杭州湾,长江口余流及其物质输运作用的模拟研究：Ⅱ.冬季余流及其对物 …

首先分析了杭州湾、长江口冬季余流和物质输运作用的观测特征,提出了几个值得继续研究的问题。然后,利用杭州湾、长江口三维联合模型,综合考虑径流、风应力、密度流、中国东部海域背景环流和Ｍ２,Ｓ２,Ｋ１,Ｏ１四个分潮的综合作用,模拟出了冬季的余流结构及其对物质的输运作用。在此基础上,针对所总结的几个问题,进一步作数值模拟,讨论余流和特技输运作用形成的机制。     

杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究Ⅱ．冬季余流及其对物质的输运作用

首先分析了杭州湾、长江口冬季余流和物质输运作用的观测特征,提出了几个值得继续研究的问题．然后,利用杭州湾、长江口三维联合模型,综合考虑径流、风应力、密度流、中国东部海域背景环流和M2,S2,K1,O1四个分潮的综合作用,模拟出了冬季的余流结构及其对物质的输运作用．在此基础上,针对所总结的几个问题,进一步作数值模拟,讨论余流和物质输运作用形成的机制．     

杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究Ⅰ.杭州湾、长江口三维联合模型

根据杭州湾、长江口流场和物质输运的特点,引进正交曲线网格版本ＥＣＯＭ模型,并对斜压梯度力和物质对流扩散的计算作了改进,建立了一个以杭州湾和长江口为整体的三维联合模型,用于潮流、余流和物质输运的计算和研究．     

杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究I.杭州湾、长江口三维联合模型

根据杭州湾、长江口流场和物质输运的特点,引进正交曲线网格版本ECOM模型,并对斜压梯度力和物质对流扩散的计算作了改进,建立了一个以杭州湾和长江口为整体的三维联合模型,用于潮流、余流和物质输运的计算和研究.     

杭州湾,长江口余流及其物质输运作用的模拟研究—I.杭州湾,长江口三 …

根据杭州湾、长江口流场和物质输运的特点,引进正交曲线网络版本ＥＣＯＭ模型,并对斜压梯度力和物质对流扩散的计算作了改进,建立了一个以杭州湾和长江口为整体的三维联合模型,用于潮流、余流和物质运输的计算和研究。     

中国东部海域潮汐余流特征及其动力分析

潮汐余流对中国东部海域物质输运过程起着重要作用。通过对中国东部海域的三维数值模拟,计算了潮汐余流并从潮余涡量角度分析了其形成机制。中国东部海域的欧拉余流在水深较浅的朝鲜半岛沿岸、苏北浅滩、长江浅滩、闽浙沿岸,以及冲绳海槽附近海域,流速量级较大,以余流涡旋的形式呈现,其机制为局部地形差异和潮汐水位高度波动下,科氏效应或摩擦效应导致潮周期内存在净涡量。斯托克斯漂流量级在浅水区较大,而在深水海域则远小于欧拉余流。拉格朗日余流在深水区域与欧拉余流相似,在浅水区域由欧拉余流和斯托克斯漂流共同决定。输运余流和拉格朗日余流分布特征更接近,特别是在近岸海域,但两者的物理意义并不相同。潮汐余流由于常年稳定存在,且在许多海域的流动方向同已知的沿岸流系的方向基本一致,是中国东部海域沿岸流的重要组成部分。估算出了输运余流对沿岸流的贡献率或抑制率,输运余流对近岸陆源沉积物输运和沉积物分布具有不可忽略的作用。     

广西主要港湾余流特征及其对物质输运的影响

广西5个主要海湾各有自己的环流特征：铁山湾存在一个反气旋涡，廉州湾存在一个海湾尺度的气旋环流，钦州湾青菜头南端存在一个气旋式环流，防城湾口有一个气旋环流。珍珠湾余流，在深水航道内自湾内指向湾外。冬季，受北风影响，各湾从湾内流向湾外的余流分量加强。由于反气旋或气旋环流存在，形成和环流相应的泥沙输运。     

长江口、杭州湾及其邻近海区Lagrange环流的数值模拟研究Ⅰ——正压环流

将长江口、杭州湾及其邻近海域作为研究整体,建立该海区的三维Lagrange正压环流的分阶数值模式,综合考虑径流、东中国海背景环流、风应力和M2,S2,O1,K1 4大天文分潮的综合作用,运用"流速分解法"将环流分为正压梯度流、风生流、潮致余流及零阶环流的非线性耦合流等4个分量,模拟了冬夏两季长江口、杭州湾及其邻近海区的Lagrange正压环流结构.结果表明,零阶环流受东中国海背景环流控制;潮致余流是该海区一个重要分量;杭州湾内正压环流主要由风生流和潮致余流控制.     

桑沟湾邻近海域岬角潮余流涡对及其产生机理

桑沟湾邻近海域潮余流对该海域物质输运具有重要作用,但由于观测资料不足的限制,该海域潮余流的整体分布状况尚不明确。本文利用22套锚系海流观测资料和高分辨率数值模拟资料,分析了桑沟湾邻近海域潮余流的整体分布特征,并探讨了其产生机理。桑沟湾内潮余流总体上较弱,其邻近海域的潮余流在3个岬角(俚岛,寻山和楮山)附近呈现出显著的潮余流涡对结构,每个岬角的北面存在气旋式潮余流涡,南面存在反气旋式潮余流涡。无论是流速大小还是涡覆盖范围,俚岛和楮山外海潮余流涡对均大于寻山外海的涡对。动力诊断分析表明,岬角附近3对潮余流涡的主要形成机制都是由侧边界摩擦引起的水平剪切作用,底摩擦应力旋度的作用只影响俚岛附近的潮余流涡对,位势涡度守恒的作用都不显著。     

浙闽海域余流特征分析

根据2006年8月-2007年12月期间在浙闽海域进行的连续观测长达40天的逐季海流资料,深入分析该海域余流的分布特征及季节变化规律,为浙闽海域的物质输运做出铺垫.研究结果表明:浙闽海域南侧(以28°N为界)余流值大于北侧.近岸区域余流受长江冲淡水、浙闽沿岸流控制.余流分布季节特征明显:外海余流受台湾暖流控制,余流流向...     

论狭窄潮汐水道中sigma坐标下的余流

在受波动影响的近岸浅水区域,运用sigma坐标是计算平均水位附近的余流的有效途径。本项研究在理论上分析了在狭窄潮汐水道中sigma坐标下的余流的物理意义,并运用一系列的理想化数值模型对分析结果进行了验证。对于浅水波,sigma层和水体中的波动面相一致,因而斯托克斯速度及其分量可以用sigma坐标上的速度来表达。一个sigma层上的余流（即sigma余流）是位于这一sigma层平均深度上的欧拉余流和斯托克斯速度垂向分量的和,可以被看做是半拉格朗日余流。因为斯托克斯速度的垂向分量比其水平分量小一个量级,sigma余流可看做为欧拉余流的近似。在sigma层上的物质输运余流是sigma余流和斯托克斯速度水平分量的和,在大小和方向上和拉格朗日余流近似。     

杭州湾北岸高潮滩沉积与沿岸物质输运趋势

根据对杭州湾北岸高潮滩上采集的沉积物样品的粒度分析,该处沉积物类型以粉砂为主,分选性、偏态和峰态分别属较差、正偏和宽峰,呈现明显的强潮高能潮滩特征。用Gao-Collins模型进行了粒径趋势分析,结果表明:海盐附近和芦潮港以东附近均向西输运,乍浦和拓林之间向东输运。对比近岸余流方向后发现,沉积物沿岸输运趋势与近岸的余流方向较为一致,这是由于作为高潮滩堆积细颗粒沉积物的主要来源的近岸水体中,悬浮沉积物的净输运是受余流控制的。     

潮流和余流的相互作用对潮汐余流的影响(Ⅰ.模式部分)

一、引言从本世纪六十年代以来,愈来愈多的科学家注意到:因摩擦、底形、边界形状种种原因使得潮流出现非线性现象,而导致潮汐余流。由于对这一问题的研究不仅在理解海洋动力学方面有着重要的理论意义,而且在估量海洋中物质的输运等方面亦有着重大的实用价值,尤其是那些在生态系统中起关键作用的长期输运现象最终皆是由余环流和     

罗源湾潮致余流特征及其对物质分布的影响

基于MIKE 3开展了罗源湾的三维数值模拟,以流场和断面垂向流速阐释了罗源湾的潮流分布特征,计算了罗源湾的潮致余流场,采用拉格朗日粒子追踪法模拟了具有粒子特性的物质在湾内的运移并分析了粒子的运动规律,结合潮流和潮致余流特征讨论了罗源湾不同区域的物理自净能力。研究结果表明,罗源湾西北部、东北岸内凹处和内湾口处形成了余环流结构,湾内不同区域的物质分布与潮致余流结构有明显相关性,粒子在罗源湾西北部海域运移缓慢,而湾口及可门水道附近具有较好的自净能力。本研究为进一步探讨罗源湾污染物质分布机制提供了科学依据,为罗源湾的污染控制和环境保护提供了技术支撑,研究方法也为其他海湾的相关研究提供借鉴参考。     

河口物质和水体长期输运分离的理论分析和观测验证 Ⅰ.物质和水体长期输运分离的理论分析

基于单宽断面潮周期平均水体和物质对流输运通量,定义了二维水体和物质长期输运速度,它们分别描述单宽断面水体和物质长期输运的方向及快慢。通过二维水体和物质长期输运速度的对比分析,提出了物质和水体长期输运分离概念:受物质浓度影响,在物质和水体瞬时运动速度相同的情况下,物质和水体潮周期平均对流输运的方向和快慢可能存在差异。本文将二维物质长期输运速度分解为二维水体长期输运速度、二维潮泵输运速度和垂向切变输运速度,它们分别描述余流输运、潮泵输运和垂向切变输运,后两种输运造成单宽断面物质和水体长期输运分离。本文的分析表明,河口受地形、径流、潮流、密度梯度影响,存在有利于物质和水体长期输运分离的自然条件。     

河口物质和水体长期输运分离的理论分析和观测验证Ⅰ.物质和水体长期输运分离的理论分析

基于单宽断面潮周期平均水体和物质对流输运通量,定义了二维水体和物质长期输运速度,它们分别描述单宽断面水体和物质长期输运的方向及快慢。通过二维水体和物质长期输运速度的对比分析,提出了物质和水体长期输运分离概念:受物质浓度影响,在物质和水体瞬时运动速度相同的情况下,物质和水体潮周期平均对流输运的方向和快慢可能存在差异。本文将二维物质长期输运速度分解为二维水体长期输运速度、二维潮泵输运速度和垂向切变输运速度,它们分别描述余流输运、潮泵输运和垂向切变输运,后两种输运造成单宽断面物质和水体长期输运分离。本文的分析表明,河口受地形、径流、潮流、密度梯度影响,存在有利于物质和水体长期输运分离的自然条件。     

长江口南槽沉积物特征和运移趋势

根据2003年9月采集的长江口48个沉积物样品和在该区进行的海岸带调查所测取的沉积物资料分析表明，南槽沉积物渐趋细化。进一步利用Mclaren泥沙输运概率模型分析实测资料，结果发现南槽沉积物自北向南输运入海后，主要转向杭州湾北岸输移。此外，分析长江口不同潮时采集的沉积物粒度特征说明，不同潮时的动力作用下，大潮期间的沉积物粒度参数和物质组成与中、小潮期间相应的沉积物粒度参数及物质组成有所不同，因而对长江口不同时期的沉积物作比较分析时，选择同一湖时的沉积物可能更有意义。     

基于解析解的长江口南港悬沙侧向捕集特征分析

为探讨长江口南港的水动力结构及悬沙侧向输运特征,本文从解析解的角度构建了潮汐河口水沙输运数学模型,并将其应用到长江口南港某横断面上。南港水动力主控于半日潮流,余流主要由陆相径流及本地非线性对流项驱动,悬沙分布上北侧副槽远大于南侧主槽,水沙分布的计算结果与实测结果在结构上基本一致。通过输沙函数进一步分析表明,潮流输沙和余流输沙是南港侧向输沙函数的两个主要部分。南港中强劲径流削弱了涨潮流,增强了落潮流,使得向河槽南侧的涨潮流输沙小于向河槽北侧的落潮流输沙,潮流输沙指向河槽北侧。径流驱动的南港侧向余流在涨潮流方向上为一逆时针环流结构,余流输沙指向河槽北侧。扩散输沙指向南侧主槽,因其总是指向悬沙浓度梯度的负方向。在各输沙因子的综合作用下,南港中大量悬沙捕集于河槽北侧,使得河槽北部底层潮平均含沙量值达到最大值。     

渤海的潮汐余流

本文采用二维非线性潮波微分方程,依据目前的海图对渤海M_2、S_2、K_1、O_1的潮汐余流进行了数值计算,并进一步计算了由这4个分潮组成的总潮汐余流。计算表明,渤海以M_2的潮汐余流占主要地位,S_2、K_1、O_1的潮汐余流具有大约相同的量值。但是,它们比M_2小一个量级。为探讨渤海潮汐余流自30年代以来的变化情况,本文还依据30年代的渤海海图和设想数十年后渤海的海图,对M_2进行数值计算,求得这二个时代的M_2潮汐余流。结果表明,自30年代以来,莱州湾的潮汐余流发生了很大的变化。     

长江口邻近海域余流的基本特征分析

根据2005年7月、2005年11月和2006年5月在长江口及其邻近海域进行的大范围水文调查资料,深入分析该海域余流的平面分布,垂直变化,大、小潮变化,季节变化等特征。结果表明,所测区域影响余流的因素很多,有底形、斜压、径流量、风应力、底摩擦、台湾暖流、浙江沿岸流、江苏沿岸流以及各因素间的相互作用。