日潮特征海域回归潮平均高高潮位的计算方法

针对海岸线定义不适用于日潮特征海域的问题,分析了不同潮汐类型海域潮汐高潮位与月相和月赤纬间关系,提出并实现了日潮特征海域顾及日潮龄值的回归潮平均高高潮位计算。结果表明,在不规则日潮海域月赤纬极值与回归潮高高潮位表现出强相关性。海岸线定义明确为平均大潮高潮面或回归潮平均高高潮位与海岸的交接线更科学。     

山东沿海潮汐的时空特征分析

综合利用山东沿海长期验潮站和短期验潮站获取的逐时观测潮位资料,采用最小二乘原理的调和分析方法得到山东沿海验潮站的潮汐调和常数。根据调和常数计算沿岸海域潮汐特征值,分析山东沿海潮汐的时空特征。结果表明:山东沿海潮汐类型以规则半日潮和不规则半日潮为主;山东沿海平均潮差在0.35~3.06 m范围内,平均大潮差、平均小潮差、最大可能潮差与平均潮差变化基本一致;在山东沿海的黄河口及莱州湾附近海域呈现出明显的潮高日不等现象;涨、落潮历时日不等存在区域性分布;平均高潮间隙在1.7~11.7 h之间变化。     

半日潮特征海域平均大潮高潮面的计算方法

计算半日潮特征海域平均大潮高潮面的关键在于,一是应有足够长时段且满足精度的潮汐实测或预报数据;二是应尽可能准确选定大潮时刻高潮位。针对大潮时刻高潮位在时间选取上的困难,从月相物理意义出发,证明了当日月黄经差值约为0°时,大潮时刻对应月相朔;当日月黄经差值约为180°时,大潮时刻对应月相望。提出并实现了顾及半日潮龄值及逐时日、月黄经差的平均大潮高潮面计算方法。     

江苏近岸高、低潮位变化规律探讨

利用MForeman改进的G·Godin潮汐调和分析及预报程序对江苏省辐射沙洲海域的16个验潮站潮位资料进行了调和分析和潮汐预报。根据各测潮站高、低潮位预报结果,对各站高低潮潮时差、低潮每日延迟时间、高潮每日延迟时间进行了统计计算,并对辐射沙洲海域高低潮潮时差特征值的分布进行了分析。利用潮汐表预报结果探讨了江苏沿岸6站的高潮位、低潮位、高低潮潮时差、高潮每日延迟时间、低潮每日延迟时间之间的对应关系,并分析给出了各量的变化周期。     

山东半岛沿岸海域的潮汐特征

本文根据山东半岛13个测站的潮位观测资料的统计和分析,总结了山东半岛潮汐类型以及主要潮汐特征值,如最高高潮应、最低低潮位、最大潮差和平均潮差,平均海面等的时空变化规律。     

渤海沿岸4个验潮站潮汐特征分析

综合利用4个验潮站的逐时观测潮位资料,采用最小二乘原理的调和分析方法得到验潮站的潮汐调和常数。根据调和常数计算沿岸海域潮汐特征值,分析4个站位海域潮汐的时空特征。结果表明:秦皇岛附近受半日潮无潮点的影响为正规全日潮,其余3站位均为不规则半日潮性质;4个验潮站中龙口站和秦皇岛站属于弱潮海区,葫芦岛站和塘沽站属于中潮区。4个站位平均大潮差、平均小潮差、最大可能潮差与平均潮差的变化趋势基本一致,月平均潮差存在"双峰型"和"多峰型";葫芦岛验潮站、塘沽验潮站以及龙口验潮站均呈现出较不明显的潮高日不等现象;涨、落潮历时日不等,存在区域性分布。     

广西沿岸重点港湾的潮型与潮汐特征

据广西"908"专项重点港湾水文调查收集的验潮资料,分形态和周期2种潮型定义,探讨了广西沿岸潮汐类型。按形态潮型分类,珍珠港、防城港和涠洲岛海域为正规全日潮,钦州湾和铁山港为不正规全日潮。这2种形态潮型都由周期潮型的半日潮和全日潮组成,通过实测高、低潮次数统计和绘制潮位过程曲线,给出了在日潮海区产生全日潮和半日潮天数的时间概念及其两者的转换过程。进而统计了潮汐特征值,经比较,分半日潮和全日潮统计的潮差、潮时比逐日统计的更接近当地实况,更具应用价值。最后通过实测大潮逐次分析,揭示了广西沿岸海域大潮发生周期及其变化规律。     

大连新港附近海域的水动力环境特征分析研究

为了解近年大连新港附近海域的水动力环境特征,基于大连新港附近海域一个潮位观测站和3个海流观测站的同步连续潮位和海流实测数据,分别采用潮汐调和分析与海流矢量分析的方法,获得常江咀验潮站13个主要分潮的调和常数,并详细分析研究了该海域的潮汐和海流特征。研究结果表明:该海域平均潮位为0. 68 m,最高潮位为2. 91 m,最低潮位为-1. 1 m,平均潮差为2. 73 m,最大潮差为3. 71 m,平均涨潮历时6 h 6 min,平均落潮历时6 h 18 min;潮汐性质为规则半日潮,最大可能潮差为5. 2 m;海流具有明显的往复流特征,垂向流速有逐渐减小的趋势,观测站位一般呈现表层最大、中层次之、底层最小的特点。对该海域的水动力环境特征的研究能够为该海域的水体环境保护及海洋灾害预警与防治提供基础数据,为政府部门制定相关的海洋防灾减灾决策提供技术支撑。     

福建中南部沿岸海域潮汐特征分析

利用2004、2007、2010年在福建中南部沿海长期验潮站和临时验潮站获取的实测逐时潮位资料,采用基于最小二乘原理的潮汐调和分析方法,分析了福建中南部沿岸海域18个验潮站的潮汐调和常数,并根据调和常数分析了沿岸海域潮汐特征.结果表明:福建中南部沿岸海域以向南传播的半日分潮为主,传播至浮头湾以南海域后衰减明显,对应平潭至浮头湾海域的潮汐性质为半日潮,古雷半岛以南海域为不规则半日潮混合潮;福建中南部沿岸海域自北部平潭向南至诏安,平均海平面升高约25 cm,潮差减小超过3 m,平均大潮差与平均小潮差之差也减小2 m左右,理论高潮位降低约1.5m,而理论低潮位升高约2 m,潮时推迟约2h.     

黄河三角洲风暴潮特征与防潮大堤设计高度

根据记载资料统计了黄河三角洲历年潮灾高度和发生次数;东南转东北大风是黄河三角洲高潮成灾的主要天气形势;1960年和11964年黄河三角洲两次潮灾的高潮位皆是整个渤海增水后转成北减南增,渤海的增水量集中到莱洲湾构成特大潮灾;以黄河口M_2分潮无潮点为中心的潮波系统使神仙沟日附近有6小时左右的潮时差,西部和南部天文高潮位此起彼伏,同一增水量使每次潮灾以神仙沟口为界,西部遭灾时,南部安全;反之,南部遭灾时,西部安全;根据高潮位重现期,对计划施建的防潮大堤,按200年一遇的高潮位设计,建议由黄海平均海水面上6米,分西、中、南段分别降为4.5、4、5米,在确保安全前提下,降低工程投资。     

Improving the Definition and Algorithms of China’s Coastline Considering the Diversity of Tidal Characteristics

Two commonly used definitions of coastline are compared and analyzed in this article. To build a more perfect digital tide-coordinated coastline model in China, we should first solve the problems of the existing definition and unclear algorithms of China’s coastline. On the basis of defining the coastline in China as the intersection of coastal land and the mean high water spring (MHWS), it should be further revised, and defined either as an intersection of coastal land and the MHWS or as a mean higher high water level (MHHWL) considering the diversity of tidal characteristics in China Sea areas. Since MHWS is related to the extreme of the lunar phase and MHHWL is related to the extreme of the angle of the lunar declination elevation, the algorithms to obtain them are more complicated than that of mean high water (MHW) used in the United States. We should consider the specific law of tidal movement in different tide types of the predominantly semidiurnal or diurnal sea areas in China when studying the precise algorithms for MHWS and MHHWL. Several experiments show that the difference between the two types of calculations of coastal height, such as water level observations and tidal predictions, is within centimeter level. The research results of this article have a certain reference value for countries with similar coastline features as in China.     

基于FVCOM的南海北部海域潮汐潮流数值模拟

基于非结构三角形网格的FVCOM(finite-volume coastal ocean model )数值模型, 对南海北部海域的潮汐、潮流进行了精细化数值模拟研究, 并根据模拟结果详细分析了M2, S2, K1, O1 分潮的潮汐和潮流特征。研究结果表明: 神泉港到甲子港海域表现为正规全日潮性质, 珠江口附近海区潮汐以不正规半日潮为主, 其他海域主要表现为不规则全日潮; 陆架海域和深水海域主要表现为往复流, 陆架坡折区存在较强的旋转流, 陆架坡折区为不规则半日潮流和不规则全日潮流的分界线; 东沙群岛附近海域以不规则全日潮流为主, 旋转方向为顺时针; 整个海域的最大流速分布与等深线基本平行, 东沙群岛附近速度明显变大, 最大值出现在台湾浅滩附近, 最大值超过70 cm/s; 南海潮波系统以巴士海峡传入的大洋潮波为主, 分为三支潮流, 以不同的形式进出南海北部海域; 余流在台湾浅滩附近达到最大, 超过6 cm/s, 自南向北进入台湾海峡, 近岸余流自东向西沿岸流动。本研究在东沙群岛周边的模拟结果与前人基于实测资料的分析吻合较好, 并且由于采用了高精度的三角网格, 本文对东沙群岛周边海域的潮汐潮流结构和性质的刻画和分析是迄今为止较为精细的, 同时本研究还提高了对沿岸验潮站调和常数的模拟精度。     

台湾海峡及其邻近海域潮汐数值计算

建立二维潮波模式,模拟了台湾海峡及其邻近海域（18～30°N,110～130°E）八个主要分潮（M2、S2、K1、O1、P1、Q1、K2、N2）,并利用中国大陆及环台湾岛20多个潮位站的实洲资料进行验证,计算结果与实测值吻合良好。此外,给出了八个主要分潮的同潮图,并逐个讨论了潮汐特征。结果艟示：（1）台湾海峡中的潮波运动是北部蜕化了的旋转潮波系统和南部的前进潮波系统共同作用的结果。（2）半日分潮南、北两支潮波在台湾海峡中部汇合,而今日分潮则在台湾海峡南部海域汇合后继续朝西南方向传播。（3）半日分潮振幅最高值发生在福建省湄洲湾－兴化湾一带,全日分湖最高值则出现在雷州半岛以东一带近岸海域。（4）N2、K2和O1、P1、Q1分湖的振幅、迟角分布分别同M2与K1分潮的整体分布趋势相似。     

1998年南海北部20天定点连续观测的内潮分析（英文）

对1998年6月南海北部20天的海流和温度定点连续观测资料进行分析,得到该海域内潮的特征及其能量分布。分析结果显示内潮的主要成分为O1,K1,M2与S2分量,其中全日内潮（O1与K1）的能量占主要部分。在观测期间,此四个分量的海流失量均为顺时针旋转,其潮流椭圆半长轴的最大值超过14cm/s。海水温度的变化显示出内潮存在准日周期振动,平均垂向振幅达到50m。观测到的内潮携带高能量且其活动存在不连续性,在观测范围内,全日内潮的动能及势能密度的最大值分别达到2kJ/m^2及3.5kJ/m^2,半日内潮的动能及势能密度的最大值分别达到1kJ/m^2及1.5kJ/m^2。     

Temperature variability caused by internal tides in the coastal waters of east coast of Peninsular Malaysia

The effects of tidal currents (i.e., barotropic and internal tides) are important in the biogeochemistry of a coastal shelf sea. The high-frequency of currents and near-bottom temperatures collected in three consecutive southwest monsoon seasons (May, June, July and August of 2013 until 2015) is presented to reveal the role of the tidal currents to the temperature variability in the coastal shelf sea of the east coast of Peninsular Malaysia (ECPM), south of the South China Sea (SCS). The results of a spectral density and harmonic analysis demonstrate that the near-bottom temperature variability and the tidal currents are influenced by diurnal (O₁ and K₁) and semidiurnal (M₂) tidal currents. The spectral density of residual currents (detided data) at 5, 10 and 16 m depth also shows significant peaks at the diurnal tidal frequency (K₁) and small peaks at the semidiurnal tidal frequency (M₂) indicating the existence of internal tides. The result of the horizontal kinetic energy (HKE) shows a strong intermittent energy of internal tides in the ECPM with the strongest energy is found at 16 m depth during a sporadic cooling event in June and July. A high horizontal cross-shore heat flux (16 m) also indicates strong intrusions of cooler water into the ECPM in June and July. During the short duration of cold pulse water observed in June and July, a cross-wavelet analysis also reveals the strong relationship between the near-bottom temperatures and the internal tidal currents at the diurnal tidal frequency. The intrusion of this cooler water is probably related to the monsoon-induced upwelling in June. It is loosely interpreted that the interaction between the strong barotropic tides and the steep slope in the central basin of the SCS under the stratified condition in southwest monsoon has generated these internal tides. The dissipation of internal tides from the slope area probably has driven the cold-upwelled water into the ECPM coastal shelf sea when the upwelling intensity is the highest in June and July.     

不同周期分潮簇对复杂河网潮位分布的影响*

在不规则半日潮为主的河口, 半日和全日周期的分潮簇在很大程度上影响了潮位的振幅。但当潮波向三角洲河网内部传播时, 由于不同周期分潮簇的振幅沿程变化速率存在差异, 特别是半月周期分潮簇振幅作用得到增强, 使得不同周期分潮簇对河网内潮位分布的影响具有明显的区域性特征。通过珠江三角洲河网一维水动力模型得到研究区域内高频且长周期的潮位资料, 基于小波分解重构出主要周期分潮簇的振幅, 采用谱聚类图像分割算法, 通过像素分割计算确定综合相似度, 从图像学等角度论证了不同周期分潮簇与复杂河网潮位分布的空间关联性。研究发现, 半日和全日周期的分潮簇影响了复杂河网口门潮位振幅的量值, 但半月周期的分潮簇却影响了复杂河网整体潮位分布的形态特征。     

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     

南麂岛附近海域潮汐和潮流的特征

以2008年冬季在浙江近海南麂岛附近投放的4个底锚系观测的水位和流速资料为依据,分析了潮汐和潮流特征。水位谱分析结果显示半日分潮最显著,全日分潮其次;近岸的浅水分潮比离岸大。水位调和分析结果表明:潮汐类型均为正规半日潮,近岸处的平均潮差大于3m,最大可能潮差大于6m,潮汐呈现出显著的低潮日不等和回归潮特征。流速谱分析结果显示半日分潮流最强,全日分潮流其次,且比半日分潮流小得多;近岸浅水分潮流比远离岸显著。流速调和分析结果表明:潮流类型均为正规半日潮流,靠近岸的两个站浅水分潮流较显著;最显著的半日分潮流是M2分潮流,其最大流速介于0.32～0.48m/s之间,全日分潮流均很弱,最大流速小于0.06m/s。M2分潮流均为逆时针旋转,椭圆率越靠近海底越大;最大分潮流流速分布为中上层最大、表层略小、底层最小;最大分潮流流速方向的垂向变化很小,底层比表层略为偏左;最大分潮流流速到达时间随深度的加深而提前,底层比中上层约提前30min。潮流椭圆的垂向分布显示这里的半日分潮流以正压潮流为主;日分潮流则表现出很强的斜压性。     

北部湾潮波数值研究

利用普林斯顿海洋模式(POM08)建立了北部湾及其临近海区潮汐潮流数值模式,模拟了K1,O1,M2和S2这4个主要分潮,分析了模拟的潮汐和潮流分布特征,从潮波能量的角度讨论了琼州海峡对北部湾潮波系统的影响,并给出北部湾潮能的耗散情况。研究表明,北部湾是典型的全日潮海区,K1和O1分潮在南部湾口形成半个旋转潮波系统,无潮点位于越南顺安附近岸边。琼州海峡中的欧拉潮汐余流为西向流,潮余流造成的水通量约为0.034×106m3/s;余流出海峡西口后,先折向北,然后转向南流出湾外。研究海区中两个强潮流区分别位于琼州海峡和海南岛的西侧,同时这也是两个潮能的高耗散区。北部湾的潮能自南部湾口由外海传入,通过西口涌入琼州海峡,到达海峡东口时日潮波的能量已基本耗散殆尽,在海峡内耗散的4个分潮的潮能约为3.33 GW,相当于北部湾潮能耗散量的35%左右。数值试验表明,琼州海峡作为潮能耗散的重要海区,其存在对于北部湾潮波系统的形成具有较大影响。计算了底边界潮能耗散,结果表明在北部湾和琼州海峡,底边界耗散的潮能分别占该海区总耗散的83%和80%。     

吐噶喇海峡内潮的能量收支和大小潮变化

吐噶喇海峡是西北太平洋重要的内潮产生区域,该区域内产生的内潮对于东海陆架和西北太平洋的混合和物质输运有十分重要的作用。水平分辨率为3km的JCOPE-T(JapanCoastalOcean PredictabilityExperiment—Tides)水动力学模式的结果表明,吐噶喇海峡的内潮主要产生在地形变化剧烈的海山和海岛附近,其引起的等密面起伏振幅可达30m。吐噶喇海峡的内潮在垂直于等深线方向分为两支向外传播:一支向西北方向传播,进入东海陆架后迅速减小;另一支向东南方向传播,进入西北太平洋。吐噶喇海峡潮能丰富,其在约半个月内的平均输入的净正压潮能通量为13.92GW,其中约有3.73GW转化为内潮能量。生成的内潮能量有77.2%在当地耗散,传出的内潮能通量为0.84GW,主要通过西北和东南两个边界传出。该区域潮能通量有显著的大小潮变化,大潮期间输入的正压潮净能通量和产生的内潮能通量均约为小潮期间的2倍,但其主要产生区域基本不变,且内潮能量耗散比率均在产生的内潮通量的76%—79%。另外,内潮能通量的传播方向也没有发生变化,仍主要通过西北和东南两个边界传出。因此,大小潮的变化仅影响吐噶喇海峡处产生的内潮能量的大小,不影响其产生区域、传播方向和耗散比率。