天津港邻近海域精密潮汐模型的构建

基于POM模式的"blending"同化法,构建了天津港及附近海域分辨率为1'×1'、13个主分潮的精密潮汐模型。构建过程中重点关注水深数据格网化与潮汐模型的精度评估。水深数据格网化过程基于尽量扩大覆盖范围、分辨率与水深数据相匹配以及保持岸线形状基本不变等原则。潮汐数值模拟过程采用分批同化T/P点与验潮站,实现对潮汐模型精度的可靠评估。经估计,在天津港附近的9个主分潮RSS在10cm内。     

基于POM模式与blending同化法建立中国近海潮汐模型

利用POM海洋数值模式建立了中国近海（2°N-41°N,99°E～132°E）分辨率为5′×5′的潮汐模型,模式采用blending同化法同化了由10年TOPEX／Poseidon测高数据反演的潮汐参数与沿岸52个验潮站观测。精度分析表明建立的潮汐模型的8分潮RSS为12．5cm。     

广西近海潮汐和海流的观测分析与数值研究——Ⅱ.数值研究

基于二阶湍流闭合模型计算涡动粘性系数的 POM三维水动力模型 ,选用 0 .5′× 0 .5′细网格 ,采用动边界方法 ,把作为强迫力的潮汐和风力统一在一个模型中 ,并考虑径流作用 ,诊断计算广西近海的潮汐和海流。用 8个潮汐观测站和 2 6个锚碇浮标资料 ,对计算出的潮汐和潮流调和常数进行检验 ,证明了本研究结果的合理性。计算结果表明 :广西近海的潮汐性质基本属于正规全日潮 ;潮流性质绝大多数海区属于不正规全日潮或正规全日潮。 O1,K1和 M2 分潮最大流速均出现在钦州湾的龙门水道 ,表层分别为 5 0 ,6 0 ,40 cm/s。冬季表层存在较强的西偏南向沿岸流。铁山港外海存在一较强的逆时针环流。钦州湾龙门以北和以南分别存在半封闭逆时针环流和半封闭顺时针环流。廉州湾口存在西向风海流横向输运。冠头岭沿岸存在北偏西向补偿流。底层余流与表层的大致相同 ,但流速较小 ,沿岸流为西偏北向 ,具有补偿流性质。夏季余流与冬季相比 ,流向大致相反 ,但流速明显小     

中国海及邻近海域卫星观测资料同化试验

利用1个基于POMgcs海洋模式和多重网格三维变分同化方法建立的中国海及邻近海域海面高与三维温盐流数值预报模型,通过一系列数值试验,研究了同化卫星测高和卫星遥感海面温度观测资料对该模型预报能力的影响。试验结果表明,同化卫星测高资料可明显改善海面高度与三维温度和盐度的分析预报效果,使1 200 m以上的温度预报误差减小0.16℃,并能有效提高对海洋中尺度现象的预报能力;同化卫星遥感海面温度对100 m以上的温度和盐度的预报效果有所改善,可使海面温度的预报误差减小10%。     

浙江近海潮汐的特征

以浙江近海多年的水文调查和各种相关资料为依据,分析了浙江近海的潮汐特征。由实测数据得到了调和分析的结果,并根据所得的调和常数绘制了M2、S2、K1、O1等各主要分潮的等振幅线和同潮时图;计算了反映潮汐性质的各类参数并绘制了其分布图。通过对这些直观性较强的分布图的分析和比较,可对浙江近海整个区域的潮汐特性有了一个比较全面的认识。     

利用验潮站数据进行三种潮汐模型的精度分析

采用全球分布的565个验潮站水位资料对NAO.99b,CSR4.0和TPXO7.2三种潮汐模型进行精度评估。结果表明:在全球海洋范围内,NAO.99b模型精度最高;在黄海海域,TPXO7.2模型的精度最高;在东海和南海海域,则是NAO.99b模型最优;在深海海域,三种模型精度差异不大;在浅海海域,采用同化方法的潮汐模型比采用经验方法的潮汐模型更有优势。     

基于全球潮汐模型的东海海域潮汐性质空间分布

利用全球潮汐模型FES 2014(Finite Element Solution 2014)空间分辨率为(1/16)°×(1/16)°的网格点处13个分潮调和常数,借助基于最小二乘法调和分析方法和潮汐特征值的定义算法,定量分析东海海域(117°～131°E,23°～33°N)的潮汐类型、深度基准值和不同潮差类型.结果表...     

中国北方四省市邻近海域深度基准面模型的构建

通过两步构建了覆盖中国北方四省市邻近海域、分辨率为1′×1′的深度基准面模型。首先以精密潮汐模型为基础,由理论最低潮面的定义算法构建了初步模型;其次设计了以略最低低潮面传递法为基础的订正算法,由历年测绘海图所用的179个验潮站L值,对初步模型实施订正,构建了成果模型。43个长期验潮站评估表明,初步模型的中误差为5.4cm。空间分布密集的验潮站点将深度基准面模型归化至海图的深度基准系统,达到了工程实用的要求。     

基于卫星测高的中国近海及邻域海面地形研究

为得到中国近海及邻域精度较高的海面地形,同时尽可能减少滤波对海面地形精度的影响,提出了联合卫星测高潮汐分析与XGM2019e地球重力场模型确定海面地形的方法,首先通过T/P系列(包括Jason-1、Jason-2、Jason-3)卫星测高数据潮汐分析得到沿迹点平均海面高,从中扣除根据XGM2019e重力场模型计算相应沿迹点上的大地水准面高得到沿迹点海面地形,最后通过Kriging插值和Gauss滤波得到研究区域内30′×30′海面地形模型。与DTU22同区域海面地形对比整体差异为±4.49 cm,与沿岸长期验潮站实测海面地形对比整体精度为±4.56 cm,高精度的海面地形为研究海流的变化提供了现实依据。     

Determination of Ocean Tide Loading Displacement by GPS PPP with Priori Information Constraint of NAO99b Global Ocean Tide Model

The published global ocean tide models show good agreement in deep oceans and exhibit differences in complex coastal areas, along with subsequent Ocean Tide Loading Displacement (OTLD) modeling differences. Meanwhile, OTLD parameters (amplitudes and phase lags) derived by Global Positioning System (GPS) Precise Point Positioning (PPP) approach need long time to converge to a stable state and show poor precision of S2, K1, and K2 constituents. Based on the fact that no constraint is imposed in the current kinematic solution, a new method is put forward, in which global ocean tide model predictions are taken as the priori information constraints to speed up the convergence rate and improve the accuracy of the GPS-derived OTLD parameters. First, the data of tide gauge from 01 January 2014 to 31 December 2016 are used to generate the harmonic parameters to evaluate the accuracy of six global ocean tide models and a regional ocean tide model (osu.chinesea.2010). Osu.chinesea.2010 model shows good agreement with the tide gauge results, while NAO99b model presents relatively large difference. The predictions from osu.chinesea.2010 and NAO99b model are employed as reference and the prior information, respectively. Second, continuous observations of 12 GPS sites during 2006–2013 in Hong Kong are collected to generate three dimensional OTLD amplitudes and phase lags of eight constituents using PPP with prior information constraints approach and harmonic analysis. Third, comparing the convergence time of eight constituents from PPP without and with priori information constraints approaches, the results show that the new method can significantly improve the convergence rate of OTLD amplitude estimates which obtain a certain level of stability seven years earlier than that derived by the PPP without priori information constraints. Precision of OTLD parameters derived by the new method is about 1 mm. By comparing with the precision of single PPP approach, the accuracy of eight constituents has been improved, especially for S2, K1, and K2 constituents. Finally, through comparing the different correction effects of OTLD estimates on the coordinates and their time series of the ground GPS stations, the results show that OTLD estimates derived by the new approach have similar influence as the osu.chinasea.2010 ocean tide model. The new method provides an effective means to improve the convergence and precision of the GPS-derived OTLD parameters, and achieve a similar correction as the high precision ocean tide model.     

WL-03型精密气泡式水位(潮位)计

WL-03型精密气泡式水位(潮位)计是目前世界上正在开始采用的新一代的水位(潮位)测量仪器。WL-03型精密气泡式水位计是由哈尔滨万达华科技发展有限公司会同美国通用技术公司及英国林创公司联合研制的。该仪器设计先进,测量精确度高,工作性能稳定可靠、操作方便。可广泛应用于江河湖海及水库、灌渠、地下水等领域的水位测量。特别适用于航运交通、水利水文、海洋台站等部门的水位环境监测。仪器外形图见图1。     

大地测量数据处理中的潮汐系统和模型

经过30多年的发展,国际上对潮汐的研究不断深入。目前,已形成一套新的潮汐系统和模型。我国现行大地测量规范和细则中,一直沿用旧的潮汐系统和模型,已不再适应新的形势。因此,对1983年汉堡(Hamburg)IAG会议决议的潮汐系统和IERS(2003)潮汐模型及对大地测量数据处理的影响进行了介绍。     

中国近海蒸发波导的数值模拟与预报研究

利用中尺度大气模式MM5对2007年中国近海大气蒸发波导进行了全年的高分辨的数值模拟。模拟结果统计表明,整个海域蒸发波导的平均出现概率约为90%。本文重点关注强度较大的蒸发波导,详细分析了其季节分布特征及其与海洋环流和海面气象条件的相关关系。研究发现,25°N以南的开阔海域的蒸发波导出现概率全年都较高,而以北的东海西北部、黄海与渤海,蒸发波导的出现概率呈现明显的季节特征;蒸发波导的空间分布受中国近海海洋环流的强烈影响,存在1个与黑潮区域相一致的带状波导高出现概率区域,台湾暖流、黄海暖流和对马暖流使得在某些季节相应海域蒸发波导出现概率高于其周围海域。此外,本文还基于WRF模式及其3DVAR系统构建了大气波导数值预报系统,尝试对中国东南海域的蒸发波导进行数值预报。     

中国近海蒸发波导的数值模拟与预报研究

利用中尺度大气模式MM5对2007年中国近海大气蒸发波导进行了全年的高分辨的数值模拟.模拟结果统计表明,整个海域蒸发波导的平均出现概率约为90%.本文重点关注强度较大的蒸发波导,详细分析了其季节分布特征及其与海洋环流和海面气象条件的相关关系.研究发现,25°N以南的开阔海域的蒸发波导出现概率全年都较高,面以北的东海西北部、黄海与渤海,蒸发波导的出现概率呈现明显的季节特征;蒸发波导的空间分布受中国近海海洋环流的强烈影响,存在1个与黑潮区域相一致的带状波导高出现概率区域,台湾暖流、黄海暖流和对马暖流使得在某些季节相应海域蒸发波导出现概率高于其周围海域.此外,本文还基于WRF模式及其3DVAR系统构建了大气波导数值预报系统,尝试对中国东南海域的蒸发波导进行数值预报.     

赤潮与可持续发展动力学模式

赤潮发生频率增加、时间延长、危害加大，给社会的可持续发展带来极大的危害。本文建立了赤潮和可持续发展的非线性动力学模式，讨论了赤潮—可持续发展系统的演化方向和稳定性的问题。研究结果表明：赤潮—人口经济发展之间是一种非常复杂的非线性关系，人口的无限制增长和经济的急剧、非健康发展对赤潮的发生具有十分重要的影响。     

运用混合回归模型预报赤潮

通过先行建立每个影响因子的非线性回归模型,然后作总体线性回归,首次给出了用混合回归模型预报赤潮的方法。这样就改进了现有的用多元线性回归模型进行赤潮预报的方法,提高了赤潮预报的准确性。     

中国历代灾害性海潮的特点、成因及防治措施

本文以《中国历代灾害性海潮史料》为基础,对中国历代灾害性海潮的特点进行了初步研究,探讨了中国历代灾害性海潮随时间演进的月际和年际发生特征、主要发生类型、危害性及主要危害区域、分形性质。在此基础上,还初步探讨了灾害性海潮的成灾原因及相关防治措施。