海平面变化研究进展

因地球温室效应等原因，据估计下一世纪，全球海平面上升速率将加快3－6倍，海平面上升首先侵袭并淹没海岸带，在地壳沉降带和沿海低洼地区，海平面上升尤其是一个重大的环境问题。天文潮、风暴潮、河口水位都以当地海平面为基底，在其上传播导致多种灾害。它使风暴潮害加剧、洪涝威胁增大、港口功能减弱、城镇排污困难、海水入侵强度加大等。从世界范围来看，全球变化的研究代表了当今世界科学发展的趋势。对全球海平面变化的系统研究，能带动相关学科的发展，全球海平面的分布、变化与陆地冰川、全球气候、局部地壳升降等都直接相关。利用…     

珠江河口盐度和输运过程对未来海平面上升的响应

研究海平面上升对河口的影响情况有助于了解输运过程的变化,基于21世纪海平面上升预测研究(陈长霖,2012;张吉,2014),本文选取珠江河口这一径优型与潮优型并存的河口为研究区域,利用数值模拟的方法,研究其在未来海平面上升后可能出现的响应。结果表明,河口的平均盐度、咸潮上溯距离和层化强度都将随着海平面的上升而增加,这些因素的变化有着明显的季节性。伶仃洋平均盐度在4月和10月增加更多;伶仃洋枯水期咸潮上溯距离的增量大于丰水期,磨刀门则相反;伶仃洋丰水期层化强度及其增量都要大于枯水期。海平面上升后的输运过程响应结果显示:(1) 垂向输运时间将增加,虽然海平面上升带来的潮差潮流的增强将加强垂向混合,但是层化的加强会削弱垂向交换。垂向输运时间的增加是由于层化的加强,层化加强抑制了潮汐变化带来的影响,表层水更难交换到底层; (2) 南北向河口环流将加强,表层余流向海加强,底层余流向陆加强,南北向余流整体向海减小。造成这些现象的主要原因是海平面上升后水深增加带来的河道比降的减小和压力梯度力的改变。     

IPCC气候情景下全球海平面长期趋势变化

利用CCSM3 (Community Climate System Model version 3)气候系统模式模拟20世纪海平面变化,在IPCC SRES A2 (IPCC,2001)情景假设下预测21世纪全球海平面长期趋势变化。模拟显示20世纪海平面上升约4.0 cm,且存在0.004 8 mm/a2的加速度,这个结果仅为热盐比容的贡献。在A2情景假设下,21世纪海平面上升存在很大的区域特征,呈纬向带状分布;总体上北冰洋上升大,南大洋高纬度海区上升小,大西洋上升值比太平洋的大;整个21世纪全球平均比容海平面上升了约30 cm,且呈加速上升的趋势。同时发现,中深层水温度和盐度变化对区域比容海平面变化具有重要贡献。北太平洋增暖主要集中在上层700 m以内,而北大西洋的增暖可达2 500 m的深度,南大洋南极绕极流海区热盐变化则是发生在整个深度。     

Tidal level response to sea-level rise in the yangtze estuary

The rise of tidal level in tidal reaches induced by sea-level rise has a large impact on flood control and water supply for the regions around the estuary.This paper focuses on the variations of tidal level response along the tidal reaches in the Yangtze Estuary,as well as the impacts of upstream discharge on tidal level response,due to the sea-level rise of the East China Sea.Based on the Topex/Poseidon altimeter data obtained during the period 1993～2005,a stochastic dynamic analysis was performed and a forecast model was run to predict the sea-level rise of the East China Sea.Two-dimensional hydrodynamic numerical models downscaling from the East China Sea to estuarine areas were implemented to analyze the rise of tidal level along the tidal reaches.In response to the sea-level rise,the tidal wave characteristics change slightly in nearshore areas outside the estuaries,involving the tidal range and the duration of flood and ebb tide.The results show that the rise of tidal level in the tidal reaches due to the sea-level rise has upstream decreasing trends.The step between the stations of Zhangjiagang and Shiyiwei divides the tidal reaches into two parts,in which the tidal level response declines slightly.The rise of tidal level is 1～2.5 mm/a in the upper part,and 4～6 mm/a in the lower part.The stations of Jiangyin and Yanglin,as an example of the upper part and the lower part respectively,are extracted to analyze the impacts of upstream discharge on tidal level response to the sea-level rise.The relation between the rise of tidal level and the upstream discharge can be fitted well with a quadratic function in the upper part.However,the relation is too complicated to be fitted in the lower part because of the tide dominance.For comparison purposes,hourly tidal level observations at the stations of Xuliujing and Yanglin during the period 1993～2009 are adopted.In order to uniform the influence of upstream discharge on tidal level for a certain day each year,the hourly tidal level observations are corrected by the correlation between the increment of tidal level and the increment of daily mean upstream discharge.The rise of annual mean tidal level is evaluated.The resulting rise of tidal level at the stations of Xuliujing and Yanglin is 3.0 mm/a and 6.6 mm/a respectively,close to the rise of 5 mm/a according to the proposed relation between the rise of tidal level and the upstream discharge.     

舟山西堠门水道潮流能资源评估及发电站选址

声音在儒艮的生命活动中起着重要的作用。为了研究儒艮发声的类型和特征,2019年3月20日至28日,在泰国立邦岛附近海域(99°25''E,7°13''N)对儒艮进行了被动声学监测。本文对泰国海域儒艮发声信号进行了细致分类,并统计了每种类型声信号的特征。将在立邦岛海域获取的野生儒艮发声信号划分为4种类型:chirp、trill、bark和 whistle。统计每种类型中高信噪比、轮廓清晰且无重叠的信号特征,结果表明:chirp为简单的窄带调频信号,持续时间大约为0.09s,基频介于0.99~12.84kHz,谐波数量为1~5;trill为调频信号,持续时间较长,一般大于0.90s,基频介于0.97~9.89kHz,有1~5次谐波;bark持续时间约0.20s,带宽范围为0.20~4.00kHz,whistle被定义为chirp和trill之间的一种过渡信号,其持续时间为0.05~0.89s,基频为1.11~7.69kHz,有1~5次谐波。这4种类型声信号所占比例各不相同,其中chirp信号占最高(比超过86%),trill和 whistle信号占比较低(分别约为7%和6%),bark信号占比最小(不到1%)。研究儒艮声信号类型和特征有利于分析儒艮的声行为,对野生儒艮的声学监测具有重要指导意义。     

中国沿岸海平面变化原因的探讨

对中国沿岸的月均海平面的变化原因进行了较为细致的分析，讨论了温、压、降水对中国沿岸海平面的影响。得出渤海是我国月均海平面变化最大的海区；黄海月均海面的变化仅次于渤海；东海更次；南海最小。出现极值的时间自北向南依次滞后。静压效应的影响也是自北而南逐渐变小。月均海面中除包含了８～９年及１０多年的长周期变化外，１４．０和１８．０个月左右的周期对海平面有明显的影响，３年的周期不是一种沿岸传播的波动周期。ＥｌＮｉｎｏ对中国沿岸海平面起补偿平衡作用。黑潮的增强使中国沿岸海平面均有明显的抬升。     

中国海洋潮汐40年来研究进展

近４０年来我国海洋潮汐的研究获得显著进展。本文分别对潮汐的分析、推算，潮汐谱估计，平均海面，潮波理论和数值研究等方面进行阐述。潮汐分析、推算已有１００多个分潮的模型可供应用，交点订正系统除利用ｆ、ｕ的１１个公式外，还根据Ｗ．Ｈｏｒｎ的ｊ．ｖ模型，利用Ｄ．Ｅ．Ｃａｒｔｗｒｉｇｈｔ新的引潮势展开推出５９个ｊ、ｖ公式，后者理论上更为精确，它反映了近代天文学研究进展的成就。平均海面提出一种随机动态分析、预测模型，能比较可靠地求出平均海面长期变化趋势，并能对未来几年内作出月平均海面的预报。潮波理论结合中国海实际，研究潮汐摩擦规律及其效应，已能说明中国海主要分潮波系统的形成及其分布变化，潮波数值计算和模拟取得很大的发展，有些在建港和海洋开发利用中已经得到应用，是一种很有前途的研究方法。潮汐表的编算水平高、范围遍及各国主要海港，受到用户的欢迎。总起来说，我国海洋潮汐的研究工作，经４０年来的努力，从总体上说达到了国际水平，某些方面居领先地位。但整个潮汐的观测站网、仪器装备、监测水平和精度，仍有待改进提高。     

渤、黄、东海同化TOPEX/POSEIDON高度计资料的半日分潮数值模拟

使用调和分析方法分析了渤、黄、东海中的TOPEX／POSEIDON沿轨高度计资料，并利用基于最优插值理论的混合法把交叉点处的两个主要的半日分潮(M：和s1)同化到动力模式中。同化结果显示，两个主要半日分潮的分布特征与前人动力模式结果比较一致，在同化高度计资料以后模式结果M2分潮与167个实测站的“距离”为17．2cm，S2分潮为8．9cm，比单纯的动力模式结果精度分别提高14．9％和23．3％。     

海洋倾倒区容量评估模型的构建

倾倒区容量主要受海水动力过程(潮流输沙、风暴潮和风浪掀沙等)、倾倒区面积和水深地形等因素影响。本文基于FVCOM(Finite Volume Coast and Ocean Model)三维数值模型和随机动态统计分析模型, 利用倾倒区地形演变和倾倒量资料, 探讨海水动力过程(潮流输沙、风暴潮和风浪掀沙等)和倾废活动对海底地形变化的影响, 构建海洋倾倒区容量长期演变评估模型。利用FVCOM水动力和泥沙模型计算自然状态下潮流输沙引起的地形变化, 同时结合倾倒区多年实测水深和倾倒量资料, 分析倾倒量、潮流输沙和地形变化的统计关系, 通过实际资料拟合修订系数, 作为该倾倒区海浪和风暴潮等因素输沙所造成地形变化的参考值, 以此评估倾倒区容量长期演变。在设定实际地形变化阈值的前提下, 计算倾倒区容量。以长江口1#倾倒区为例, 1#倾倒区地形抬升0.5m/a,倾倒区容量约为670万方/a,模型结果和实际批复结果吻合。同时在甬江口2#倾倒区、罗源湾倾倒区、嵊泗上川山、东碇倾倒区和温州港倾倒区等验证, 模拟结果同实际观测结果相近。     

层化对东海大陆架潮流垂向结构的影响

利用ADCP对东海大陆架定点(26°30.052′N,122°35.998′E)连续观测6个多月的海流数据进行分析研究,结果表明:层化对该海域潮流的垂向结构有显著影响,层化导致潮流流速、潮流椭圆长轴、椭圆率和倾角在通过密度跃层时发生较大改变。9月份,东海大陆架存在较强的密度跃层,层化加强,海流流速、M2分潮潮流倾角和M2分潮潮流椭圆率在跃层深度以浅随深度显著增大,跃层处达最大,跃层以深随深度迅速减小;2月份,上层海洋混合较强,密度跃层强度最弱,潮流流速、潮流椭圆长轴、椭圆率和倾角在垂向上变化不大。