用砂泥岩互层模型检验垂向分辨率

根据实际生产经验与理论分析,瑞利准则将垂向分辨率定义为λ／4可能并不合理。为了检验垂向分辨率,首先依据一次定性分析的结论,然后在此基础上设计一系列砂泥岩互层模型实验定量地分析并得出结论：将垂向分辨率定义为λ／8更为合理。     

散货船及油船垂向波浪载荷短期预报经验公式

应用WALCS软件对6艘散货船及6艘油船进行了短期波浪载荷直接计算,依据计算结果分析了这两种船型在航速为0、迎浪、均匀满载及隔舱满载工况下的船舯垂向弯矩、L/4(L为船长)处垂向剪力、3L/4处垂向剪力的若干规律。根据这些规律,总结出了一套针对散货船及油船的垂向波浪载荷短期预报经验公式。依据此经验公式,在缺乏完备图纸资料的情况下,可以快速估计航行于海上的受损船舶的短期载荷情况,为评估其安全状态提供数值依据,为事故船东方做出安全可行的处理决策提供优质服务。     

FVCOM模型关键参数的处理及其在涌潮模拟中的应用

通过改进海床阻力系数和设置合适的垂向紊动背景系数,应用FVCOM模型成功再现了钱塘江河口强涌潮的演进过程。海床阻力系数采用Manning公式形式,取值随水深、地形在0.000 2~0.002 9之间变化;垂向紊动背景系数取1×10^-4 m²/s。模拟结果较好地复演了涌潮到达时刻、涌潮高度及涌潮抬升过程、涌潮水平流速以及其沿垂向分布规律,表明阻力系数及垂向紊动背景系数等关键参数的改进和处理是合理的,可应用于涌潮三维潮流运动特征模拟。     

夏季烟台—威海北部近海溶解氧浓度垂向分布的最小值

基于2020年夏季的大面航次观测数据,分析了烟台—威海北部海洋牧场及邻近海域海水溶解氧浓度垂向分布最小值（氧最小值层）的空间分布特征,并探讨了影响因素。从6月至8月,海水溶解氧浓度不断减小,垂向结构亦存在显著变化。海水溶解氧浓度垂向分布的最小值主要集中于7月的近岸海域,最小值大致从外海向近岸方向减小,其距离海底高度及与底层溶解氧浓度之差的绝对值均于双岛湾邻近海域为最大。海水溶解氧浓度垂向分布的最小值位于最强密度层结以下。但是海水溶解氧浓度垂向分布最小值的强度向北减小,而密度层结向北增大,两者的空间分布基本相反,说明密度层结抑制垂向湍流扩散可极大减少深层海水溶解氧的来源,是海水溶解氧浓度垂向分布最小值形成的必要条件,但不是主导因素。在海水溶解氧浓度垂向分布的最小值层,表观耗氧量存在垂向分布的最大值,大部分站点的pH存在垂向分布的最小值,说明局地增强、持续的生物地球化学耗氧是控制海水溶解氧浓度垂向分布最小值形成和空间分布的一个重要过程。研究结果表明氧最小值层是夏季烟台—威海北部近岸海水溶解氧垂向结构的典型特征之一。     

海水垂向入侵问题研究进展

随着全球气候变暖,风暴潮在沿海地区的频率和强度均可能增长,由此引发的海水垂向入侵可能会造成大面积的含水层淡水咸化。同时,由人类活动引起的沿海虾塘咸水养殖规模日益增长,由此引发的咸水垂向入侵可能会导致沿海地区地下水水质及生态环境的恶化。虽然已有一部分学者在海水(咸水)垂向入侵的研究中取得了成果,但由于海水(咸水)垂向入侵过程复杂,其对地下水咸化及恢复规律依然有待深入研究。文章阐述了海水垂向入侵的危害及前人的研究办法,总结了他们的研究成果并得出了海水垂向入侵的影响因子,指出了洪水和养殖活动对沿海地区含水层的威胁。得出的结果如下:研究海水垂向入侵常用的方法包括室内试验和数值模拟;海水垂向入侵主要与地形地貌、含水层性质和水文气象条件有关;虾塘养殖等人类活动可能会成为垂向咸水入侵的潜在来源。建议未来在海水垂向入侵研究中将多种现场观测实验方法结合起来。数值模拟应注重与现场观测实验数据相互验证,模型简化的方式有必要仔细考虑。虾塘养殖等人类活动可能造成的垂向咸水入侵问题应更多地受到关注。     

长江口底部边界层细颗粒泥沙过程

1连续的、高时空分辨率的河口细颗粒悬沙浓度垂线分布在长江口深水航道北槽,利用"声学是沙观测系统"观测到大潮典型的高时空分辨率细颗粒是沙浓度声学垂向分布图和垂线分布曲线。研究结果表明：（1）在涨潮时呈L形,是沙浓度的垂向变化梯度小（浓度小于1.0gL－1）。（2）在涨急时呈射流形,射流项悬沙浓度达10gL-1,悬沙浓度的垂向变化梯度大。（3）在接近涨想时,是沙浓度的垂向梯度小。（4）在落潮时从水面到水底是沙浓度按指数增加,代表恒定均匀流中悬沙处于平衡条件的分布,泥沙垂向扩散系数。在数值上大约是泥沙颗粒沉降速度Ws的两…     

我国南方强潮海岸红树植物对潮流的调制作用

至今,关于红树植物对潮流的调制作用的研究非常有限,尤其是红树植物对垂向流速剖面的影响还不清楚。本研究利用自主研发的自动升降架于大潮期间对浙江南部乐清湾西门岛秋茄种植区的红树林滩进行垂向多点观测。结果表明,在所研究的红树林内,整个垂向剖面的流速普遍较低。树干和冠层引起的拖曳力在垂向上的增加,使得红树林内垂向流速剖面呈现"流速随距底高度增大而减小"的规律。此外,湍流能量密度在垂向上也呈现出与红树植物垂向结构相对应的变化。与光滩（半对数）和盐沼（近"J"形）内流速的垂向结构相比,红树植物以一种不同的方式对垂向流速剖面产生重要影响。     

夏季珠江口溶解氧垂向输运数值模拟研究

通过建立一个珠江口三维水质模型,对夏季珠江口溶解氧垂向输运进行研究。结果表明:潮汐、风及上升流间歇性破坏层化,令溶解氧垂向对流及扩散通量的方向和大小随潮汐发生周期性变化。在西四口门海域,由于水体层化稳定,垂向上对流及扩散作用产生的溶解氧输运通量都较小,且相互平衡;在伶仃洋内的深槽,径流与潮汐的相互作用强烈,层化被间歇性地打破,溶解氧的垂向对流通量大于扩散通量,导致底层溶解氧浓度产生波动;在伶仃洋内的西部浅滩上,层化相对稳定,溶解氧的垂向扩散通量大于对流通量。这表明在珠江口不同区域,垂向的对流扩散作用对溶解氧垂向输运起不同作用,从而影响表底层溶解氧的浓度。     

海州湾湾顶浅海区ADCP测流中垂向流速分量分析

根据2012年6月在海州湾湾顶浅海区利用ADCP定点测流以及CTD等观测资料,采用经验模态分解(EMD)和Hilbert变换方法,对该海区海流的垂向流速分量及其影响因素进行了分析,研究了垂向流速分量的频率结构及其随时间的变化。结果表明,海州湾湾顶浅海区垂向流速分量变化不规则,以团块状分布为主。经验模态分解显示垂向流速分量存在不同的模态,各模态对整个波动的贡献差异明显,其中心频率构成具有垂向变频特征。垂向流速分量与水平流速分量在低频模态和趋势项具有较好的相关性,表明垂向流速分量与水平流速分量具有一定的联系。     

2008年夏季南黄海叶绿素a垂向分布格局初探

根据2008年8月南黄海海域的温度、盐度、光照和叶绿素a的观测资料,分析了叶绿素a垂向分布特征及其与温度、盐度、光照的关系.结果表明,叶绿素a垂向有1个、2个或多个峰区,按其所在水团和垂向特征可分为10个类型;叶绿素a垂向分布格局与海水层化、光照和营养盐等环境因子有关.     

黄河三角洲黄河海港附近沉积物和沉积序列

黄河海港附近上部4m沉积层序自下而上为:(1)1964年以前形成的河口沙坝沉积物;(2)1964～1972年形成的下三角洲平原(潮滩)和三角洲侧缘沉积物;(3)1972～1974年形成的决口扇和近河口分流河道充填沉积物;(4)1975～1984年分流河道废弃后形成的湖滩沉积物。这一层序显示平行海岸方向环境的垂向叠覆。这是黄河三角洲垂向序列的一个重要特征。     

珠江口伶仃洋水沙纵向输移特征分析

根据实测资料，运用物质纵向输移模式探讨了丰水期伶仃洋河口湾余流的垂向结构，结果表明，东、西两槽均存在由湾口表、中层冲淡水和底层上溯流构成的垂向环流、平均流、斯托克斯漂移效应以及垂向净环流是净输沙的主要贡献项。     

伶仃洋低频水流与水沙纵向输运

在分析实测燃料（1978－1979）的基础上，运用物质纵向输移模式讨论了伶仃洋河口湾余流的垂向结构，同时，对同步资料进行低通滤波处理，得到垂向低频水流分布。结果表明，两种分析方法对伶仃洋河口环流与水沙输移的解释基本一致，东、西、两槽均存在明显的垂向环流，平均流、斯托克斯漂移效应，以及垂向净环流是净输沙的主要贡献项。     

夏季黄东海硝酸盐垂向扩散通量的分析

湍流扩散过程导致的硝酸盐垂向输运对海水表层的浮游植物生长和初级生产力的大小有着重要影响。本文基于2018年夏季黄、东海水文环境、硝酸盐浓度和湍动能耗散率的同步、原位数据,分析了海域温度、盐度和硝酸盐的空间分布特征,结果表明营养盐含量丰富的黄海冷水团、长江冲淡水、东海北部底层混合水与黑潮次表层水是影响研究海域硝酸盐分布的主要水团。利用垂向湍扩散硝酸盐通量公式,计算了三个选定断面上的硝酸盐垂向扩散通量,其高值区与湍流扩散系数的高值区的位置基本一致。针对存在明显硝酸盐跃层的站位,计算得到跨硝酸盐跃层的垂向通量F_ND的范围在-9.78—36.60mmol/（m²·d）之间,在黄海冷水团区,夏季温跃层限制了该区营养盐向近表层的湍流垂向扩散;东海北部底层混合水区,湍流垂向扩散向上层补充了大量硝酸盐,促进了跃层之上浮游植物的生长;黑潮次表层水影响海区,夏季中层水体混合较弱,跨跃层的垂向通量也普遍偏低。开展硝酸盐垂向扩散通量的计算与分析,对进一步明确营养盐的输运机制有着重要研究意义。     

测井约束的海洋CSEM反演及其在南黄海中部隆起区勘探应用

海洋可控源电磁法(Controlled-Source ElectroMagnetic, CSEM)对于油气储藏饱和度判别具有较高的敏感性,这为其用于油气储藏检测奠定了基础。但是海洋CSEM相较于地震勘探而言对异常体的垂向分辨率较低,这为海洋CSEM资料反演异常体垂向结构带来困难。由于测井数据具有垂向分辨率高的特点,蕴含丰富的电阻率和深度等信息,测井信息的引入可在一定程度上改善海洋CSEM资料垂向分辨率低的不足。将测井数据作为先验信息引入目标函数的模型加权矩阵中,引导反演的迭代方向,并根据测井信息对电阻率垂向变化区域进行局部细化,精细刻画细化区域的电阻率变化,进而提高海洋CSEM反演的垂向分辨率,逼近反演的最优解。在南黄海中部隆起区的应用中,对海洋CSEM实测数据进行测井约束反演,其结果表明,测井约束的海洋CSEM反演结果不仅呈现了地电断面的基本结构,而且还能突出垂向发生明显变化的层位,表现出较高的垂向分辨率。     

WRF模式空间分辨率对南海台风模拟的敏感性分析

为准确模拟南中国海台风路径和强度,对建立的WRF模式开展水平和垂向网格分辨率的敏感性分析。水平网格分辨率分别采用5 km,10 km,20 km,30 km以及15 km和5 km的嵌套方案等5种情况,垂向网格分辨率采用35层、28层和20层等3种情况,顶部最大压强采用1000 Pa,2000 Pa,3500 Pa和5000 Pa等4种情况,针对台风"启德"的路径和强度进行模拟分析。对不同条件组合下的台风路径、风速和海面压强进行对比,发现水平和垂向网格分辨率对台风路径的影响比较有限,对台风强度的影响相对显著。基于高精度空间分辨率模拟得到的台风强度与实测值吻合更好,采用嵌套网格技术对计算结果精度的提高效果显著。采用35层的垂向分辨率得到的模拟结果明显优于基于20层和28层得到的模拟结果。经过对比分析,确定适用于本研究的最优参数设置：水平空间分辨率采用15 km和5 km的双向嵌套网格方案;垂向分层为35层,顶部最大压强为2000 Pa。     

不同环境因素影响下直链藻垂向分布特性研究

为了解不同环境因素对水库内直链藻(Melosira)垂向分布的影响程度, 作者利用自制沉降柱实验模拟不同光照、水动力以及降雨条件对水中直链藻垂向分布的影响。通过单因素方差分析实验数据表明光照和降雨条件的改变对上浮区内直链藻的垂向分布具有显著影响, 底部出流流量的改变对下沉区内直链藻的垂向分布具有显著影响。随着水深的增加, 光照和降雨对水中直链藻垂向分布的影响减弱而水动力则对其影响增强。同时还验证了直链藻具有较强的趋光性, 宜在低光强环境内生长, 模拟测得其最适光强在3 000 lx 左右; 降雨对水中直链藻的垂向分布起到抑制作用, 降雨强度越大水中直链藻就越偏离水体表面; 在底部出流流量影响范围内, 随着出流流量的增大水中直链藻就越向水动力改变处聚集且稳定时间越短。     

一次东北季风过程下珠江口磨刀门河口环流研究

根据2003年12月9日至15日的大、中潮同步水文观测资料及江门市斗门县气象局关于风的气象资料,结合Ecomsed三维斜压模型,对东北季风过程下的磨刀门垂向环流进行研究。通过理论分析和模型计算,表明向海的冬季风对河口垂向环流的形成起着重要的作用。风的作用有加强径流效果,加大了表层水体向下游的流动,同时底层水体的上溯使该地区形成了稳定的垂向环流。统计气象资料推断,枯季期间磨刀门水道出现垂向环流现象的时间约占总天数的51%。     

福宁湾海域冬季大潮期悬浮泥沙输运特征

基于2014年12月在福宁湾附近海域8个站位的同步水文泥沙观测资料,分析了冬季大潮期悬浮泥沙分布以及输运通量的变化规律,并结合理查森数、水体混合所需的势能、潮动力引起的水体势能变化率的计算结果,初步探讨了水体的垂向混合对于悬浮泥沙垂向分布的影响,研究了悬浮泥沙的输运机制。结果表明,从湾内到湾外,温度、盐度总体上呈现递增的趋势;平面上各站位悬浮泥沙浓度由湾内向湾外递减;潮周期内悬浮泥沙浓度变化存在不对称性,总体来说,湾内及湾口处(1#站除外)涨潮阶段悬浮泥沙浓度高,湾外(4#站除外)落潮阶段悬浮泥沙浓度较高。从湾内向湾外,随着水深的增加潮周期内水体的垂向混合逐渐减弱,悬沙浓度的垂向差异逐渐增大。悬浮泥沙输运在湾内及湾口整体表现为向陆输运,在湾外为向海输运。在湾内及湾口处,各分层悬浮泥沙的输运方向大多向陆,且量值较高,而湾外的悬浮泥沙输运方向在垂向上存在差异。由于潮流不对称以及悬浮泥沙的滞后效应引起的潮泵项输运对总的悬浮泥沙通量起主要贡献。     

东海夏季跃层深度计算方法的比较

基于31°N和PN断面高分辨率的温度、盐度和密度(CTD)资料,分别选取1992,1998和2001年东海夏季长江径流量偏小、偏大和正常的3个年份,运用4种跃层计算方法计算了2个断面的温跃层和密度跃层上界的深度。计算结果与实际跃层上界深度比较发现,在3种不同条件下,采用垂向梯度法计算的东海夏季跃层上界深度,无论在浅海海区还是深海海区均较为理想。长江径流量偏小和正常的年份,在东海的浅海海区(水深<200m)运用S-T法计算的跃层上界深度与垂向梯度法的结果比较一致,都与实际跃层深度符合较好。在具有高分辨率资料的情况下,垂向梯度法是4种方法中计算东海夏季跃层上界深度的最佳方法。在缺乏高分辨率资料且长江径流量不大时,夏季东海浅海海区也可以运用S-T法计算温跃层和密度跃层上界深度。