渤海东海潮波数值模拟

利用考虑引潮力的非线性球面潮波方程，数值模拟渤黄东海的潮波运动，将计算结果与实测资料作比较。依据所得结果绘制Ｍ２，Ｓ２，Ｋ１，Ｏ１和Ｍ４的同潮图和潮流椭圆，并进行讨论。研究表明，Ｋ１和Ｏ１的同位相线在台湾附近先作顺时针方向旋转然后作逆时针方向旋转，该现象是由于大陆架和大陆坡水深分布和台湾存在的结果。同时也发现最大流速时刻比高潮时刻提前，是摩擦和旋转潮波系统中的驻波成份所引起的。对该海区的非线性潮波     

渤海三维潮流数值模拟

本模型以具有自由面的三维非线性Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｒｏｋｅｓ方程为基本方程，经σ坐标变换得到模式方程。基于过程分裂法，将三维流动中的快过程与慢过程劈开，并对每部分选用适合其物理特性和数值行为的计算格式，然后耦联求解。应用本模型详细计算了渤海的三维潮运动。其中，潮波系统模拟获得理想的结果；采用十层模式计算了Ｍ２潮流，以较高的辨率揭示了潮流的空间结构特征。最后本文给出了三维潮流预报的应用实例。     

渤海海水漂移过程的数值模拟和试验

建立了一个包含潮流作用的准定常海水动力学模式，利用实测风资料和计算的潮流场对辽东湾中部的冰块漂移过程进行数值模拟，模拟的冰块漂移过程和实况基本一致，表明模式具有反映冰漂移过程动力特征的能力，通过对各动力因子的数值试验，说明引入潮流作用的必要性，并分析了各动因在冰漂移过程中的作用。     

渤海风场诊断分析和风潮数值模拟

本文利用有限元方法诊断渤海海面风场。所得到的风场用来模拟渤海风暴潮。诊断的风场和计算的水位表明该方法和其它方法相比是满意的。     

渤海冬季三维环流数值模拟

基于冯士笮所给出的一种浅海环流模型，采用数值方法，对渤海冬季进行环流的数值模拟，给出了冬季三维风生环流和正压环流（含潮余流）。分析了潮致Ｌａｇｒａｎｇｅ余流对冬季环流的贡献及黄海暖流余脉对渤海冬季环流的影响。最后对风生环流和正压环流的特征进行了分析和讨论。     

渤海三维潮流数值模拟

本模型以具有自由面的三维非线性Navier-Stokes方程为基本方程,经σ坐标变换得到模式方程。基于过程分裂法,将三维流动中的快过程与慢过程劈开,并对每部分选用适合其物理特性和数值行为的计算格式,然后耦联求解。 应用本模型详细计算了渤海的三维潮运动。其中,潮波系统模拟获得理想的结果;采用十层模式计算了M_2潮流,以较高的分辨率揭示了潮流的空间结构特征。最后本文给出了三维潮流预报的应用实例。     

渤海风暴潮概况及温带风暴潮数值模拟

分析研究表明,天津沿海是世界上风暴潮最频发区和最严重的区域之一,风暴潮灾一年四季均有发生,除夏季有台风风暴潮灾害发生外,春、秋、冬季均有灾害性温带风暴潮发生.采用球坐标系下的二维风暴潮模式,对1969年4月23日引起渤海最大温带风暴增水过程进行了数值模拟.对风场和增水过程的计算结果验证表明,该模式可用于温带风暴潮的工程计算,并且只要依据文中方法计算出预报气压场和风场,该模式也具有预报能力.     

渤海冬夏季营养盐和叶绿素a的分布特征

在2000年8月和2001年1月对渤海进行的两个航次的调查取样的基础上,分析渤海营养盐和叶绿素a的分布特征,各海区营养盐的结构以及营养盐和叶绿素a的关系。结果表明,冬季营养盐的浓度高于夏季,硅酸盐有明显的垂向结构,40多年来渤海中部硝酸盐呈现增加趋势;莱州湾浮游植物生长处于磷限制,其它海区处于氮限制;冬季叶绿素a的浓度也高于夏季,叶绿素a的季节差异可能与夏季浮游动物对浮游植物的大量摄食有关。     

渤海环流数值模拟

渤海深深地嵌入中国大陆内部，仅以渤海海峡与北黄海相通，属内陆海。整个海区水深较浅，平均深度只有20米左右。且为典型的季风场区，冬季多东北风，夏季则为西南风。     

渤海局部海域风暴潮漫滩的数值模拟

在Johns变边界模型的基础上,提出了一种嵌套式变边界数值模型,应用于渤海风暴潮的数值计算。分别模拟得到了1964年和1969年两次渤海风暴潮黄河三角洲一带的最大淹水范围和水位过程曲线。模拟过程中考虑了天文潮与风暴潮的非线性耦合效应。模拟结果分别与实测值和固定边界模型的结果进行了比较,从而证实了变边界模型不仅能计算出最大淹水范围,而且得到的风暴潮水位值也更加符合实际。     

渤、黄、东海内潮的数值模拟

在全球的海洋中,中国东海和临近海域是最显著的内潮生成地之一。本文采用NODC(Levitus) World Ocean Atlas 1998提供的季平均温、盐资料,计算海水的密度,并计算垂向密度梯度的最大值点,得到一个较符合海水实际的密度分层。使用三维非线性数值模型(将海洋分为2层)研究了潮汐(M2,S2,K1,O1分潮)作用下渤黄东海的内潮,揭示了整个海区内潮起伏的空间分布,结果发现大振幅的波动均发生在台湾东北(冲绳海槽)海域和中国近海地形突变之处,其中前者更显著。对于各分潮模拟得到的表面潮与TOPEX/Poseidon高度计资料基本一致。研究结果表明上层海水的深度和厚度的梯度对内潮有一定的影响;冬季分布区域比夏季小,强度比夏季大。     

天津港南部海区水体富营养化水平评价

根据2006年3月和7月的调查数据,对天津港南部海区海水的营养水平及动态变化进行了评价。考虑到水质状况和水体营养水平是水体中多项指标分析评价的综合结果.本文先通过单项指标评价法和营养指数法进行评价。然后又通过集对分析方法,选择化学需氧量(COD)、无机磷(DIP)、无机氮(DIN)、叶绿素a(Ch1—a)等作为评价指标,对该区海水富营养化水平进行了综合评价。评价结果表明集对分析方法更能反映海水的实际富营养化状况,计算结果显示天津港南部海域两期调查中除21,26.27和29站位在7月呈富营养化状态其余站位海水均在中营养(Ⅳ)及以下水平状况,未达到富营养化水平,水质状况较好。     

风暴作用下渤海中污染物(COD)输运的研究

本文利用三维POM模式,分别就潮汐作用下和风暴作用下污染物输运进行了数值模拟;比较了两种驱动下渤海内污染物输运的差异。通过比较发现:风暴潮(尤其是寒潮)平均每年使渤海污染物总量的减少量是潮汐作用的3~4倍;每次风暴潮过程对渤海内污染物重新分布的作用与潮汐30天的作用是同量级的。所以,在研究渤海的污染物输运时,必须考虑风暴潮的作用,否则,会产生很大的误差。     

渤海西北近岸海域表层沉积物重金属污染及评价

对取自渤海西北近岸海域的189个表层沉积物进行了重金属元素、粒度和有机碳(TOC)分析,查明了研究区重金属的分布特征和潜在污染水平。结果表明,As、Cr、Pb、Zn的空间分布比较均衡,Cd、Cu、Hg的空间变异系数较大,低值区都集中在昌黎沿海海域,高值区基本都集中在沿岸河口位置,总体上呈现出由西北部沿岸海区向东南降低的趋势。Cu、Cr、Pb、Hg与黏土含量、TOC之间表现出较强相关性。Pearson相关分析表明,黏土是重金属元素的主要载体,TOC是控制重金属元素的次要因素。根据地质累积指数法(Igeo)评价得出,渤海西北近岸海域仅在个别区域受到轻微污染,大部分区域沉积物底质环境良好。重金属富集因子(EF)显示研究区沉积物污染程度明显高于Igeo计算结果,多数重金属元素均处于中度污染水平,这可能与计算EF值时所取的区域背景值存在偏差有关。两种重金属元素评价方法同时表明Hg元素在沿岸河口位置存在一定程度污染,这与陆上人类经济活动向河口排放的污染物质经河流排入海有直接关系,说明人类经济活动给沿岸水域造成了一定程度的污染。     

渤海主要分潮的模拟及地形演变对潮波影响的数值研究

基于FVCOM数值模式,利用1972年和2002年水深岸线数据,分别对渤海主要潮波系统进行模拟,研究了水深岸线变化对渤海主要分潮的影响。结果表明渤海地形演变会引起各分潮无潮点位置移动和振幅的改变,其中M2、S2分潮黄河口附近无潮点位置向东北方向迁移20km以上,且渤海湾湾顶振幅减弱,莱州湾内振幅增强;K1、O1分潮位于渤海海峡附近的无潮点亦向东北方向偏移,移动距离为10km左右,且渤海湾湾顶振幅明显减弱。在此基础上,本文通过敏感性数值实验,对导致黄河口外M2分潮无潮点位置移动的主要因素进行了初步分析。结果显示,在岸线不变的情况下,水深变化导致无潮点向东北方向迁移;而岸线变化导致无潮点向东南方向迁移。     

2002～2003渤海海冰数值预报

海冰数值预报是海冰业务预报的主要方法之一。国家海洋环境预报中心建立了业务化的渤海海冰数值预报系统，并进行了多年的业务化运行。随着我国卫星遥感事业和数值天气预报技术的发展，海冰预报系统也在不断发展中。本文介绍了2002～2003冬季应用HY—1卫星海冰遥感和T213数值天气预报模式产品对该海冰数值预报系统的改进，对2002～2003冬季海冰数值预报的结果进行了分析和比较。     

渤海夏季潮致-风生-热盐环流的数值诊断计算

基于正交曲线坐标的ECOMSED三维水动力模式,并考虑了潮汐、风和实测温盐场,诊断计算了渤海夏季三维潮致-风生-热盐环流,分析了渤海夏季潮致余流、风生和热盐环流的分布结构。结果显示,在夏季,渤海中部海区明显存在一个顺时针向的涡旋,同时渤海还存在着多个逆时针向的涡旋。通过分析和比较各个分量在总环流中的作用,认为夏季潮致余流是相对弱的;热盐环流在夏季总环流中占主要成分。     

渤海西南部海域潮流数值计算

采用二维有限差分解法对渤海西南部海域进行潮流数值模拟,得出M_2分潮的潮波图,椭圆长短轴图,最大流速分布和不同时刻的潮流场图,并根据实测资料对其进行了验证。从而可系统地了解这一海区M_2分潮的潮波系统及逐时潮流场等海洋要素的分布情况。     

黄、渤海无机氮的收支模式初探

根据黄、渤海无机氮的收支状况，首次提出了黄、渤海无机氮的稳态收支模式。模式研究结果表明，大气沉降、陆源输入和海底输入的无机氮通量分别占黄、渤海无机氮浮游植物总需求量的3%、4%和12%。无机氮的外部输入约占总需求量的1/5，其他部分则由水柱中的内部再循环（再生）供给。