基于余水位订正的海洋潮位推算关键技术研究

从分潮数目选择、调和常数稳定性优化两个关键环节入手,选择11个主要分潮用于潮位推算,并利用邻近长期站对中短期验潮站调和常数做差比订正,显著提高了中短期验潮站的潮位推算精度。     

黄海日潮的数值模拟

我们已经就黄海主要半日分潮进行过数值模拟研究,模拟的结果和实测数据符合较好.这样,我们就可以用同一模式,对不同的分潮进行数值研究.在M_2、S_2、K_1、O_1四个分潮中,S_2和M_2的图形比较相近,不准备再作模拟;两个日分潮彼此类似,而K_1的影响又比较大,所以这里仅对K_1分潮进行模拟,并就有关的一些问题进行讨论.如前所述,模拟所使用的模式、网格和方法同于文献.在右边和下边的海水边界处,参考国内外已经发表和未曾发表的K_1等潮图,摘取网格点上的调和常数,以余     

湛江近海M2分潮的数值模拟

利用潮汐模型,在高分辨率的自适应曲线网格下,采用潮汐调和常数作为控制模拟精度的方法,模拟了洪江附近海域M2分潮的运动特征。模拟所得的潮汐调和常数同实测值相比,误差较小。根据模拟结果绘制的M2分潮的同潮图,揭示了湛江附近海域M2分潮振幅和迟角的分布特征以及M2分潮的传播和发展规律。模拟得到的M2分潮分别在涨憩、落憩、涨急和落急几个典型时刻的流场,揭示了湛江附近海域M2分潮潮流的分布特征及其运动规律。     

潮汐调和常数的变化趋势研究

潮汐调和常数具有随时间变化的特性,以某一长期验潮站44年的观测数据为样本,研究分析了在短期、中期和长期观测时段下潮汐调和常数的变化规律,计算出各分潮调和常数的平均值、最大互差及中误差的变化量级。研究表明,较短时间的观测资料得出的各分潮调和常数存在着较大的变动误差,但随着观测时间的增长,其误差量级呈逐渐减小并且逐步稳定的变化趋势。建议采用调和常数计算理论最低潮面时,宜选定19年作为观测周期,以消除分潮调和常数的误差影响,满足高精度海洋测深基准面的稳定和统一。     

基于T/P和Jason-1/2卫星高度计海面高度数据获取南海同潮图的研究

随着卫星高度计资料的不断丰富,通过对卫星高度计所得潮汐调和常数进行插值或拟合得到潮汐同潮图成为可能。本文拟对T/P(TOPEX/POSEIDON)、Jason-1和Jason-2卫星高度计数据进行分析,得到南海区域星下观测点处四个主要分潮(M2、S2、K1和O1分潮)的调和常数,进而利用双调和样条插值方法对其进行插值,获取南海同潮图。首先,以1992～2016年T/P和Jason卫星高度计所得海面高度数据为基础,利用调和分析方法计算了南海星下观测点处M2、S2、K1和O1四个主要分潮的调和常数,并与40个验潮站数据进行了对比,最大矢量均差为4.99cm,说明分析所得调和常数与利用验潮站资料提取的调和常数的误差较小。进而采用双调和样条插值方法对星下点调和常数进行插值,得到了南海四个主要分潮的同潮图,所得结果与全球潮汐模型TPXO7.2模式结果的矢量均差分别为4.69、2.46、3.13和2.42 cm,与141个验潮站处观测结果的矢量均差分别为22.59、10.26、10.24和8.51 cm。此外,插值所得四个主要分潮的无潮点位置与前人研究结果相近。上述实验结果表明:利用双调和样条插值方法对卫星高度计所得调和常数进行插值能够获取较为准确的同潮图。     

潮汐分析和预报的准调和分潮方法 Ⅰ.准调和分潮

潮汐的调和分析和预报方法,一般是准确可靠的。但是由于调和分潮的数目非常多,使用起来有时有着许多不便之处。为了能够由一次或几次周日观测计算出调和常数和为了能够使航海人员迅速地由调和常数推算出即时的潮汐情况,Doodson建议将众多的潮汐分潮合并为O1、K1、M2和S2四个分潮。合并所得分潮的振幅和角速率不再是常数,亦即分潮不再是调和的,我们称之为“准调和分潮”。严格地说,Darwin引进的分潮也不是调和的,但是由于其交点系数f和天文相角中与交点有关的订正量u在一个很长的期间(例如一年)之内可视为不变,我们将仍按一般习惯,称之为“调和分潮”。至于Doodson得出的严格的调和分潮,可以叫做“纯调和分潮”。Doodson给出的计算准调和分潮的振幅系数B C和迟角订正b+c的公式是相当粗略的,误差主要来自两个方面。一个是,如他已经指出的,用月亮中天时刻表示黄经,另一个是没有考虑视差潮令。本文将给出计算准调和分潮的振幅系数和迟角订正的更准确的公式,同时引进了浅水准调和分潮。由于准调和分潮的个数很少,将给某些情况下的潮汐的分析和预报带来好处,同时使实际的潮汐表现和它的调和常数之间的联系获得更加清晰的图景。     

海洋潮位推算在水深测量中的应用

研究了用于海洋水深测量的天文潮加余潮水位订正方法，在沿岸测量中得到验证，数值精度符合测量标准要求。研究的主要内容包括：利用已有潮波的数值计算结果，分析网格点主要分潮的调和常数；利用相关的长期验潮站资料，分析所有分潮的调和常数，修正测量海域的数值计算结果，确定各网格点内的理论最低潮面；内插计算并扩展任意点主要分潮调和常数，推算该点的瞬时天文潮位，并利用长期验潮站观测数据推算任意点余水位，二者相加得出给定时刻的潮位。     

全球大洋潮汐模式在南海的准确度评估

采用南海海域60个验潮站和22个TOPEX/Poseidon卫星高度计轨道交叉点的调和常数资料,对比了TPXO7.2、GOT00.2、NAO.99b和DTU10四种全球大洋潮汐模式M2、S2、K1、O1四个主要分潮调和常数在南海的准确度。为了准确评估这四种大洋潮汐模式在南海不同区域的准确度,本研究将南海分成了8个区分别进行了对比。结果表明,南海北部和东部区域,4个分潮都是DTU10准确度最高;南部区域,M2和O1分潮GOT00.2的偏差最小,S2和K1分潮DTU10的偏差最小。总体而言,在进行南海潮汐数值模拟选择开边界条件时,建议以DTU10模式为主,并利用GOT00.2模式作适当调整。还简单分析了南海M2、S2、K1、O1四个主要分潮的潮汐分布特征。     

提取分潮调和常数的新方法——正交方法

给出了提取潮汐调和常数的一种新方法--正交方法,并应用1992～1997年的TOPEX/POSEIDON卫星高度计遥感资料,提取中国海M2分潮调和常数.同时,利用最小二乘法来提取中国海M2分潮调和常数,两种方法结果比较渤海、黄海、东海海域M2分潮振幅、迟角的均方差分别是3.3 cm,3.6°;南中国海海域M2分潮振幅、迟角均方差分别是1.1 cm,1.7°,结果表明正交方法是一种可信的具有实用性的方法.     

不完整水位观测资料的一种特殊处理方法

在潮汐调和分析过程中,观测资料长度的选取是至关重要的;选择得当,分析出的调和常数精度就高。所谓选择得当,即应考虑到分潮分离的条件——分潮的角速率、周期、分潮群、分潮的组成等等。从分潮的角速率及分潮周期来考虑,长周期分潮对长时期海平面的变化起决定性作用。如Sa、Ssa分潮的贡献都很显著。尤其在浅海地区,假如Sa分潮的平均振幅大于M_2分潮的平均振幅,则Sa的作用之大是不可忽视的。日分潮、半日分潮、1/3日分潮及1/4日分潮等一系列短周期分潮,则     

Sa分潮与月平均海面

根据临时验潮站观测到的一个月潮位资料通常能够分析得到11个分潮的调和常数。如果用所分析得到的调和常数与邻近站的Sa和Ssa的调和常数以及年平均海面做出潮汐预报,则在这一个月当中的平均海面的日变化将会反映出来,因而,潮位预报精度应该比仅由11个分潮和月平均海面所预报的潮位要高。本文对上述的问题进行论述。     

多年潮汐资料的分析

一、引言 随着科学技术不断发展,人们对海洋的探索亦逐渐深入。例如,研究海平面的变化,不可忽视长周期分潮(M_N,M_(SN),S_a,S_(aa),S_(a~3),MS_m,M_m,MS_f,M_(fN),M_(tm)等)的影响;为提高潮汐预报精度,需要更多分潮的调和常数,等等。 为此,除对短期、中期潮汐资料进行分析以外,尚必须进行长期(年、多年)潮汐资料分析,以便求得长周期分潮和更多分潮的调和常数。如今,电子计算机的广泛应用及计算技术的发展,已为长期潮汐资料分析提供了可靠保障。本文提供的方法、实例,是在IBM-PC/XT286计算机上实现的。     

高、低潮数据的调和分析

本文给出了由高、低潮数据计算潮汐调和常数和由最大流速及转流数据计算潮流调和常数的方法。文章还讨论了不同频率分潮间的混淆效应,指出本方法用于混合型和全日型潮汐可获得比半日型潮汐好的效果。对两个港口实测高、低潮数据分析表明,所得调和常数与由逐时潮高分析所得的数值一般较接近,但对长周期分潮较差。本方法所得调和常数用于预报高、低潮或最大流速和转流时可得到很好的结果。     

江苏辐射沙洲水道潮流调和分析

利用改进的G·Godin潮流调和分析程序对辐射沙洲腹地水道中的29个测量站位连续2个潮周期准同步流速测量数据进行调和分析,得到9个分潮的调和常数及椭圆要素,对M2分潮潮流空间分布特征进行了分析。该海域M2分潮占优,潮流类型为正规半日潮。水道水流表现为往复流运动,主流向与岸线或水道的走向一致。流矢旋转在空间上表现较为复杂,在表层多体现为顺时针方向旋转运动。分析发现地形因素对中、底层旋转方向有较大影响。根据分析结果,对所测站位M2分潮潮流迟角和潮流浅水影响因子进行了计算分析。潮流浅水影响在沙脊及浅滩、浅沟上相对较大,浅水分潮影响随水深向下而增大。     

潮汐“波面”分析法

本文提出的潮汐分析方法是在半图解法基本原理的基础上发展起来的一种方法。它利用34天的潮汐资料，依据坐标公式在“潮汐波面”上计算出720个非整点的潮高值，对这些潮高值分族后再按照严格的最小二乘法求得75个分潮的调和常数，得到了比较好的结果。     

利用TOPEX/Poseidon卫星高度计资料提取黄海、东海潮汐信息的研究

为了更好地利用卫星测高数据分析黄海和东海的潮汐特性 ,对 1 993— 1 999年期间的TOPEX/Poseidon测高数据进行了质量控制和共线平差处理。在此基础上 ,在黄海、东海选取了 1 738个测高点 ,用最小二乘拟合法计算出 1 2个分潮的调和常数。计算得出的M2 和m1分潮的调和常数 ,在交叉点评估的内符精度振幅分别为 2 4cm和 0 8cm ,迟角分别为 2 3°和2 5°。测高点与附近验潮站的这两个分潮结果相比 ,振幅的均方根误差小于 4cm ,而迟角相差较大。这可能与验潮站的地理环境因素有关。用卫星测高数据算得的调和常数绘制的主要分潮特性图与现有常规观测得到的相应图进行了比较 ,在外海深水区两者符合较好 ;近岸由于卫星测高误差较大 ,所以两者符合差。     

潮汐“波面”分析法

一、引言 本文提出的潮汐分析方法是在半图解法基本原理的基础上发展起来的一种方法。它利用34天的潮汐资料,依据坐标公式在“潮汐波面”上计算出720个非整点的潮高值,对这些潮高值分族后再按照严格的最小二乘法求得75个分潮的调和常数,得到了比较好的结果。     

关于潮流的大面预报问题

一、资料整理方法 根据英国Doodson(1936)的研究,海面的潮汐振动在实用上可以近似地用M_2、S_2、K_1、O_1四个主要分潮波的和来表示,这四个分潮的振幅和相角是随具体的天文条件而改变的,时刻t的潮高可写成: H_t=∑BCHcos[qt-(b+c+g)] (1)其中,B、C和b、c是天文变量,H和g是上述四个主要分潮的调和常数,q为分潮的角     

潮汐分析和推算的一种j、v模型

本交给出58个天文分潮的振幅和相角的j、v订正公式,并提出169个分潮的分析和推算模型.本文的潮汐分析和推算模型,理论上严谨,采用卡特莱特引潮势新的计算结果并进行二次分析.通过大量试算,求得的分潮调和常数更加稳定,推算结果精度可靠.     

潮汐非调和常数的计算方法——Ⅱ.人工计算过程

在本文第Ⅰ部分,我们导出了日潮和半日潮平均振幅的计算式,其中包括半日潮振幅和位相的浅水校正。这些计算式经简化后已经只包含M_2,S_2,K_l,O_l,M_4,M_6这六个分潮的调和常数。第Ⅱ部分主要讨论利用日潮和半日潮平均振幅计算潮汐非调和常数的具体过