厦门岛东南岸沙滩近期剖面变化研究

根据厦门岛东南岸沙滩剖面1999年2月-2002年11月4年的观测资料,分析了该剖面上平均高潮位、平均海平面、平均低潮位的位置变化,绘制了冲淤变化曲线,研究剖面的形态特征及季节和长周期变化趋势。结果表明,风暴潮影响后沙滩剖面呈风暴型剖面,而常浪季节均表现为滩肩型复式剖面。受滨外地形、岸线走向、季节性风浪和潮汐活动等因素影响,沙滩剖面的季节变化比较复杂,长周期变化及风暴潮后剖面的恢复过程各岸段有所不同：泥沙流上游的岸段供沙不足,呈侵蚀状态,剖面恢复较慢;下游则呈基本稳定或淤长状态,剖面恢复相对较快。暴风浪和季节性常风浪交替作用控制着本区沙滩剖面的长周期循环变化过程,该过程一般包括风暴侵蚀期、快速恢复期、稳定恢复期和基本稳定期4个阶段。     

台风“巴威”对威海楮岛沙滩的侵蚀研究

为进一步探究台风作用下滨海沙滩滩面变化过程,揭示台风过程对滨海沙滩的影响,本文通过分析楮岛沙滩台风影响前后9个剖面的高程测量数据以及采集的滩面沉积物样本,对比研究台风前后海滩剖面冲淤特征和滩面沉积物粒径变化,探讨台风“巴威”对楮岛沙滩影响。结果表明：在台风“巴威”影响下楮岛沙滩表现出中间淤积、两边侵蚀的特征,由于沙滩西南侧滩肩宽、坡度缓等特点,侵蚀程度明显弱于沙滩东北侧。在台风浪的冲击之下,沙滩状态朝更消散的方向发展,滩面沉积物粒径变粗、分选性变差。     

三亚东锣岛沙滩恢复可能性探讨

海南省海洋功能区划将东锣岛列在东锣西鼓—龙栖湾旅游休闲娱乐区内,其主导功能用途为旅游娱乐用岛,发展海岛旅游有着很好的前景。最近几年相关单位对东锣岛进行了一定程度的开发建设,引起东锣岛西北岸海滩侵蚀、堆积位置和强度的变化,使得东锣岛西北部沙滩几乎消失。通过对东锣岛附近海域实测数据资料分析,在该岛北部附近海底砂源充足,完全可满足用来东锣岛沙滩恢复。     

防波拦沙堤在人工沙滩设计中的应用研究

海滨城市核心区的沙质海滩是吸引人们旅游度假的一道靓丽风景线,无论是自然沙质海滩还是人工沙质海滩,演变稳定后均形成岬湾弧形岸线形态.兴建防波拦沙堤可以对沙滩起到良好的护沙固沙作用,其不仅可以作为沙滩的硬质边界线存在,将岸线塑造成适合养滩的岬湾地形;且能遮蔽外海风浪,在人工沙滩近岸区域形成波高流速均稳定的水域.基于海口湾畅...     

环台湾岛海域半日潮波特征的三维模拟

用1997版POM海洋模式,首次应用于环台湾岛海域的潮波数值研究.得到该海域的半日潮波主要为23°N以南西太平洋传来的胁振潮.影响台湾海峡的半日潮波分别由海峡南北口传入的两支潮波,且北支强于南支.福建沿岸湄州湾-兴化湾为最强潮区,其M₂分潮最大振幅可达240cm.最强潮流区位于澎湖水道,M₂分潮最大潮流达196cm/s.环台湾岛海域潮波潮流水平结构上除海峡北部原有一个圆流点外,还发现另外存在4个新的圆流点.潮流垂直结构上主要为右偏,接近底层处为左偏.     

东海黑潮PN和TK断面流量的多时间尺度变化特征

根据日本海洋数据中心提供的1972—2017年PN断面共181个航次和1987—2010年TK断面共92个航次的CTD调查资料,利用动力高度法估算了这2个断面的流量,分析了其季节、年际和长期变化特征。主要结果表明,PN断面流量季节变化为冬、春和夏季大而秋季小,TK断面流量季节变化为冬、夏季大而春、秋季小,二者共同点为最大(小)流量均出现在夏(秋)季。PN断面年平均流量的年际变化不明显,但冬季和夏季流量分别具有准3 a和准2 a的显著变化周期;TK断面年平均流量具有准4 a和准6 a的显著变化周期,冬季流量具有准4 a和准7 a的显著变化周期,但夏季流量无显著变化周期。此外,PN断面流量在1976年附近出现了一次较大幅度的增加。PN断面流量具有较大的长期增加趋势,增长率约为0.3 Sv/a,在1972—2017年增加了约13 Sv,结合NCEP海面风应力资料,结果显示,北太平洋更高纬度带(35°N和40°N)的风应力旋度对PN断面流量的影响更强。     

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。     

台湾岛以东涡旋及东海黑潮的变化特征

台湾岛以东海域是黑潮变异最为强烈的区域之一,副热带逆流(STCC)区产生的大量涡旋西传至此,对台湾以东的黑潮流径和流量产生较大影响。但是受观测资料限制,目前对这些涡旋的垂向结构尚不清楚。利用ARGO剖面浮标资料并结合卫星高度计资料,对台湾岛以东的涡旋垂向结构及其运动特征进行了详细的分析。通过分析表明,这些涡旋垂向尺度可以深达2 000 m,水平尺度约200 km,其表层切向速度可以达60 cm/s,与黑潮流速相当,而在1 000 m层上的平均切向流速还可达8 cm/s左右。根据高度计资料分析,这些涡旋是源自STCC区的Rossby波西传结果,其Rossby变形半径为43 km,其相速度约4.2 cm/s。另外,根据浮标观测表明,1 000 m层上东海黑潮按照流速可明显分成3个区段。     

波控中等潮差海滩剖面时空变化过程研究

通过对一波控中等潮差海湾切线段 16个月海滩剖面数据,采用 EOF 分析提取了占数据总方差 91. 32 % 的前 3个空 间特征函数研究海滩剖面空间变化。结果发现第一空间特征函数指示了滩肩顶至碎波带海滩剖面变动逐渐增强的特征,是海 滩剖面变化的主要模式;第二空间特征函数指示了滩肩形成与消亡;第三空间特征函数指示了大潮高潮位的巨型滩角的存 在。通过对 EOF 分析得到的时间特征函数作连续功率谱分析,反映该海滩剖面波能在大小潮汐约半月潮周期、近塑望月潮 频率周期和大小潮汐约 2个月潮周期内对这些空间过程的控制,体现了这一波控中等潮差海岸近岸区,叠加在周期性潮汐之 上的波浪是海滩演变的主要动力因素,这在以前的研究中所忽略。     

平潭岛东部海域波浪特征及波浪能分析

根据2011—2012年在平潭东部海坛湾海域"浪龙" ( AWAC)的实测波浪数据,统计分析得到该海域的波浪特征.海坛湾海域全年的波向主要集中在NE-E-SE 向,常浪向为ENE 向,频率为67.56%.强浪向为 E 向, H1/10波高最大值为 5. 73 m.全年波高以 3 级浪为主,年出现频率为41.97%. H...     

海口湾中间岸段海滩剖面短期时空变化及沉积动态分析 *

海滩的演变特征是海岸地形动力学研究的一个重要内容。基于在海口湾假日海滩连续33d的地形剖面观测数据和台风前后表层沉积物粒度参数数据, 分析了海口湾中间岸段海滩剖面及沉积物变化特征。利用经验正交函数分析, 得出观测期间海口湾海滩有4个主要模态, 分别对应于涌浪对海滩的建设过程、当地风浪对海滩的侵蚀过程、台风对海滩的侵蚀过程和海滩特征地形的调整过程。研究结果表明: 涌浪和风浪对海滩剖面的作用受到了潮位调制的影响; 海口湾海滩显示出遮蔽型海滩变化特征; 沉积物粒度参数对海滩变化反应敏感, 可以提供丰富的海滩演变信息。     

Distribution characteristics of wave energy in the Zhe-Min coastal area

A 10-year（2003–2012） hindcast was conducted to study the wave field in the Zhe-Min coastal area（Key Area OE-W2） located off Zhejiang and Fujian provinces of China. Forced by the wind field from a weather research and forecasting model（WRF）, high-resolution wave modelling using the SWAN was carried out in the study area. The simulated wave fields show a good agreement with observations. Using the simulation results, we conducted statistical analysis of wave power density in terms of spatial distr...     

浅滩地形上波浪破碎对低频波能放大的影响

低频长波对港湾共振、泥沙输运、波浪爬高与越浪等过程有重要影响。采用非静压模型SWASH模拟了不规则波在浅滩上的传播及破碎过程,重点探讨了滩顶短波破碎程度对低频波能演变的影响。模拟结果显示,当滩顶短波处于临界破碎状态时,低频波能流沿浅滩持续增长,浅滩对低频长波的放大效应（滩后与滩前低频波能流之比）显著;当滩顶短波轻微破碎、破波仅发生在外破波区时,低频波能流的沿滩增长率进一步变大;当滩顶短波剧烈破碎、破波延续到内破波区时,低频波能流沿滩先增长而后转为衰减,滩后放大率较临界破碎时明显减小。研究结果表明,浅滩顶部水深改变了短波破碎程度,进而影响低频长波的演化过程,浅滩上长波总体增长率随滩顶水深的减小呈现先增大后减小的规律,在短波轻微破碎时最大。     

岬湾海滩剖面中长期变化特征及其控制因素——以青岛石老人海滩为例

了解海滩剖面变化可以更好地理解海滩动态过程。利用2007年5月~2014年12月近8 a青岛石老人海滩剖面的实测资料,计算剖面各段单宽体积变化量及后滨宽度,结合交叉小波和小波相干分析方法,探讨海滩剖面中长期淤蚀变化特征及其控制因素。结果表明,近8 a来海滩剖面表现为侵蚀状态,不同岸段侵蚀程度不同。剖面1岸段侵蚀明显,剖面2和剖面3岸段轻微侵蚀。剖面的变化过程可划分为平稳期、剧变期和微调期3个时期。各时期剖面的季节性变化较复杂,平稳期具冬蚀夏淤的交替变化特征,整体淤蚀量较小;剧变期剖面呈阶段性蚀退,变化幅度相对较大,微调期剖面可能仍处于剧变期的恢复阶段,季节性变化不明显。剧变期和微调期的小波交叉谱和相干谱分析显示,波浪和前滨单宽体积相干性较好,尤其当大于2 m的波高达到10%以上,海滩地形可以和波高变化产生同周期的变化。因此波高变化基本控制了剖面的季节变化。而海滩长周期变化主要受控于风暴潮作用及其漫长的恢复期,沿岸输沙和海平面变化则一定程度上导致了剖面长期侵蚀格局的形成。     

波浪动力因素变化对沙质岸滩演变的影响

通过波浪水槽实验,对海平面变化造成的波浪动力因素改变引起的沙质岸滩形态响应开展机理性研究。实验采用1∶10单一沙质斜坡概化岸滩,利用3种不同实验水深模拟海平面变化,考虑椭圆余弦波、非规则波、规则波和孤立波4种类型波浪作用。实验对波浪在斜坡上的传播变形、破碎、上爬和回落过程的波高及波浪作用后的岸滩地形进行了测量。实验结果表明,椭圆余弦波、规则波和非规则波作用下,平衡岸滩呈现出滩肩形态,孤立波作用下则呈沙坝形态。海平面上升造成波浪动力增强,沙质岸滩平衡剖面形状基本保持不变向岸平移,槽谷、滩肩、沙坝位置以及岸线蚀退距离,均呈现出良好规律性。     

山东半岛南北岸砂质海滩剖面时空变化过程分析

以山东半岛南北岸(烟台和日照)两个砂质海岸实测地形剖面为研究对象,应用经验正交函数(EOF)提取海滩2012年11月至2015年11月夏、冬两季剖面监测数据中的前4个模态的空间特征函数和时间特征函数,分析烟台和日照两个岸段砂质海滩剖面的时空演变特征,并对这两段海岸的地貌和沉积特征差异进行对比,探讨了山东半岛南北岸段砂质海岸动力环境的差异及影响因素。结果表明,第一特征函数是海滩剖面变化的最主要模式,两个岸段剖面的第一特征函数都以低潮线剖面的最大波动为主要特征,与波浪、潮汐共同影响有关;第二特征函数则是以高潮带至上冲流作用上限之间的剖面波动为主要特征,主要受风浪季节性周期变化控制;第三、四特征函数推测与偶然因素有关。     

复经验正交函数方法对湛江南三岛海滩剖面季节变化动态特征研究

利用复经验正交函数(CEOF)分析方法对湛江南三岛2009年2月22日至2010年4月21日期间的实测海滩剖面数据进行了分析。结果表明该海滩的季节变化有3个主要模态:第1模态是海滩风暴剖面和涌浪剖面之间的相互转换,其贡献占总方差的71.18%。其原因是海区侵蚀性风暴大浪和建设性涌浪的交替变化。第2模态是平均高、低潮线之间的地形变化,其原因是由于潮汐变化导致入射波浪冲流活动范围变化,占总方差的14.28%。第3模态是侵蚀大浪过后的水下沙坝向岸迁移,并受潮汐影响在滩面上摆动,占总方差的6.80%。最后指出必须重视风暴对华南海滩演变季节性过程的影响。     

海滩体积时空变化和波浪场的奇异谱分析

海滩响应波浪动力作用的变化是海岸带陆海相互作用研究的重要内容.利用奇异谱分解方法对南湾海滩连续实测剖面的体积变化值与南湾逐日波高变化值的相关关系进行了探讨,以诊断分析波浪在海滩变化过程中的内在作用机制,结果表明:(1)海滩体积的时空变化与波浪作用力有明显的相关关系;(2)海滩响应波浪动力作用变化最明显的地方是在中间岸段,在直线岸段次之,在遮蔽岸段最弱;(3)对海滩变化有较强作用的波浪场分别位于近岸及其与上下岬角连线的邻近区域.     

Acoustic wave scattering from a rough seabed over a sediment layer with generalized-exponential density and inverse-square sound speed profiles

This paper considers acoustic plane wave scattering from a rough seabed on a transition sediment layer overlying an elastic sea basement. The transition sediment layer is assumed to be fluid-like, with density and sound speed distributions behaving as generalized-exponential and inverse-square functions, respectively. This specific class of density and sound speed profiles deserves special attentions not only because it is geologically realistic, but also renders analytical solutions to the Helmholtz equation, making it particularly useful in the study of ocean and seabed acoustics. Based upon a boundary perturbation approach, the computational algorithm for the spatial spectrum in terms of the power spectral density of the scattered field has been developed and implemented. The results have shown that, while the coherent field mainly depends upon the gross structure of the seabed roughness, e.g., RMS roughness, the scattered field is significantly affected by the details of the roughness distributions specialized by the roughness power spectrum and the spatial correlation length of the rough surface. The dependence of the power spectral density of the scattered field on the various types of sediment stratifications, including the constant and the k²-linear sound speed distributions, is also included in the analysis.