Observed characteristics of the North Yellow Sea water masses in summer

In this paper, we characterize the North Yellow Sea (NYS) water masses in summer by analyzing temperature and salinity data surveyed in 2006. The Liaonan Coastal Water is characterized by low salinity westward and southward flow paths. The westward path flows parallel to land, turns to the south, then to the southeast adjacent to the mouth of the Lüshun River, where it mixes with other coastal water directly to the southwest. It becomes the main source of low salinity water in the deep water area west of 123°E. The high-salinity Lubei Coastal Water is the remnant of the winter Lubei Coastal Water, which is located mostly in a small area between Yantai and Weihai, and does not originate in the Bohai Sea Coastal Water. The two NYS zones demarcated at 123°E have distinctly different temperature and salinity characteristics. There are two high-salinity centers east of 123°E, whereas there is low-salinity water to the west whose temperature and salinity structures are complex, composed of the coastal water south of Chengshantou, the Liaonan Coastal Water and the Bohai Sea Water.     

沙埕港湾口断面潮流及余流特征分析

基于对沙埕港湾口断面的连续走航观测资料,成功构建了沿走航断面的10个站点的连续海流序列,并分析了潮流、余流、潮通量等水文要素。分析结果表明,沙埕港湾口水道潮流类型为正规半日潮流,涨潮最先出现在中下层而落潮最先出现在上层,涨(落)潮转流相差约为30min。水道内潮流为往复流,M2和S2分潮流流速较大,倾角基本沿水道主轴方向。沙埕港湾口断面余流呈2层结构,10m以浅基本为东南向余流流出湾口,核心位于湾口断面南侧。10m以深多为西北向流入湾内,入流核心位于湾口断面中部的底层区域。对潮通量的计算表明,通过湾口进入沙埕港的潮通量约为1.63×108m3。     

西北太平洋的潮能通量与耗散

利用基于FVCOM(Finite Volume Coastal Ocean Model)模式同化沿岸验潮站数据的高分辨率潮汐数值模型结果,分析研究了包含中国近海、日本海和鄂霍次克海在内的西北太平洋海域全日、半日分潮的潮能通量与耗散。西北太平洋的潮波能量分3支,分别传入鄂霍次克海、东海和南海。传入东海的半日潮波能量是传入南海的3倍左右;传入南海的全日潮波能量是传入东海的5倍多。传入中国东部海域的M2分潮能中,有64.3%耗散在东海,32.4%耗散在黄海,仅有3.2%耗散在渤海;而K1分潮能中分别有48.2%、31.4%及7.1%耗散在东海、黄海及渤海。进入南海的潮能中,仅有32.7%的M2分潮能和38.3%的K1分潮能耗散在南海的北部海域,另有23.9%的M2分潮能进入并耗散在台湾海峡,其余则进入南海南部。传入日本海的太平洋潮能很少。鄂霍次克海消耗的全日潮能是半日潮能的2倍。     

潮流能量的提取及对其流速的影响

本文在经过验证的Quoddy Region海域三维潮流数值模型的基础上,植入了提取潮流能的数值计算模块。确定了Western Passage在3种涡轮机布设方式下能够提取的能量以及提取能量的效率,其中采取3排涡轮机交叉布设的方式时,1个大小潮时间内提取的能量最高,可达1 148.1MWh,提取效率为4.57%,远高于另外2种方式。在单排涡轮机布设的实验中(实验一),通过改变速度衰减系数,得到了可提取能量随速度衰减系数的变化曲线,该曲线与前人在理论分析时得到的曲线类似。同时本文还分析了提取潮流能给周围流场带来的影响。     

南海北部陆架坡折带潮流和低频流特征分析

利用旋转谱分析、调和分析和低通滤波的方法,对1987年8月至1988年1月南海北部东沙附近陆架坡折带处定点海流观测资料进行分析,研究了该区域定常余流、潮流和低频流的特征。各观测层次定常余流基本为西向流,垂向呈现较强的正压性。潮流以日分潮和半日分潮为主,呈顺时针方向旋转,全日潮流椭圆长轴普遍大于半日潮流,冬季K1分潮振幅在近底层明显增大,海流在中间层存在明显的惯性振荡。从能量角度分析,剩余流占海流总能量比例较大,定常余流能量主要存在于沿岸线方向,而垂直于岸线方向的能量主要由潮流和剩余流构成。低频流存在显著的季节变化,1988年1月呈现明显的顺时针旋转形态。冬季海表面风应力与次表层低频流有较强的相关性。结合OFES(Ocean General Circulation Model for the Earth Simulator)模拟结果,利用动量平衡分析的方法探究了动量方程中各项对低频流的贡献以及1988年1月次表层出现北向流的动力机制。冬季低频流具有较强的地转流特征,垂向分布受海水层化影响;东北风松弛和反气旋涡的联合作用是次表层出现偏北向流动的主要原因。     

黄海春季海雾形成的气候特征

采用合成与个例分析相结合的方法,对黄海春季(4月)海雾形成的大气环流条件、水汽输送条件以及海面条件(SST)进行了分析,并讨论了海面的有效长波辐射,结果表明,黄海春季海雾形成的水汽不是由局地提供的,而是由热带大气提供的,大气环流提供了暖湿空气的输送条件,海面条件相对并不重要,海雾在低层大气与海洋的热交换中具有明显地反馈作用.     

红树林防灾减灾功能研究进展及保护修复建议

本文全面总结分析了国内外关于红树林在消浪（波）弱（缓）流、抵御风暴潮灾害、防风,以及减轻海啸灾害和适应海平面上升等领域的研究进展。结果表明,100 m宽度的红树林带可消减13%～66%的海浪波高,每千米宽度的红树林带可将风暴潮最高水位消减4～48 cm,数百米宽度的红树林可以使海啸引起的淹没深度降低5%～30%。红树林植被密度、植被带的宽度、植被形态特征、地形与高程等因素是影响其减灾功能的关键因素。红树林减灾作用机理研究和定量评估方法主要包括基于现场观测数据分析、物理模型试验和数值模拟3类方法。众多学者开展了红树林对水体流动的拖曳力系数研究,模拟了红树林中的水体运动的波流运动模型。然而,目前红树林减灾功能的现场观测数据仍然偏少,物理模型试验和数值模型中采用的红树模型较为简单,对不同种类红树林的复杂特征以及植被柔性作用的考虑尚显不足,需要进一步研究。此外,红树林保护修复应该充分考虑生态和减灾协同增效的因素,构建基于自然解决方案的海岸综合防护体系,提出红树林生态系统修复的优化布局。     

冬季大风对渤海海峡水体通量的影响研究

基于FVCOM模型,通过七套不同风场再分析数据,对2017年冬季渤黄海的海洋水文动力环境进行了模拟。模拟结果与实测资料对比,发现ECMWF Reanalysis v5＿1HR(以下简称ERA5＿1HR)风场数据可以对渤黄海冬季水文环境实现最优化模拟。并发现2017年2月17—24日大风事件发生时,渤海和北黄海海流会随大风暴发和松弛流出和流入渤海海峡。出流现象主要出现在渤海海峡的南通道和中间通道,入流现象初期主要出现在北通道,随着时间的推移整个渤海海峡都有入流现象。在此期间水位呈周期性变化,在大风事件发生时渤海水会向南部堆积呈现南高北低的现象,大风松弛时,渤海水位呈现北高南低的现象。大风期间急剧的流入流出过程显著增强渤海的水交换,三次高频大风过程造成的出水通量分别是18.35×10⁶ m³、32.46×10⁶ m³和34.15×10⁶ m³;入水通量分别是21.11×10⁶ m³、38.69×10⁶     

利用有限体积模型对狭长海湾填海优选方案的研究

人们在海湾中进行填海活动除了要考虑经济收益等正面效应外,还应顾及海洋环境的改变对人类可持续发展的影响.文中利用三维动边界水动力模型FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model,有限体积近岸海洋模型)对具有曲折岸线和复杂海底地形的狭长海湾-福建省沙埕港进行了现状水动力模拟和4种填海方案下的预测模拟.在此基础上研究了在各种填海方案下,沙埕港的纳潮量、潮流场、潮位以及水交换率的变化情况,讨论了各海洋要素的变化对港口、航道、红树林自然保护区的影响.最后比较了各填海方案下水文要素的变化情况,发现针对不同的海洋要素,填海方案的优先顺序不同.为了减少填海活动所带来的危害,照顾到各方面的利益,提高填海活动的益损比,需要根据海洋功能区划和当地具体情况,综合考虑多种水动力因子变化的影响.     

环日本岛沿岸海平面长期变化特征与机制的研究

利用环日本岛沿岸38个验潮站连续36 a的实测水位资料,分析了环日本岛沿岸平均海平面的长期变化特征,结果表明平均海平面的异常变化在1984年前后发生较大转折,近20多年来主要呈现持续上升趋势,部分站位在1997年前后也有较明显的下降趋势,表明海平面的长期变化中存在较长周期的波动情况。通过对所有验潮站的日平均海平面序列进行平均,发现与西北太平洋SST异常变化呈正相关,相关系数为0.908;与太平洋年代际变化(PDO)指数呈负相关,相关系数为-0.6;与西北太平洋风旋度场的异常变化呈正相关,相关系数为0.402。结果表明环日本岛沿岸平均海平面的长期变化受到海水热膨胀效应、太平洋年代际变化以及风应力引起的海水堆积和流失等因素的影响。同时,发现从2000年开始西北太平洋的SST开始下降,而平均海平面仍然在持续上升,其上升原因还需作进一步研究与探讨。