中国近海验潮站长期观测资料的潮汐调和分析

对我国近海厦门、大连、北海、连云港、坎门、汕尾、东方、海口、香港北角、名濑、那霸、吕四、闸坡、石臼所共14个验潮站多年潮汐资料进行了分析。对1 a调和分析结果中的8个分潮(Q1,O1,P1,K1,N2,M2,S2,K2)进一步进行了分离,得到各分潮的调和常数,并和1 a潮汐调和分析中的假定值进行了比较。结果表明,有些分潮存在较大误差。用19 a分析所得的调和常数代替传统1 a分析的假定值,能够提高潮汐分析和预报精度,减小误差。     

越南沿海若干验潮站长期观测资料的潮汐分析

为掌握越南沿海潮汐分布特征和变化规律,利用越南沿海HONDAU、HONNGU、DANANG、QUYNHON、VUNGTAU和RACHGIA共6个验潮站长期观测资料进行了调和分析,计算了主要分潮O1、P1、K1、Q1、M2、S2、N2、K2以及交点分潮Mn等长周期分潮的调和常数。计算结果表明,越南沿海地区潮汐特征复杂,极易受季节性海平面变化的影响。分析得到的18.61年交点分潮Mn空间分布不均匀,且明显高于其理论平衡潮振幅,可能与非潮汐低频海平面变化有关。     

渤海沿岸4个验潮站潮汐特征分析

综合利用4个验潮站的逐时观测潮位资料,采用最小二乘原理的调和分析方法得到验潮站的潮汐调和常数。根据调和常数计算沿岸海域潮汐特征值,分析4个站位海域潮汐的时空特征。结果表明:秦皇岛附近受半日潮无潮点的影响为正规全日潮,其余3站位均为不规则半日潮性质;4个验潮站中龙口站和秦皇岛站属于弱潮海区,葫芦岛站和塘沽站属于中潮区。4个站位平均大潮差、平均小潮差、最大可能潮差与平均潮差的变化趋势基本一致,月平均潮差存在"双峰型"和"多峰型";葫芦岛验潮站、塘沽验潮站以及龙口验潮站均呈现出较不明显的潮高日不等现象;涨、落潮历时日不等,存在区域性分布。     

青岛验潮站的平均海面及其考证

青岛验潮站平均海面在过去60年中,一般呈现上升趋势,相对海面上升速率约为1.7毫米/年。相反,在1954—1984年间相对海面以1.5毫米/年的速率下降。本文探讨了相对海面变化的各种可能的原因。     

中国沿岸验潮站潮汐调和常数的精度评估

论证了验潮站潮汐调和常数的精度指标与精度评估方法,对中国沿岸有代表性的长期验潮站分别按年、月调和分析结果序列进行了调和常数的精度统计计算。结果表明,对于面向开阔海域的验潮站,由年观测资料分析的主要分潮振幅具有毫米级精度,月分析结果具有厘米级精度。而分布于黄海、东海沿岸和北部湾的验潮站,由年、月观测序列求得的调和常数均存在较大量级的趋势性或周期性变化成分。为海图深度基准面计算和潮汐模型精度评价的需要,对调和常数实施修正和规定参考历元是必要的。     

VAV潮汐分析方法在闸坡验潮站的应用

介绍了一种新的海洋潮汐分析方法--VAV分析方法.该方法通过带通滤波将原始时间域数据转换为频率域数据,再对该频率域数据应用最小二乘法求解得到各分潮调和常数.VAV方法可分析受有色噪音"污染"的数据,允许缺测,并能检测、剔除异常数据,通过多次迭代提高调和常数估算精度,该方法亦可进行浅水分潮分析、潮位预报和海平面变化分析等.利用VAV方法对闸坡验潮站潮位资料进行分析,得到的各主要分潮调和常数、预报潮位及多年平均海平面和多年海平面平均上升速率结果与传统调和分析结果对比基本一致.同时,VAV方法分析得到闸坡站1975-1997年海平面总体呈先降后升趋势,其中1975-1979年为下降期,1980-1997年为上升期.     

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。     

建议全国沿海验潮站全面开展潮汐资料的考证工作

随着科学的进步,潮汐观测资料不仅在海洋经济开发利用方面具有很大意义,而且对海面变化、大地测量、地球物理研究等方面也起着重大作用。因此各国十分重视此项工作。我国自古以来劳动人民就在沿岸设立验潮标志,以达通舟楫、防潮灾的功能。     

正交潮响应分析法与调和分析法在验潮站潮汐资料分析中的对比研究

根据Munk和Cartwright(1966)提出的响应法与Groves和Renolds(1975)作的正交潮改进,本文利用正交潮响应分析法和调和分析法的混合模型对某验潮站长期潮汐资料进行了分析。将分析结果与调和分析法作对比,结果表明正交潮响应分析法与调和分析法精度基本相同。关于长周期分潮、辐射潮和浅水分潮的正交响应有待进一步研究。     

潮汐测量与验潮技术的发展

潮汐是由各天体作用于地球上的引潮力所产生，不仅海洋中有潮汐，大气圈和地球固体部分也同样存在着潮汐。海道测量中的潮汐测量仅指海洋潮汐测量仅指海洋潮汐测量，潮汐测量的手段很多，主要包括采用水尺；浮子式、引压钟式、声学式、压力式验潮仪验潮。而GPS验潮及潮汐遥感测量等技术研究国内外正在开展。所有这些验潮技术各有自己的特点。     

利用长期验潮信息订正中期验潮站的调和常数

发现了由一个月逐时潮位观测资料调和分析求得的调和常数与年资料观测序列分析结果存在的明显偏差,而且这种偏差在同步观测的邻近验潮站之间具有一定的相关性。设计并实现了由长期验潮站观测资料或分析结果订正月观测资料调和常数的三种算法,实例验证了订正效果。     

临时验潮站深度基准面的确定

介绍通过同步验潮利用已知站的数据和相应的算法计算未知站基准面的方法。解释几种算法的使用条件和基本原理,通过实例计算验证和比较几种基准面传递算法精度的差别。     

渤、黄、东海潮汐的一种验潮站资料同化数值模式

以往的研究表明,采用直接的数值计算所得渤、黄、东海潮汐分布与实测值存在一定偏差。为了改善数值计算结果,建立了一种同化数值模式。计算中,在连续方程中增加了一个松弛项,将模式结果向已有实测调和常数的控制点推算潮高值趋近。在数值模拟中,共选取40个沿岸和岛屿验潮站作为控制点,另外选取71个验潮站作为检验点。数值实验表明,随着松弛系数的增加,控制点的计算和实测调和常数之差逐渐减小,直至松弛系数太大时,计算溢出。与此同时,检验点的计算和实测调和常数之偏差开始时也同步地明显减小,但当松弛系数加大到一定数值后,偏差值基本上不再减小,表明通过松弛同化可以改善计算结果,但计算与实测的逼近程度仍有一定限度。对沿岸111个验潮站计算值与实测值的比较表明,对M2分潮,振幅和迟角偏差分别从同化前的6.9cm和5.6°减小至同化后的3.5cm和3.1°;对S2分潮,从2.5cm和6.5°减小至1.9cm和4.0°;对K1分潮,从3.0cm和7.8°减小至1.4cm和4.1°;对O1分潮,从2.0cm和7.5°减小至1.3cm和4.2°。     

一站多能理念下的验潮站建设实践

2016年,海南省海洋监测预报中心在海南岛沿岸按照“一站多能”理念建设了5个长期验潮站点。本次建设对验潮站外观设计、验潮站传统观测功能外延等方面进行了新的尝试：（1）利用验潮站的外观设计和空间布局建立了海洋科普教育基地,以便更好地开展海洋知识科普宣传活动;（2）增设温盐井和水质监测井,增强验潮站的海洋观监测功能;（3）建立亮化式带声光报警功能的四色警戒潮位标志物、LED显示屏和高清摄像系统等软、硬件设施,以此建立验潮站观测预警综合管理指挥决策平台。以上探索使得验潮站能够在完成海洋监测主体任务的基础上更好地服务周边群众,同时及时将灾害现场的信息反馈到指挥决策中心,有助于建立政府应急指挥与群众避险自救相结合的防灾减灾机制,进一步完善灾害预警监测体系。     

基于压力式验潮仪的潮汐应急观测可行性研究

针对沿岸验潮站点布局密度不够的问题,使用压力式验潮仪对遮浪站附近海域进行潮汐应急观测,对实验数据进行了回归分析处理,并计算了实验数据的误差和相关系数。结果表明,台风灾害过程中,压力式验潮仪具有良好的稳定性,压力式验潮仪潮位与实际潮位的数据曲线基本吻合,两者的相关系数均在0.99以上;此外,压力式验潮仪潮位误差绝对值均小于5 cm,反应了压力式验潮仪潮位数据能较好地反应台风灾害过程中实际潮位的变化,表明使用压力式验潮仪开展潮汐观测工作具备良好的可行性。     

港外水域虚拟验潮站水位推算研究

港口航道图测绘期间出于潮位控制的需要,除了利用长期验潮站外需要另设其他短期/临时验潮站。如何深入利用常设短期验潮站积累的历史水位资料以有效减少验潮工作量,已成为海洋测绘实践需解决的现实课题。基于港口长期验潮站与常设短期验潮站的历史同步实测水位资料,采用潮汐差分订正与余水位传递技术,实现了一种精度可靠的港外水域虚拟验潮站水位恢复方法。归纳了港口短期验潮站进行潮汐差分订正的适用条件,列出了采用该种虚拟水位技术恢复水位方法的计算步骤。实例验证及精度评估表明,经潮汐差分订正后的虚拟验潮站采用“天文潮位+邻近验潮站传递余水位法”恢复水位的推算精度,可以满足相关技术规范要求。     

基于验潮站组网的深度基准面确定

分析了短期和临时验潮站深度基准确定的不统一性。重点研究了以长期验潮站作为控制,将验潮站组网传递确定深度基准面的方法,具体阐述了最小二乘拟合求取潮差比与平差方法求取深度基准值的计算方法与原理。利用仿真实验与实例计算论证了该方法的合理与可靠性。得出的结论是:在海道测量作业海域,基于验潮站组网确定深度基准可以达到理想的精度,且获得含义统一的深度基准面。     

临时验潮站深度基准面确定技术的改进

在临时验潮站深度基准面的传递推估中加入时间性的要求,再将潮差比法确定的深度基准面经同步改正,有效地提高了深度基准面的传递精度,并给出了评定其精度的可行方法。     

验潮井注入防冻油层对潮位观测影响分析

在全球气候变暖的影响下,中国沿海的海平面上升趋势还将进一步加剧带来海水倒灌、沿海地区水质恶化、生态环境和资源破坏、侵蚀海岸、海洋自然灾害发生的频率增高等一系列危害。为缓解这些危害,首先要掌握海平面的上升速率。潮位观测数据是对海平面进行科学研究的重要依据之一,潮位数据的及时性、准确性、完整性在海平面研究中起主导作用。近年来北方冬季海面结冰现象严重,如不采取相应措施会导致验潮井内结冰,潮位数据中断,从而无法计算平均海平面高度。为防止北方冬季验潮井内结冰,常向验潮井内注入防冻柴油,但注入柴油后,验潮井内液面与外海高度不同,造成潮位观测不准确。根据潮位观测理论和多年实践经验,计算出在不影响潮位读数的情况下,可注入防冻油层的最大高度,并对超过最大高度时潮位读数的修正数值进行了研究。     

利用验潮和GPS观测技术监测海平面绝对变化

GPS技术可以确定验潮站水准点的地壳垂直形变,结合验潮数据获得的海平面相对变化,可以确定海平面的绝对变化。采用我国3个沿海验潮站两期GPS观测数据,计算了这些点位的地壳垂直运动速率。提出要监测验潮站的地壳垂直运动,最好采用多年连续GPS观测数据。