环台湾岛海域全日分潮的特征和潮汐、潮流的综合性质

用97版POC海洋模式，对环台湾岛海域的全日分潮和整个潮汐，潮流综合特征进行三维数值研究。研究海域全日分潮是由太平洋传入的，且来自台湾岛北部海区传入的潮波穿越海峡。由吕宋海峡传入的全日分潮对维持南海的潮运动起着重要作用。全日分潮最大流同时线分布表层有5个圆流点，其中4个本文首次得到。台湾海峡及其以北海区和台湾东部洋区为不规则半日潮区，台湾东南为全日分潮为主的混合潮区。台湾岛北部为气旋式余流涡旋区，环绕台浅滩为反气旋余流涡旋区，澎湖水道开始的转向流预示着海峡及其邻近海区的涨潮流或落潮流的来临。     

夏季台湾浅滩周边海域叶绿素a荧光垂直分布对温盐的响应分析

根据2004年7-8月台湾海峡南部台湾浅滩周边海域的温度、盐度和叶绿素a荧光的观测资料,分析了调查期间温度、盐度、叶绿素a荧光垂直分布特征及其相互关系.结果表明,温盐环境因子的变化对叶绿素a荧光垂直分布有重要影响.夏季浅滩西侧近岸区出现的温盐跃层控制着叶绿素a荧光的垂直分层特征;浅滩南部陆架斜坡区中下层涌升水较强,于温盐跃层之中出现叶绿素a荧光的单峰;浅滩区水浅,基本上无(或弱)温盐跃层,叶绿素a荧光的垂向分布也较均匀;在浅滩区边缘,受上升流与浅滩强潮混合作用影响,叶绿素a对温盐的响应呈线性关系.     

基于FVCOM的台湾海峡三维潮汐与潮流数值模拟研究

基于FVCOM海洋数值模式,采用非结构三角形网格较好地刻画了台湾海峡复杂的岸线边界及海底地形,建立了台湾海峡的三维潮汐潮流数值模型.模拟结果同长期观测资料符合良好,较好地反映出台湾海峡内潮汐、潮流运动的变化状况和分布特征,利用T_tide工具包进行水位潮流调和分析给出了M2、S2、K1、O1四个主要分潮的同潮图、表层潮流椭圆分布.分析表明,M2分潮由台湾岛南北两端传入台湾海峡,两支潮波在澎湖—台湾浅滩南缘相遇,呈NE—SW向倾斜,振幅最大值为2.45m,出现在福建省湄洲湾、兴化湾一带.K1分潮潮波由东北向西南传入,并向南海传播,传播方向上右侧振幅较左侧大0.05m.台湾海峡存在一条分潮潮流椭圆率为0的分隔线,该分隔线大致呈NE—SW走向,分隔线上半部分潮流椭圆旋转方向为逆时针方向,下半部分为顺时针方向.四个主要分潮潮流椭圆长轴基本呈NE—SW走向,但在台湾浅滩表层潮流椭圆长轴方向为NW—SE向,澎湖水道呈N—S向.台湾浅滩处四个分潮的潮流椭圆均较大,对应的潮流也强,可能受当地水深较浅的影响.     

福建沿岸上升流数值研究Ⅱ.台湾海峡上升流的三维数值模拟

用有限差分法结合新sine-σ坐标变换和三次样条函数性质,建立了适用于台湾海峡上升流计算的三维数值模型.为考察海峡内潮、风、北上的海峡暖流和地形等因子对上升流形成的影响,设计了多种实验方案.结果表明,潮的非线性效应对海峡内上升流的形成有相当重要的影响.潮流和海峡暖流的存在是台湾浅滩上升流形成的主要原因,也是非季风期福建沿岸上升流形成之主因.西南季风盛行期,福建沿岸上升流得以加强,范围扩大,台湾浅滩上升流中心位置南移;东北季风期,福建沿岸上升流在上、中层基本消失,但海坛岛和东山岛近岸下层仍有上升运动存在,台湾浅滩上升流出现范围向北扩展.由于东北风的连续吹刮,台湾西岸亦出现了范围较窄的上升流迹象.计算还表明,海峡内各上升流有明显的季节性和区域性差异.风对海峡内上升流的中、上层结构起主导作用,而潮和海峡暖流则对中、下层上升流的形成起支配作用,因而导致上升流垂向结构的上下异性.     

苏北浅滩浅水分潮特征研究

应用高分辨率网格和高精度的苏北浅滩地形数据,利用非结构有限体积模型FVCOM,精细化地模拟了苏北浅滩潮汐主要特征,研究了浅水分潮M4、MS4和M6的主要特征,并与前人的研究成果做了比较。本文结果显示M4和MS4分潮潮波传播特征类似,浅滩内存在3个旋转潮波系统,南侧小庙洪水道处为逆时针旋转,浅滩北侧为顺时针和逆时针旋转系统各1个。对于M6分潮,本文的结果显示存在3个无潮点,2个为逆时针,1个为顺时针。M4分潮振幅在近岸处最大能达到14cm以上,MS4分潮振幅比M4略小,M6振幅最小,仅能达到M4分潮振幅的20%左右。为了验证浅滩沙脊地貌对当地浅水分潮的影响,本文进一步在平滑地形的基础上重新模拟主要浅水分潮M4,结果表明水道和沙脊地貌参与了当地浅水分潮无潮点的形成,并且浅滩的坡度是影响振幅大小的重要因素。     

苏北浅滩“怪潮”灾害监测预警综合服务关键技术研究

苏北海域地形特殊,潮汐特征复杂,极易产生局部"怪潮"灾害,引发重大海难事故。怪潮监测及预报愈显重要。本文基于"怪潮"机理,完成苏北浅滩"怪潮"灾害监测预警综合服务关键技术研究,包括"怪潮"数值模式结果可视化技术、"怪潮"预警报信息提取算法及"怪潮"辅助决策支撑等。苏北浅滩"怪潮"灾害监测预警综合服务平台于2012年5月上线运行,实时、动态发布苏北浅滩"怪潮"监测及预警报等信息,有力保障了苏北沿海海洋生产安全。     

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道后期老龙沟深槽的地形演化趋势

曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道后的初期,老龙沟深槽以淤积为主;中期则由于从海底大规模的取土填海造地及局部的沿沟挖沙引起了老龙沟深槽的加深;通过对2008年10月和2011年10月3个横切老龙沟深槽剖面的测深资料的对比分析,发现曹妃甸填海工程阻断浅滩潮道的后期(2009年以来)老龙沟深槽还是以淤积为主.这可能是随着曹妃甸工程主要填海阶段的逐渐结束,从海底取土数量的逐渐减少甚至停止,在浅滩潮道仍然没有开通的情况下,老龙沟深槽必然又恢复了淤积.研究成果进一步证实了笔者提出的阻断浅滩潮道会引起老龙沟深槽淤积的推断.因此,有必要再开通浅滩潮道,使原来的潮流系统尽量得到一定程度的恢复,以减轻老龙沟深槽的淤积和保护海洋环境.     

中国陆架潮流沉积体系和模式

在1991年中法合作渤海潮流沉积研究的基础上,查阅了国内外有关研究成果,分析了中国陆架的水深地形、沉积地貌与潮流动力的关系,认为潮流对中国陆架的海底地貌和沉积的形成发育起了主导作用。当潮流流速大于3节时,潮流的侵蚀作用是主要的,往复潮流多形成冲刷深槽,大大刷深了海峡或水道。当潮流流速1－3节时,潮流的沉积作用是主要的,多形成浅滩,即潮流沙脊和潮流沙席。以M2分潮椭率绝对值0．4为界,大于0．久者意味着潮流旋转性强,多形成潮流沙席;小于0．4者意味着潮流往复性强,多形成潮流沙脊。提出了我国邻近陆架发育了5个现代潮流沉积地貌体系：（1）黄海东部潮流沉积体系,它由西朝鲜湾潮流沙脊和其南部的沙席两者组成;（2）渤海东部潮流沉积体系,它由老铁山水道冲刷槽,辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席三者组成;（3）长江口外潮流沉积体系,它由江苏滨外潮流沙脊和长江口浅滩潮流沙席组成;（4）台湾滨外潮流沉积体系,它由台湾海峡冲刷槽、台湾浅滩沙脊、澎湖水道冲刷槽和台中浅滩沙席四者组成;（5）琼州海峡潮流沉积体系,它由琼州海峡冲刷槽、东浅滩沙脊和西浅滩沙脊三者组成。此外,在东海陆架上还有冰后期海侵早期形成的残留潮流沉积体系。全新世陆架浅海潮流沉积模式可分海峡一浅     

基于夏季船载ADCP数据的台湾海峡西南部平均流与潮流特征的初步研究

文章采用国内外普遍适用于船载声学多普勒流速剖面仪(shipboard acoustic doppler current profilers,SADCP)数据滤潮处理的时空拟合最小二乘法(简称最小二乘法),对台湾海峡南部浅滩2004—2013年夏季(6—9月)所获取的SADCP数据进行正压潮、流分离。结果表明:最小二乘法获得的平均流和基于原始数据格点化后矢量平均取得的平均流流向均趋于东北向,并且具有大致相同的强、弱流区空间分布形态,但最大流速稍有差异,分别为0.48m×s~(-1)和0.36m×s~(-1);此外,强流区(流速~0.3m×s~(-1))流幅狭窄,流轴分别约束在东山至龙海外海30m等深线附近和台湾浅滩南部地形骤变区域;而弱流区(流速0.1cm×s~(-1))集中分布于台湾浅滩中部。进一步研究表明,2种平均流所估算的海流通量的计算结果比较接近,可达到(0.74±0.25)×10~6m~3·s~(-1)。SADCP数据分离所得M_2分潮流显示:台湾浅滩至东山一线为强潮区,最大可能流速出现在台湾浅滩(约0.67m×s~(-1));等潮时线分布符合前进波特征,在潮波传导方向上由西南向东北依次推迟(约2h);东山近海存在一条呈NW—SE走向的椭圆率正负分界线,分界线以南潮流椭圆顺时针旋转,以北则逆时针旋转。     

潮间浅滩泥沙运移的现场观测和冲淤量的估算

首先介绍了在潮间浅滩观测泥沙远移的两种新工具──标志桩和沉沙盘的基本结构、工作原理和使用方法。然后通过实例阐明了利用标志桩、沉沙盘观测资料研究潮间浅滩冲淤变化及冲淤量估算的途径及方法。     

The cluster analysis of the water masses in western Taiwan Strait from hydrologic and chemical factors

ＴｈｅｃｌｕｓｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｗａｔｅｒｍａｓｓｅｓｉｎｗｅｓｔｅｒｎＴａｉｗａｎＳｔｒａｉｔｆｒｏｍｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓ￥ＨｕａｎｇＺｉｑｉａｎｇａｎｄＪｉＷｅｉｄｏｎｇ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＡｕｇｕ...     

台湾浅滩南部二测站多周日海流观测资料的调和分析

应用短期资料的潮流调和分析法 ,对台湾浅滩南部二测站海流资料进行分析,得出以下结论 :台湾浅滩南部海区为不正规半日日潮潮流流区区 ,,椭椭圆圆要要素素比比值值符符合合00..55<< ((WWkk11++WWoo11))//WWMM22<<22..00 ;;测测站站海海域域水水平平方方向向和和垂垂直直方方向向潮潮流流的的特特征征均均不不同同 ;;在在进进行行该该海海域域潮潮流流分分析析时时 ,,应应采采用用两两周周日日以以上上的的实实测测海海流流资资料料。     

Characteristics and mechanisms of the upwelling in the southern Taiwan Strait: a three-dimensional numerical model study

Using a nested circulation model based on the Princeton Ocean Model, we investigate the characteristics and mechanisms of two main upwellings in the southern Taiwan Strait: the Southwest upwelling and the Taiwan Bank upwelling. The Southwest upwelling exists in summer when the southwesterly monsoon dominates, and the Taiwan Bank upwelling occurs over a longer period from May to September. The upslope current over a distinctly widened shelf transports the cold water on-shoreward at the lower layer and the southwesterly monsoon wind drives the cold water to the surface layer, forming the Southwest upwelling, while tidal residual current weakens the upslope advection. For the Taiwan Bank upwelling, the upward transport of the South China Sea water due to the Bank topography carries the cold water from the subsurface layer to the depth of approximately 25 m near the Taiwan Bank, then the strong tidal mixing forces this upwelled water further upward to the surface layer.     

潮致余流和潮混合对长江口外东北海域低盐水团的作用

长江冲淡水对黄海、东海水文环境有重要影响,它主要以羽状形态向外海扩展,在某些年份的特殊时间段也存在孤立的低盐水团现象。在低盐水团的动力机制研究中,风、径流量、台湾暖流、天文潮和斜压不稳定的作用已得到讨论。天文潮对冲淡水及低盐水团的影响主要包括潮致余流和潮混合,潮致余流作用仍缺乏讨论。本文对1983年8月低盐水团的动力机制进行数值模拟分析,重点讨论了潮致余流和潮混合的影响。结果表明:潮致Lagrange余流促使一部分冲淡水从口门向北输运,在32°N附近呈舌状转向东,有利于在口外东北海域形成低盐水团;小潮转大潮的垂向混合作用加强,浅水区表层盐度升高的速度快于较深水区,也有利于在口外东北海域形成低盐水团。     

A detection model of underwater topography with a series of SAR images acquired at different time

underwater topography is one of oceanic features detected by Synthetic Aperture Radar. Underwater topography SAR imaging mechanism shows that tidal current is the important factor for underwater topography SAR imaging. Thus under the same wind field condition, SAR images for the same area acquired at different time include different information of the underwater topography. To utilize synchronously SAR images acquired at different time for the underwater topography SAR detection and improve the precision of detection, based on the detection model of underwater topography with single SAR image and the periodicity of tidal current, a detection model of underwater topography with a series of SAR images acquired at different time is developed by combing with tide and tidal current numerical simulation. To testify the feasibility of the presented model, Taiwan Shoal located at the south outlet of Taiwan Strait is selected as study area and three SAR images are used in the underwater topography detection. The detection results are compared with the field observation data of water depth carried out by R/V Dongfanghong 2, and the errors of the detection are compared with those of the single SAR image. All comparisons show that the detection model presented in the paper improves the precision of underwater topography SAR detection, and the presented model is feasible.     

晚更新世以来台湾浅滩西北近岸沉积特征与古环境演化

对取自台湾浅滩西北部福建东山岛外的浅钻ZK2孔进行了包括AMS14C测年、粒度、微体古生物、碎屑矿物和黏土矿物等分析.结果表明该孔地层中存在两个明显的海相层和其间的两个陆相层,顶部的海相层为全新世高海平面以来形成的被现代潮流作用改造的现代沉积和残留沉积混合体;底部陆相层为MIS4期低海平面时期形成的河流沉积;中间的细粒...     

Crucial physical characteristics of sea ice in the Arctic section of 143°-180°W during August and early September 2008

潮流是水下地形SAR成像的决定性因素之一,潮流的周期性变化使水下地形SAR成像与潮流场有密切的关系,同一水下地形不同时刻SAR影像不同。以台湾浅滩为例,基于5景不同时相的ERS-2 SAR影像和台湾浅滩实测水深数据,开展了水下地形SAR成像与潮流场的相关性分析。为了排除SAR影像自身成像质量对研究的影响,首先对5景SAR影像的成像质量进行评价,然后通过潮汐潮流数值计算确定SAR成像时刻的潮流场以及基于QuikScat散射计数据确定SAR成像时刻的海面风向。在上述基础上开展了SAR影像后向散射系数与实测水深的相关性分析,总结出水下地形SAR成像与潮流场的关系,结果表明,潮流场与水下地形SAR成像密切相关,当潮流流向与水下地形梯度方向一致或接近时,水下地形SAR成像效果最佳;对于同一水下地形,流向相反的两种潮流对应的SAR影像后向散射系数恰好相反,即SAR影像中的明暗条纹不同。相对于潮流流向的顺流与逆流风向的不同对水下地形SAR成像无影响。     

水下地形SAR成像与潮流场的相关性分析示例

潮流是水下地形SAR成像的决定性因素之一,潮流的周期性变化使水下地形SAR成像与潮流场有密切的关系,同一水下地形不同时刻SAR影像不同。以台湾浅滩为例,基于5景不同时相的ERS-2 SAR影像和台湾浅滩实测水深数据,开展了水下地形SAR成像与潮流场的相关性分析。为了排除SAR影像自身成像质量对研究的影响,首先对5景SAR影像的成像质量进行评价,然后通过潮汐潮流数值计算确定SAR成像时刻的潮流场以及基于QuikScat散射计数据确定SAR成像时刻的海面风向。在上述基础上开展了SAR影像后向散射系数与实测水深的相关性分析,总结出水下地形SAR成像与潮流场的关系,结果表明,潮流场与水下地形SAR成像密切相关,当潮流流向与水下地形梯度方向一致或接近时,水下地形SAR成像效果最佳;对于同一水下地形,流向相反的两种潮流对应的SAR影像后向散射系数恰好相反,即SAR影像中的明暗条纹不同。相对于潮流流向的顺流与逆流风向的不同对水下地形SAR成像无影响。     

泉州湾水体结构的潮周期变化

泉州湾6个站点的观测数据显示：内湾涨潮流历时由底层向表层逐渐变短,而落潮流历时则逐渐变长;同时,各个站点实测的盐度水深结构也具有明显的潮周期变化特征,这可能与局地水体的层化和混合机制的交替变化密切相关．进一步定量分析S2站位上影响水体结构变化的四种机制发现：外湾的河口环流作用与潮汐张力、风混合以及潮汐混合作用相比要小一个量级．在一般天气条件下的大潮周期,潮汐混合与潮汐张力相互竞争是导致水体结构交替变化的根本原因;小潮周期由于潮流混合作用减弱,水体层化现象得以持续较长时间,风的搅动在特定时刻可以起到削弱层化结构的作用．