渤海潮波系统的数值模拟

利用二维非线性潮波方程组,讨论了渤黄海主要分潮(全日潮、半日潮及浅水分潮) 数值模拟中的有关问题。数值模拟中同时考虑了4个主要分潮(M2,S2,K1,O1)和两个浅水分潮(M4,MS4)。分析表明,在渤黄海潮波系统数值模拟中,稳定后选取14 d的数值模拟结果进行调和分析能够取得最佳(最合理)的调和分析结果。计算出调和常数的模拟值与实测值之差的绝对平均值:M2分潮的振幅差为4cm,迟角差为3.3°,S2分潮的振幅差为2cm,迟角差为4.2°,K1 分潮的振幅差为1cm,迟角差为3.7°,O1分潮的振幅差为2 cm,迟角差为5.5°。实验结果较好地体现了渤黄海潮波系统的特征。     

广西近海潮汐和海流的观测分析与数值研究——Ⅰ.观测与分析

1992 - 1 996年 ,对广西近海水深浅于 2 0 m的整个海域 ,利用 2 8个锚碇浮标和 2 3个周日连续观测站 ,对水位和海流进行了观测。根据观测结果 ,对该海域的潮汐性质 ,潮流特征和余流分布进行了分析 ,并对潮汐与潮流性质差异的动因和影响余流变化的主要因子进行初步探讨。结果表明 :广西近海的潮汐性质属于正规日潮。潮流性质大部分属于不正规半日潮或不正规日潮。余流主要由潮余流和风海流组成。潮流大小潮变化和风的变化是导致余流变化的主要原因。潮流绕海角运动 ,流速增强 ,并能诱导经向离岸流     

广西近海潮汐和海流的观测分析与数值研究——Ⅱ.数值研究

基于二阶湍流闭合模型计算涡动粘性系数的 POM三维水动力模型 ,选用 0 .5′× 0 .5′细网格 ,采用动边界方法 ,把作为强迫力的潮汐和风力统一在一个模型中 ,并考虑径流作用 ,诊断计算广西近海的潮汐和海流。用 8个潮汐观测站和 2 6个锚碇浮标资料 ,对计算出的潮汐和潮流调和常数进行检验 ,证明了本研究结果的合理性。计算结果表明 :广西近海的潮汐性质基本属于正规全日潮 ;潮流性质绝大多数海区属于不正规全日潮或正规全日潮。 O1,K1和 M2 分潮最大流速均出现在钦州湾的龙门水道 ,表层分别为 5 0 ,6 0 ,40 cm/s。冬季表层存在较强的西偏南向沿岸流。铁山港外海存在一较强的逆时针环流。钦州湾龙门以北和以南分别存在半封闭逆时针环流和半封闭顺时针环流。廉州湾口存在西向风海流横向输运。冠头岭沿岸存在北偏西向补偿流。底层余流与表层的大致相同 ,但流速较小 ,沿岸流为西偏北向 ,具有补偿流性质。夏季余流与冬季相比 ,流向大致相反 ,但流速明显小     

长江口洪水期潮波变形数值模拟研究

由长江口现场水文测验资料分析知,洪水期潮波上溯过程中,潮波变形具有先加剧后趋缓的特点。基于非结构网格FVM方法建立大通至外海的大范围数学模型,复演长江口潮波传播过程,以此为基础,研究长江口洪水期潮波变形特征的形成原因。研究认为:洪水期长江口潮波变形转折点位于潮流界上游;转折点下游潮波变形逐渐加剧是由于高低潮位潮波传播速度差异造成的;转折点上游潮波变形趋缓是由于高潮位重力引起的潮波传播阻力对潮波传播影响大于高低潮位潮波传播速度差异造成的。     

北部湾潮波的数值模拟试验

北部湾是南海的一个主要海湾,湾内潮汐和潮流都以全日潮为主,是世界上典型的全日潮海区。为了摸清北部湾潮波的变化规律,我们于1983年对北部湾进行了初步的数值计算试验。但应当指出的是,我们在该项计算试验中,忽略了惯性(加速度)项的影响,并且将底摩擦也进行了线性化。实际上,北部湾平均水深约45m,其中大部分海区的水深为25m,而湾内日分潮的振幅大者可达1m。这也就是说,潮波运动方程中的惯性(加速度)项与局部加速度项一般只差一个量级,而在湾顶部分浅水海区,两者     

象山港潮波响应和变形研究 Ⅱ.象山港潮波数值研究

通过象山港水域的潮波运动数值模拟,分析了象山港M4分潮的生成和增长机制．结果说明,潮波传播中的非线性底摩擦效应是M4分潮生成和增长的主要控制因子,M4分潮在湾内的共振现象也起着重要的放大作用二平流效应在绝大部分区域中抑制了M4分潮的发展,只有在佛渡水道中一些岛屿周围极小区域内对M4分潮有增强作用．潮滩在湾内对M4分潮的影响极其微弱．     

关于半封闭海湾潮波的数值模拟

本文用H-N方法的单层模式,对若干规则形状半封闭海湾内的潮波进行了数值试验,并结合黄、渤海区潮波的数值模拟进行了讨论.本文认为,在一个海湾中,当潮波在前进方向上遇到向右转的岸线时,在其附近容易产生一块右旋区域;而在遇到向左转的岸线时(包括海湾的顶端),容易产生左旋;从而对黄、渤海中不同区域内旋转方向的不同给出一种机制性解释.本文还讨论了数值模拟中开边界上各点输入水位的振幅和迟角变化对海湾内水位和潮流的影响.     

基于FVCOM 的渤海潮波数值模拟

基于有限体积法海洋数值模型(FVCOM),对渤海当前水深岸线状况下的潮汐潮流进行了数值计算。模式采用不规则三角形网格,较好地提高了黄河口处网格分辨率,模拟了渤海海域K1,O1,M2和S2四个主要分潮。利用渤海沿岸19个验潮站的资料对模拟结果进行了验证,K1分潮振幅绝均差2.39 cm,迟角绝均差4.36°,O1分潮振幅绝均差1.40 cm,迟角绝均差4.29°,M2分潮振幅绝均差为3.55 cm,迟角绝均差为5.69°,S2分潮振幅绝均差1.72 cm,迟角绝均差8.86°,结果显示各分潮模拟结果合理,较真实地反映了渤海海域四个分潮传播情况。     

广西近海潮汐和海流的观测分析与数值研究——Ⅰ．观测与分析

1992－1996年，对广西近海水深浅于20m的整个海域，利用28个锚碇浮标和23个周日连续观测站。对水位和海流进行了观测。根据观测结果，对该海域的潮汐性质，潮流特征和余流分布进行了分析，并对潮汐与潮流性质差异的动因和影响余流变化的主要因子进行初步探讨。结果表明：广西近海的潮汐性质属于正规日潮。潮流性质大部分属于不正规半日潮或不正规日潮。余流主要由潮余流和风海流组成。潮流大小潮变化和风的变化是导致余流变化的主要原因。潮流绕海角运动，流速增强，并能诱导经向离岸流。     

大亚湾的潮汐动力学研究--Ⅱ.潮位和潮流双峰现象的产生机制

文章为大亚湾潮汐动力学系列研究论文的第二部分,主要关注大亚湾双峰水位现象和涨潮流速双峰现象的产生机制。基于前人研究成果和数学解析方法,得出在大亚湾海域水位的双峰现象主要是由以M_2为代表的半日分潮与四分之一日分潮(如M_4分潮)和六分之一日分潮(如M-_6分潮)共同作用造成的。并对产生双峰水位和涨潮流速双峰的条件进行了数学解析,利用数值模拟结果发现,M_2/M_4分潮组合在大亚湾并不能产生双峰水位现象,而M_2/M_6分潮组合只能在大亚湾东北的范和港产生双峰水位现象。相对而言,M_2、M_4和M_6 3个分潮叠加的组合在双峰水位的产生范围和双峰间落差上都要大于上述2个分潮的组合。在大亚湾湾内区域,涨潮流速双峰可以由M_2/M_4分潮组合,M_2/M_6分潮组合和M_2/M_4/M_6分潮组合产生,M_2/M_4/M_6分潮产生的涨潮流速双峰强度要比另外两组分潮组合大。     

福建沿岸上升流数值研究 Ⅰ.台湾海峡潮汐、潮流的数值模拟

台湾海峡内的潮运动是相当强烈和复杂的,一方面由于自海峡外传入的两支太平洋潮波在海峡内传播、相汇,形成强烈的潮运动;另一方面海峡内地形的复杂和岸线的曲折又使海峡内潮汐、潮流的分布变得特别复杂。自80年代以来,国内学者对海峡内的潮汐、潮流进行了不少研究(丁文兰,1983;方国洪等,1985;叶安乐等,1985,1986;李立等,1990；陈新忠,1983;郑文振等,1982),并获得了有价值的成果。但是,他们对海峡内潮运动的过程、性质等尚有许多不同的看法。例如,关于M2分潮最大流速同潮时线的分布状况,以上学者的结论各不相同,有的甚至差异很大。对海峡内M2分潮最大流速同潮时线聚点(即圆流点)的问题也有两种观点。关于潮流分布状况,由于实测流资料缺乏,尽管已有的研究在潮流极值区的出现位置上基本达成共识,但在潮流流速量值的大小问题上仍有诸多分歧。 鉴于上述研究现状,为了对海峡内潮汐、潮流的分布状况有更准确、细致的认识,以便弄清海峡内潮过程在上升流形成过程中的作用,本文在已有研究的基础上,重新对台湾海峡内的潮汐、潮流作了数值计算。我们将讨论的重点放在以往研究中有争议的问题上,依据计算结果并结合实测资料提出我们的见解。     

象山港潮波响应和变形研究──Ⅰ.观测和分析

利用实测资料分析了象山港海湾对潮波的响应和湾内潮波变形.结果说明象山港对外海传入的半日潮波的振幅有明显的放大作用.M₄和MS₄两个浅水分潮在湾内快速增长造成了潮波变形和潮不对称性.潮波非线性的沿程变化和不同区域的潮能耗散说明湖滩与潮波变形关系不大,而湖波非线性在牛鼻水道中的增强对湾内潮波变形是重要的,1/4日分潮在湾内的共振作用也对M₄和MS₄两个浅水分潮起了放大作用.     

南海潮汐潮流的数值模拟

本文用二维球坐标数值模式计算了南海m₁[=(K₁+O₁)/2]和M₂分潮的分布.计算范围从2°N到25°N,99°E到121°30'E,坐标的经向纬向、格距均为1°/4.计算结果与92个实测站进行比较符合良好,m₁分潮振幅的平均误差为4cm,迟角为7°.M₂分潮振幅的平均误差为9cm,迟角为12°.根据计算结果给出南海m₁和M₂分潮的潮汐、潮流、潮余流和潮能通量分布图.     

墨西哥湾潮汐的数值模拟

前言 以前墨西哥湾潮汐的可预报模式被Grace（1932,1933）、Grijalva（1971）和Mungull（1978）给出,这些模式都给出了诸如K_1和O_1全日潮的合理表达式,然而它们都不能反映M_2分潮。实际上在西部的佛罗里达（Flbrida）海岸M_2分潮与K_1和O_1组合有同等重要性。Grace和Grijalva在M_2分潮上的失败是由于分辨率太低的缘故,而Mungall等的失败则是由于忽略了直接引潮力的缘故。R、O、Reid和Whitaker的研究表明,在墨西哥湾必须是包括引潮力和高的空间分辨率才能恰当地表达M_2分潮。这里概述该模式及其结果的一些独特之处。     

北部湾潮汐潮流的数值模拟

基于正交曲线坐标的ECOMSED三维水动力模式,对北部湾的潮汐潮流进行数值模拟。选用不同的海底摩擦系数、海底粗糙度系数以及水平湍流摩擦系数进行数值试验。试验结果表明,当海底摩擦系数取2×10-3～3×10-3,海底粗糙度系数取1×10-3～2×10-3m,而水平湍流摩擦系数取1×102～5×103m2/s时,模拟所得潮汐、潮流结果与实测数据吻合较好;并由此对北部湾的潮汐、潮流和潮余流等特征进行了分析。还给出了垂直湍流黏滞系数呈抛物型的分布特征。对该海域的水动力状况有了进一步的了解,为该海域的环境保护规划提供了科学依据。     

台湾海峡北口潮汐观测与分析

介绍在台湾海峡北口中部水深约65m处进行临时验潮的方法和过程，并将其测验结果与台湾海峡东西两岸验潮站的资料进行了比较分析。结果显示：海峡北口中部海域与纬度较相近的海峡西岸平潭（东澳）站及东岸的淡水站相比，潮型基本一致，均为正规半日潮，在月赤纬大时，潮汐的日不等现象明显；潮差与西岸较接近，而明显大于东岸；潮时与西岸基本相同而早于东岸。     

台湾海峡北口潮汐观测与分析

介绍在台湾海峡北口中部水深约６５ｍ处进行临时验潮的方法和过程，并将其测验结果与台湾海峡东西两岸验潮站的资料进行了比较分析。结果显示：海峡北口中部海域与纬度较相近的海峡西岸平潭站及东岸的淡水站相比，潮型基本一致，均为正规半日潮，在月赤纬大时，潮汐的日不等现象明显，潮差与西岸较接近，而明显大于东岸，潮时与西岸基本相同而早于东岸。