基于白冠覆盖率的飞沫生成函数参数化

海浪破碎使得海面产生飞沫水滴,由于飞沫水滴的存在改变着大气和海洋之间的能量传输。飞沫生产函数一般认为是水滴初始半径和风速的函数,但海浪时刻存在于海-气界面,仅仅考虑海面风的作用,而忽略海浪的影响是不够完善的。白冠覆盖率是海浪破碎的重要特征参数,有研究者发现白冠覆盖率与海面风速和海浪均存在相关性。本文尝试从白冠覆盖率出发,构建飞沫水滴的生成函数参数化方案,将描述不同飞沫水滴半径的飞沫生成函数基于白冠覆盖率参数有机整合,然后结合白冠覆盖率和海浪状态的关系,利用实验室观测数据,分析不同海浪状态条件下海浪对飞沫生成函数的影响。研究结果表明,新的考虑波浪效应的飞沫生成函数可以合理地描述不同海浪状态条件下飞沫水滴的生成过程。     

基于卫星数据改进计算白冠覆盖率的模型

本文基于白冠覆盖率的历史研究,总结了计算白冠覆盖率的参数化方案和海浪破碎统计模型,并分析比较其优缺点。通过结合基于卫星数据的参数化公式,利用最优拟合的方法,得到不同限制条件下模型中的系数C_en和n。通过分析考虑海浪破碎条件,确定了适用于一般海浪状况的系数值。通过比较白冠覆盖率的卫星数据和原始模型的模拟结果,可知改进后模型的结果更合理,同时与历史研究结论相符。文中还分析了从1998年到2008年十年平均的全球白冠覆盖率的季节性分布特征。在中高纬度海域,全年白冠覆盖率的值最大,而在低纬度和赤道海域,白冠覆盖率小于0.5%,全球白冠覆盖率的平均值大约为1% ~3%。北半球中高纬度海域的白冠覆盖率的季节性变化显著大于南半球。     

白浪覆盖率模式中参量的研究

在波面位移为正态过程的假定下,推导出一种以平均周期和风速为参量的白浪覆盖率公式W=1-Φ[5.11094[-T/U10]0.7576].依据摩擦风速和U10的表达式,进一步推导出白浪覆盖率依赖于摩擦风速的形式W=1-Φ[0.5227[-T/U]0.7576]].考虑到在实际应用中,经常需要用波龄描述波浪的状态,将白浪覆盖率表示成一种形式简单的波龄的函数W=1-Φ(3.6496ξ0.7576),与Monahan等的海上测量数据符合良好.     

耗散源函数及LAGFD-WAM海浪数值模式的改进

本文是在LAGFD-WAM海浪模式方法基础上,根据破碎波统计理论给出了LAGFD耗散源函数形式。同时对LAGFD-WAM模式进行了改进并与WAM模式作了三种典型风场下的对比实验和实测结果检验,取得了较好的结果。     

白冠破碎空间分布模式的统计推断

白冠空间分布模式分析是海浪破碎统计研究的前提。本文提出利用空间点过程统计分析工具研究白冠空间分布模式,并结合实际白冠破碎观测录像资料,计算观测数据的L-函数和K-函数,与Markov chain Monte Carlo(MCMC)方法生成的模拟包迹进行比较,推断得出其白冠空间分布模式类型为空间齐次Poisson过程。研究表明空间点过程统计分析工具适用于白冠破碎研究。     

LAGFD-WAM海浪数值模式 Ⅱ.区域性特征线嵌入格式及其应用

详细地讨论了非线性源函数的参数化计算方法和模式的隐格式处理,所设计的特征线嵌入格式具有很强的物理意义,解决了时间步长与空间步长的匹配问题,既节省计算时间,又能保证计算结果的精确度。标准风场下的计算结果显示,LAGFD-WAM模式与WAM模式相比有较大改进。LAGFD-WAM模式的台风浪后报结果能很好地与实测资料符合,说明本模式完全适用于区域性海浪数值预报和后报研究。     

海水养殖对海洋环境影响的探讨

海水养殖迅速发展,给海洋造成了严重污染.海水水质污染,主要有营养物污染、养殖用药污染、底泥富集污染.海洋生物污染,主要是外来生物物种入侵和生物物种基因污染,无计划的盲目开发浅海滩涂进行养殖对近岸海域滩涂湿地造成的破坏等.     

环渤海地区海水淡化对海洋环境的影响分析

环渤海地区海水淡化发展呈现出规模大、发展速度快的趋势。基于环渤海地区海水淡化产业的发展现状,分析了海水淡化的浓盐水排放、固废物、温排水和化学污染物等问题对半封闭的渤海湾海洋环境的影响,并提出了环渤海地区海水淡化产业合理发展和布局的几点建议。     

潜堤上破碎波浪传播变形的数值模型及其验证

为模拟潜堤上破碎波浪传播时产生能量的耗散这一特性,在改进的具有四阶色散的Boussinesq水波方程中中入二阶紊动粘性项,建立了考虑波浪破碎的水波数学模型.在非交错网格下建立了有限差分数值模型,并利用三阶Adams-Bash forth格式预报、四阶Adams-Mouton格式校正对数值模型进行求解.通过数值试验,模拟...     

海洋白浪覆盖率模式的研究

在波面位移为均匀正态分布的假定下,导出以海浪谱矩为参量的波面斜率分布函数,依此函数,利用极限波面斜率为波浪破碎判据导出依赖于海浪谱四阶矩的白浪覆盖率的表示式,又通过Ｋｒｙｌｏｖ谱和ＳＭＢ海浪预报方法的经验公式,将海浪谱四阶矩代之以风要素,从而首次建立了一个依赖于风速和风区两者的半理论,半经验的海洋白浪覆盖率模式,此模式给出了结果与Ｍｏｎａｈａｎ汇集的海洋白浪覆盖测量数据符合颇佳。     

A Whitecap Coverage Model Based on the Surface Slope For Criterion of Wave Breaking

Using the limit surface slope as a criterion of wave breaking,a simple model for estimatingthe spatial fraction of breaking surface of sea at an instant,which is regarded as the whitecap coverge inthis paper,is analytically derived from the probability density of surface slope based on Gaussianstatistics.The resulting fraction is found depending on the fourth moment of wave spectum,m_4,as well asthe critical threshold of surface slope.By expressing the fourth moment in terms of the Neumannspectrum,a formula linking the fraction and wind speed for fully developed sea states is obtianed.Anotherformula relating the fraction to both wind speed and fetch(or duration)is achieved by expressing m_4 interms of the Krylov spectrum and applying the empirical relationships used in the SMB ocean wave pre-dicting technique.A comparison between these results and the field data of whitecap coverage collected byMonahan and O＇Muircheartuigh shows an encouraging agreement.     

风浪状态对海面粗糙度影响

风浪状态参数常用于对海面粗糙度的参数化。中等风速条件下考虑风浪状态参数影响的海面粗糙度参数化方案常存在自相关效应,本文通过分析实测数据得到了无量纲粗糙度随波陡变化的参数化方案,该方案能够有效去除自相关效应;高风速下风浪状态对海面粗糙度仍存在影响,文中基于新得出的中等风速下的海面粗糙度参数化方案,考虑海面飞沫悬浮层的影响,建立了适用于高风速条件下的海面粗糙度参数化方案,该海面粗糙度方案同样考虑了波陡的作用,将该方案计算出的理论值与实测数据进行比对,发现随着波陡的变化,理论值基本涉及测量值的覆盖范围,说明新建立的高风速条件下海面粗糙度方案对海面风浪状态具有较好的敏感性,且该方案能够较合理地描述海气界面之间动量传输。将新提出的适用于高风速下的海面粗糙度方案加入到海浪数值模式中,模拟飓风Ivan产生的台风浪,利用浮标数据进行验证,结果显示模拟的有效波高相对模式默认方案具有较高的精度,说明采用本文新建立的适合高风速的海面粗糙度方案能够改进海浪模式的台风浪有效波高模拟结果。     

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。     

北黄海表层沉积物中的底栖有孔虫分布与海洋环境

对2006年8月取自北黄海的302个表层沉积物样品中的底栖有孔虫群落进行了分析,结果表明:北黄海底栖有孔虫群落以适应低温、低盐的冷水种和广温、广盐种为主,胶结质壳底栖有孔虫含量明显高于我国其他海区。利用Q型因子分析提取了5个主因子,通过将主因子代表的底栖有孔虫组合与环境影响因子之间的对比印证,揭示了其内在联系,北黄海底栖有孔虫分布的决定性因素是表层沉积物的粒度,而温度和盐度则起到次要作用,该海区水深变化对底栖有孔虫分布的影响没有明显的规律性。     

阿拉伯北部公海海域鸢乌贼渔场分布及其与海洋环境因子关系

根据2004年9~12月在阿拉伯北部公海海域鸢乌贼资源的探捕生产情况,分海区初步分析了海洋环境因子与中心渔场之间的关系。调查表明,中心渔场分布在62°E~64°E、12°N~13°N,59°E~62°E、15°N~18°N和62°E~64°E、18°N~20°N三个海区。中心作业渔场基本分布在冷水与暖水交汇边缘处,并处于冷水涡边缘一侧。中心渔场的适宜表温27~29℃、表层盐度35.5~36.5。不同作业渔场的温盐结构不同。北部渔场的表温相对要高于南部渔场,但是50m以下水层的温度则相反;中部渔场的各层盐度明显低于南部和北部渔场。GAM模型分析表明,产量与表温、50m水温和200m水温以及各层盐度的关系密切。     

海雾过程中海洋气象条件影响数值研究

利用二维数值模式，研究了在海雾过程中海温场、气温场、湿度场、风场等海洋气象条件的影响。结论如下：（１）海温主要影响海雾的生成过程，当海雾生成后，它的作用就逐步减小了；（２）气温梯度（暖平流）较大，不利于海雾生成，逆温不是海雾生成的一个充要条件；（３）相对湿度大小及其分布是海雾能否生成的物理基础；（４）风速大不利于海雾生成，但海雾一旦生成，则有利于其发展     

某些环境因子对鲫鱼(Carassius auratus)和鲮鱼(Cirrhinus molitorella)呼吸作用的影响

通过压力一电换能器记录了温度、酸碱度和Cu2+对鲫鱼或鲮鱼呼吸作用的影响。温度变化主要影响鱼的鳃盖运动，而酸碱度和Cu2+主要对鱼的咳嗽运动产生影响，这是因为咳嗽运动的作用是洗去积存于鳃上的污物。     

环境因子对赤潮藻类增殖及相关特性的影响

本文从水体富营养、微量元素等五个方面论述了环境因子对赤潮藻类增殖及演替等相关特性的影响。其中着重论述了不同形态、不同比例氮磷产生的影响；维生素等有机物与赤潮的密切关系；而微量元素主要讨论了铁和锰。此外，还论述了温度、盐度、扰动及微生物等因素的作用。