰ.杭州湾、长江口三维联合模型

根据杭州湾、长江口流场和物质输运的特点,引进正交曲线网格版本ＥＣＯＭ模型,并对斜压梯度力和物质对流扩散的计算作了改进,建立了一个以杭州湾和长江口为整体的三维联合模型,用于潮流、余流和物质输运的计算和研究．     

杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究Ⅱ冬季余流及其对物质的运输作用

首先分析了杭州湾、长江口冬季余流和物质输运作用的观测特征,提出了几个值得继续研究的问题．然后,利用杭州湾、长江口三维联合模型,综合考虑径流、风应力、密度流、中国东部海域背景环流和Ｍ２,Ｓ２,Ｋ１,Ｏ１四个分潮的综合作用,模拟出了冬季的余流结构及其对物质的输运作用．在此基础上,针对所总结的几个问题,进一步作数值模拟,讨论余流和物质输运作用形成的机制。     

黄海冷水团对长江冲淡水扩展的影响

利用作者已建立的σ坐标系下三维非线斜压陆架模式,研究黄海冷水团对长江冲淡水扩展的影响。数据试验结果表明,黄海冷水团产生的余流,与黄海冷水团的强度和海底地形有关。     

长江口外海区叶绿素a浓度分布及其动力成因分析

2000年8月在长江口外海区应用现代化的观测设备进行了多学科的综合观测. 现场观测资料分析表明, 长江口外海区浮游植物的爆发存在着两个源. 面积广、强度大的一个源存在于表层的羽状锋区, 是由长江径流入海携带大量营养盐造成富营养化和低浊度海水产生良好的光透射引起光合作用产生的. 光合作用产生叶绿素a, 同时释放氧气和吸收二氧化碳, 故出现高浓度叶绿素a分布对应于高浓度溶氧和pH值分布. 面积小强度弱的一个源位于台湾暖流的温跃层中, 但高浓度的叶绿素a并不对应于高浓度的溶氧和pH值, 可能是由台湾暖流的远距离平流作用产生的. 长江大量营养盐入海造成的富营养化是产生长江口外海区赤潮爆发的主要原因. 福建和浙江沿岸海区发生的赤潮可能随台湾暖流影响到长江口外海区. 三维数值模式模拟的流场分布支持上述结论.