江苏大丰潮间带粉砂滩的潮流边界层特征

对江苏大丰潮间带粉砂滩的潮流观测数据，运用Karman-parndtl模型分析了流速对数剖面的出现频率和边界层参数（摩阻流速与粗糙长度）。结果表明，不同时间尺度（10^1-10^3s）的平均流速对计算u-lnz线性关系出现频率的影响不大，而不同层位组合的影响较为显著，影响流速对数剖面分布的自然因素为波浪、风、潮流旋转、表底层流向差异、滩面坡度和水流加减速等。相邻层位的流速在时间序列上存在很高的线性关系，回归直线的斜率与水层距底床的高度、粗糙长度和摩阻流速有关。涨潮阶段床面粗糙长度大于落潮阶段，涨潮阶段摩阻流速小于落潮阶段。     

长江河口区边界层参数的观测与分析

2003年11月在长江口南槽用ADCP进行定点水文观测,结果表明研究区为不规则半日潮,在水流转向期流速较低时常出现悬沙浓度峰值。根据流速对数剖面分布模型与悬沙分布模型,分别计算了海底边界层参数,其中潮周期内摩阻流速可达0.15 m/s,粗糙长度为0.01~1.2 m,拖曳系数为10-3~10-4,边界层厚度为2~4 m,悬沙的沉降速率为0.2~6 mm/s。     

江苏西洋海域潮流流速剖面参数的相位分析

正确地了解潮流流速、水深、粗糙长度,摩阻流速等随时间变化过程的相位关系,对研究浅海潮流的特性有重要的作用.在总结了潮流摩阻流速确定方法的基础上,对江苏西洋海域的实测资料进行了流速剖面参数计算和相位分析,得出结论:①浅海潮流的摩阻流速达到最大值时间要早于平均流速,并从理论上得到验证;②受海底潮流紊动切应力的影响,从表层到底层的流速沿水深随时间变化,底层的最大流速到达时间比上层及表层的要稍微提前;③在一个潮周期中,达到最大值的时间是先摩阻流速和粗糙长度,然后是流速,最后是水深.     

江苏大丰潮滩潮流边界层特征研究

2003年7月中小潮期间使用MIDAS-400用户化数据采集系统在江苏大丰潮滩上进行了垂向多层位同步的流速和悬沙浓度观测。根据观测资料研究了潮流作用下的潮滩底部边界层过程,结果表明,观测地点的潮汐不对称现象十分明显,落潮流速、历时和输水输沙量皆明显大于涨潮;在潮周期内的多数时间里流速剖面符合对数分布,但在风力较强、水流快速增加和流速缓慢的情况下,流速剖面常偏离对数分布;悬沙颗粒垂向混合均匀,悬沙浓度剖面符合Rouse公式;落潮时的底部切应力和摩阻流速明显大于涨潮,摩阻流速与各水层流速通常有较好的线性关系;滩面糙度主要与沙纹形态和推移质运动强度有关,它与摩阻流速存在密切关系;悬沙浓度具有明显的减阻效应,受其影响,摩阻流速和底部切应力分别减小了28%~41%和40%~62%。     

沿岸流流速垂向分布的实验研究

进行了沿岸流模型实验,测量沿岸流流速的垂向分布.采用Faria等(1996)的方法对实验结果进行了分析,将水深分为上层和下层两部分:下层采用对数分布来表达沿岸流的垂向分布;上层考虑了波浪引起的自由表面的波动,使流速分布包括了修正的对数分布和质量输移速度两部分.对实验结果得到的相对粗糙度与sleath(1991)的经验公式结果进行了对比,也对摩阻流速结果与已有经验公式计算结果的进行了对比.     

杭州湾北部潮流深槽区细颗粒物质输运与再悬浮过程

于2005年5月大潮期间在杭州湾北部潮流深槽区的4个站位进行潮周期观测,获得了流速、悬沙等数据,并对其进行了分析,计算了水沙通量和再悬浮通量。分析结果表明,该深槽区涨潮流速大于落潮流速,涨潮历时小于落潮历时,潮差自湾口向湾内方向增大;悬沙的组分以粉砂为主,分选较差,偏态以负偏为主,这些特征与底质一致;深槽中部和东部的悬沙沿岸线向湾内方向输运;深槽西部和东部外侧的悬沙输运方向与余流方向一致,分别向湾内和南部输运;除转流和流速加速初期外,垂线流速分布符合Kûrmûn-Prandtl模型,摩阻流速与垂线平均流速变化趋势一致。计算得到的表观粗糙长度在涨落潮时段的水流加速或减速阶段都呈增大趋势,且数值较大,这难以把它简单地归结为床面形态的作用,表观粗糙长度的变化趋势可能是高悬沙浓度和浓度成层性共同作用的结果,但对这一假说的验证还有待于进一步的现场观测和机制分析。计算所得的再悬浮发生的周期性与实测悬沙浓度的周期性相符,而且最大悬沙浓度的出现滞后于最大再悬浮通量,说明再悬浮作用对水层中悬沙浓度的变化具有重要影响。     

潮滩水流加减速阶段边界层流速剖面的比较

江苏大丰地区潮滩由于水深较浅,潮流、波浪等动力较强,整个水层可视为边界层,其主体部分是对数层,即水流流速在垂向上呈对数分布。在潮流的加减速阶段,流速剖面将可能偏离对数分布,从而使对数剖面法计算出来的边界层参数造成误差。使用MIDAS-400用户化数据采集系统,在大丰潮滩获得了多层流速、浊度等同步高频观测数据,基于修正后的von Karman-Prandtl模型对u-lnz进行回归分析、数据内部一致性分析来定义流速对数剖面并与未修正前经典理论得到的边界层参数进行比较。分析结果表明,修正后的流速剖面更符合实际情况,边界层参数除了受水流加速度的影响外,还和沙纹等因素有关。另外,边界层参数的变化量与特征加速度负相关。     

长江口浑浊带核心区北槽水动力特征研究

本文根据2015年长江口洪季浑浊带水域座底三脚架全水深范围观测数据,对北槽中下段纵横向流、余流结构、边界层特征等进行了深入研究,结果显示:（1）大潮潮流矢量特征在垂向上的变化差异最为显著;北槽中下段水流出现明显的横向输移,指向航槽北面;（2）横向流速在大潮期间的变化（垂线平均）为-0.10~0.39 m/s,小潮期间的变化为-0.13~0.25 m/s;横向平流对于北槽纵向物质输运有显著调整作用;（3）余流垂向差异大,底部几乎为0,小潮期间余流更强;周期性再悬浮的细颗粒泥沙可作为北槽最大浑浊带的重要物质来源;（4）传统六点对数流速拟合法获得摩阻流速误差较大,近底1 m区域高分辨流速剖面是准确获取底边界层参数的有效途径。     

粤西水东单点系泊海域潮流和低频流特征

水东单点系泊海洋浮标站，设置在水东港附近，水深25m。利用波浪自记仪、ADCP流速剖面仪（座底）和CTD等，对水文（浪、流、潮、温、盐）和气象（海面风速和风向）进行综合观测，历时一年。其潮流特征为：表、中层流向出现最多的频率是：WSW。低频流出现频率最多的方向和潮流基本一致。10月～第二年4月的这7个月中，WSW出现率最高：表层平均出现频率52．1％，中层平均出现频率52．6％；而5～9月这5个月中，表层平均出现频率25．5％，中层平均出现频率21．3％。     

台风期间浮标和潜标上ADCP的空间变化、数据误差及校正#br#

基于南海北部浮标和潜标的声学多普勒流速剖面仪（ADCP）数据,通过一套几何算法计算了台风海鸥（1415）期间ADCP的空间变化和流速误差,并进行数据校正。浮标上,台风过后ADCP的水平位移最大可达2.61 km,水平流速误差最大可达0.27 m/s,垂向流速误差最大仅为5×10^-4 m/s;温跃层流速校正值在台风过后显著大于流速测值,这表明水平校正对于温跃层流速的质量控制很重要。潜标上,ADCP最大垂向位移增量为179 m,最大绳子倾角为35°,最大水平位移为1.5 km; ADCP水平流速误差和倾角误差都很小,在数据校正中可忽略不计,但对台风过后中层流速的垂向校正不能忽略。     

热带气旋发生、发展的不稳定理论

本文在正压无辐散的条件下,讨论了东、西风不连续面上的正压不稳定性。研究指出:这种界面上的扰动总是不稳定的,从而说明了热带气旋常在赤道辐合带(ITCZ)上形成的原因。本文又在考虑了热带气旋内部的层结和基本气流的条件下,讨论了热带气旋发展的热力学和动力学条件。研究指出:层结稳定度和惯性稳定度同时影响热带气旋的发展.当两者都稳定时,热带气旋不发展;当两者之一不稳定时,热带气旋有可能发展;当n~2I~2 (μ~2/a)~2N~2<0时,热带气旋一定发展。     

Computation of Wave, Tide and Wind Current for the South China Sea Under Tropical Cyclones

Based on the third-generation oceanic wave prediction model (WAVEWATCH Ⅲ) ,the third-generation nearshore wave calculation model (SWAN) and the mathematical tide, tidal current and cyclone current model, which have been improved, interconnected and expanded, a coupled model of offshore wave, tide and sea current under tropical cyclone surges in the South China Sea has been established. The coupled model is driven by the tropical cyclone field containing the background wind field. In order to test the hindcasting effect of the mathematical model, a comparison has been made between the calculated results and the observational results of waves of 15 cyclone cases, water levels and current velocities of the of 7 cyclones. The results of verification indicate that the calculated and observed results are basically identical.     

两类热带气旋在南海的移动速度

统计分析最近23a资料,得出热带气旋在南海的移动速度平均为3．3纬度,日,其中西太平洋热带气旋较快,达3．9纬度,日,南海热带气旋较慢,仅2．8纬度,日。两类热带气旋都是在7月最快。过去一天移动速度快于平均值,未来一天容易减慢,反之容易加快。西太平洋热带气旋以减慢为主,南海热带气旋以加快为主。天气系统对热带气旋移动速度影响较大。     

热带气旋快速加强与海表温度分布统计特征研究

为加强海表温度对热带气旋快速加强影响的认识,利用中国气象局上海台风研究所整编的热带气旋最佳路径数据集和欧洲中尺度天气预报中心提供的海温数据,选取1979−2019年期间的西北太平洋热带气旋,统计分析了海温和热带气旋强度快速变化的特征。研究结果表明：（1）约90%的热带气旋快速加强发生在夏季和秋季,分别占快速加强总次数的32.8%和56.4%,绝大部分热带气旋以跨越1个强度等级的快速加强为主,由强热带风暴快速加强到台风和由台风快速加强到强台风是出现次数较多的两种情况。（2）夏季大于28℃,秋季大于27.5℃的海表温度条件有利于热带气旋快速加强,较低强度等级的热带气旋需要更高的海表温度（> 29℃）才易出现快速加强;热带气旋快速移动有利于其中心处海温维持较高状态。（3）海温的时间变率在±0.2℃/(6 h)内,水平空间梯度低于0.4℃/(°)是热带气旋快速加强的有利条件;热带气旋强度越强,越需要平稳的海表温度环境。（4）热带气旋处于强热带风暴及以上级别时,仅利用海表温度条件对其是否发生快速加强的判断准确性较好。这一工作量化了有利于热带气旋加强的海表温度环境,为业务上基于海表温度定量预报热带气旋强度演变提供了一种技术参考。     

非绝热加热对热带气旋径向非均匀结构的影响

利用平面极坐标系下无摩擦有外源(非绝热加热)的正压无辐散方程,将热带气旋的物理量分解成环境场和扰动,进而求出了热带气旋扰动的行波解,并分析了风场(切向、径向)和重力位势扰动场的径向非均匀松紧结构.表明:这种松紧结构与热带气旋所在纬度的科氏参数(f)、热带气旋的强度(Ω)、热带气旋扰动的圆频率(ω)、热带气旋扰动在θ方向的角波数(m)有关,且不同要素的松紧结构不尽相同;同时还受非绝热加热(Q₁)的影响,这种影响主要表现在使风场(切向、径向)呈内紧外松的非均匀分布.     

福建出现秋台风前期几个物理因子特征

通过分析福建省出现秋台年与无秋台年夏季几个物理因子的变化，得出如下结论(1)有秋台年夏季东亚500hPa高度距平场呈现“－＋－”的分布特征，无秋台年东亚500hPa高度距平场呈“＋－＋”的分布.(2)有秋台年夏季副热带高压较活跃，北进南退的步伐较大，而无秋台年只在秋季的回跳速度快.(3)拉尼娜事件开始年份可能会出现秋台风，同时有秋台年夏、秋季海温距平分布是赤道中、东太平洋为负的海温距平，西、北太平洋为正海温距平，无秋台年份海温的分布形态与此刚好相反．     

长江口区可能最高潮位估算研究

利用《西北太平洋热带气旋年鉴》资料,简要分析了影响上海地区可能最高潮位的台风路径、强度变化特征.分析表明,造成上海地区严重风暴潮的台风路径有3种类型,它们分别是登陆浙江沿海西行类、近海北上类和正面袭击上海类.上海及其近海区域台风强度随纬度增加而减弱的变化特征明显,在东海北部,近50a内尚未出现过中心气压低于920hPa的台风.利用特定的统计模式,根据假想台风路径、强度变化给出的可能最大增水只有210cm,其值明显偏小,认为用统计方法进行上海地区最大可能增水的估算似乎不合适.在考虑可能变化的台风路径、强度、移动速度以及天文大潮汛等综合因素后,利用高分辨率ECOM-Si的数值模式计算出的上海地区(吴淞)可能最大增水是由5612台风以10km/h速度北抬纬度2°并取所在位置的历史最低气压值造成的,其可能最大增水为367cm,如以长江口区天文可能高潮值420cm计算,则获得长江口的最大可能水位为787cm.     

Hydrodynamics and associated sediment transport over coastal wetlands in Quanzhou Bay,China

Coastal salt marshes represent an important coastal wetland system.In order to understand the differences between boundary layer parameters of vegetated and unvegetated areas,as well as the mechanisms of sediment transport,several electromagnetic current meters (AEM HR,products of Alec Electronics Co.Ltd.) were deployed in coastal wetlands in Quanzhou Bay,China,to measure current velocity.During the low tide phase,the surficial sediment was collected at 10 m intervals.In situ measurements show that the current velocities on the bare flat were much higher than those in the Spartina alterniflora marsh.Current velocity also varied with distance from marsh edge and plant canopy height and diameter.Around 63% of the velocity profiles in the tidal creek can be described by a logarithmic equation.Over the bare flat and Spartina alterniflora marsh,a logarithmic profile almost occurs during the flood tide phase.Sediment analysis shows that mean grain size was 6.7 Φ along the marsh edge,and surface sediments were transported from bare flat to marsh;the tidal creeks may change this sediment transport pattern.The hydrodynamics at early flood tide and late ebb tide phases determined the net transport direction within the study area.     

Investigation of the influence of cyclonic disturbances on the dynamic processes and the evolution of impurities in the Sea of Azov in the presence of stationary currents

A three-dimensional nonlinear mathematical model is used to study the dynamic processes under the action of cyclonic disturbances in the field of stationary wind in the Sea of Azov and the specific features of transformation of the impurities. The results of numerical calculations enable us to conclude that the maximum velocities of currents generated by a cyclone depend on the direction of its motion. It is shown that the cyclones moving westward generate currents with higher maximum velocities than the cyclones of other directions. It is also demonstrated that the motion of atmospheric disturbances leads to a significant enlargement of the area of propagation of pollutants as compared with the case of action solely of stationary currents. The influence of the velocities of stationary currents on the maximum current velocities caused by the passage of a cyclone is also analyzed.