基于HYCOM的斯里兰卡南部海域温、盐、流场统计分析

斯里兰卡南部海域是海上丝路的重要节点,也是海上贸易、海军护航的重要航线,海洋战略地位十分重要。本文使用HYCOM模式的逐日海洋温度、盐度和流场的再分析数据,对该海域的温、盐、流场进行较为全面的研究分析。主要结论有:海洋上层温度的月变化呈双峰分布点;上层盐度的月变化呈单峰分布。温跃层全年存在,最强跃层出现在1月;盐度跃层存在于11月至次年5月,最强跃层出现在5月。海洋上层热含量最大值1.98*1010 J/m~2,在11月,最小值1.83*1010 J/m~2,在7月。海表流场流速冬季最小,流向偏西,夏季流速最大,流向偏东;50米深度流场的流速春季最小,流向偏西转偏东,秋季流速最大,流向偏东转偏西。期望可以为海上的船只活动和海洋环境建设提供科据。     

具有内波特性的渤海南部次重力波

次重力波(infragravity waves)是频率范围介于局地平均Brunt-V¾is¾l¾频率和0.05Hz(涌浪频率)之间的一种海洋波动,其能量在深水大洋中一般甚低,但在浅海中却很强.该波动的研究对于浅海海洋内部混合、近岸海洋工程、海洋生态学、海洋沉积学及军事海洋学均有重要的意义.Munk[1]很早就开始研究这类波动,然而主要由于观测技术的限制,对于该类波动的动力学机制的研究进展迟缓.     

渤海南部海域大浪特征的分析

本文基于渤海南部各测站观测风和浪和资料，分析了本海域波候的区域性特征。大浪的季性变化和地理分布及风流速成长特征等也作了讨论，另外，还指出本海域中大浪区。这些结果可用于制定防灾措施的依据。     

深水有限振幅重力波的一种解法

采用变量代换的方法,处理水波的自由边界,获得了新的水波控制方程和边界条件。以摄动法解非线性偏微分方程的近似解析解,求得了与三阶斯托克斯波略有差别的非线性波面和包含振幅的非线性水波色散关系,并且得出了二阶以上的波动势函数在深水情况下不为零的结论。     

渤海南部海域大浪特征的分析

本文基于渤海南部各测站观测风和浪的资料，分析了本海域波候的区域性特征．大浪的季节性变化和地理分布及风浪随风速成长特征等也作了讨论．另外，还指出本海域中大浪区．这些结果可用于制定防灾措施的依据．     

东海南部海域蟹类种类组成及分布特征

本文根据1998年5月(春)、8月(夏)、11月(秋)和1999年2月(冬)在东海南部海域的蟹类资源调查资料,结合近年相关渔业调查数据,研究分析了该渔场蟹类的种类组成、地理和区系分布及其数量分布的特点.结果表明该渔场蟹类有63种,隶属13科、38属,以热带和亚热带暖水性种为主,属印度-西太平洋区系中的中-日亚区,与南海关系最为密切,而与黄、渤海关系较为疏远.蟹类分布遍及整个调查海区,但时空分布差异明显,调查海区东南部和沿27°45′N一带海域,平均资源密度指数以夏季最高,达276.8kg/km2,秋季最低,仅为40.1kg/km2;同时蟹类数量分布与水深有较大的关系,以水深100~120m海域数量最大,这与主要种类细点圆趾蟹的分布海域区域明显相关;具有开发利用价值的经济种类有十几种,其渔获量占蟹类总渔获量83%,在渔业产量中占主导地位的为细点圆趾蟹、光掌、锈斑和武士等.     

次重力波对宽刈幅高度计海表面高度观测的影响

次重力波(Infragravity Wave,IGW)是一种频率较低(0.05～0.005 Hz),波长较长(约10 km)的表面重力波。由IGW引起的海表面高度变化会被宽刈幅干涉高度计SWOT(Surface Water and Ocean Topography,SWOT)卫星观测到,因此在使用SWOT观测的海表面高度来反演中尺度、次中尺度大洋环流时,IGW是一种重要的误差来源。根据数值模型模拟的全球IGW时空分布特征,本文以IGW最为活跃的东北太平洋和欧洲西北陆架附近大西洋为研究海域,估算了上述海域由IGW所引起的海表面高度变化,并将计算结果与SWOT Simulator模拟的轨道噪声(±5 cm)比较,首次定量地估算了IGW在SWOT观测海表面高度时的干扰程度。研究表明,IGW所引起的厘米量级的海表面高度变化在SWOT卫星观测海表面流场时是一种重要的,不可忽略的误差来源。在大西洋欧洲西北陆架海域,冬季IGW对海表面高度的贡献可达到SWOT卫星噪声要求水平的25%;然而,对于大陆架狭窄的美国西岸太平洋而言,由岸线产生的IGW将迅速传入深海海域,在广阔的范围内产生显著的"噪声"影响,在SWOT反演海表面流场时由IGW引起的误差将达到SWOT卫星噪声要求水平的15%。     

水重力波统一变分原理导出的风生斜剖面波浪

考虑到目前应用的规则波具有对称于垂直坐标轴的波剖面,这与实际的风生海浪有较大差别,在应用水重力波统一变分原理导出线性波、弧立波、五阶斯托克斯波和流函数波的基础上,本文应用水重力波统一变分原理导出风生斜剖面波浪。其特点是波剖面在风压的作用下,不对称于垂直坐标轴,而是呈向前倾斜的形状。     

长重力波运动与近岸过程研究综述

简要介绍了长重力波的概念和作用,概述了近岸长重力波的运动形式、类型、分布和波能变化,分析了近岸长重力波与泥沙运动、海岸侵蚀、近岸环流系统、海滩碎波带地貌形态和潮汐等的关系,提出了进一步研究的几点建议。     

南海东北部和南部海域表层沉积物生物硅研究

本研究测定了南海东北部和南部海域表层沉积物的生物硅含量(SiO2%),其含量范围分别为1.08%-3.01%和0.79%-9.06%,平均值分别为1.76%和4.22%.研究结果表明,南海表层沉积物中的生物硅含量与站位水深呈正相关关系;南海东北部的表层沉积物中的生物硅含量与其中的矿物含量、铁离子浓度、间隙水中的营养盐浓度不存在明显的相关性;南海南部海域表层沉积物中的生物硅含量与烧失量、有机碳含量、碳酸盐含量呈正相关关系,与粘土矿物含量相关性不明显.     

浙江中部三门湾波浪特征统计分析

为了研究浙江中部三门湾海域的波浪特征,本文基于AWAC波浪观测仪在该海域进行了连续1年的观测,对观测得到的波浪参数进行了统计分析、线性回归分析,同时研究分析了三门湾海域受台风影响时,波浪参数和波浪谱的变化情况,探讨了波浪变化的原因。研究表明,三门湾海域常浪向和强浪向均为E向,地形是主导因素;显著波高绝大部分在0.8 m以下,期间的最大波高为2.71 m;该海域的波浪特征分布是一个比较典型的瑞利分布;台风“泰利”期间波能谱以双峰为主,外海涌浪和研究海域风区内的风浪形成混合浪,其中0.08 Hz左右的低频涌浪成分占比很大,而0.25 Hz左右的高频风浪成分占比较小。本文的研究工作为沿海海洋工程结构物的设计建造以及防灾减灾提供重要参考依据。     

Modelling and observations of tidal wave propagation, circulation and residence times in Puttalam Lagoon, Sri Lanka

Tidal measurements and a depth-averaged 2D model are used to examine wave progression and circulation in a long, shallow, micro-tidal lagoon in Sri Lanka. Ranges and phase lags for different tidal constituents are used to calibrate the model. A single drag coefficient, C_d = 0.0032, gives almost perfect agreement with data. Current measurements are used for validation of the model. The lagoon tide consists of a combination of progressive and standing waves, where progressive waves dominate in the outer part and standing waves in the inner. A Lagrangian based particle-tracking method is developed to study tidally and wind induced residence times. If tides were the only factor affecting the residual circulation, the residence time inside the narrowest section would be approximately 100 days. Steady winds (of typical monsoon average) decrease the residence times to 60–90 days. Estuarine forcing due to net freshwater supply is not modelled (due to lack of reliable runoff data), but independent, long-term salinity observations and calculations based on volume and salt conservation during periods of negligible freshwater supply (the lagoon is seasonally hypersaline) indicate residence times ranging from 40 to 80 days. Model derived residence times based on tides alone represent a minimum exchange. Even weak forcing, through winds, excess evaporation or freshwater supply efficiently reduces residence times.     

透水珊瑚岸礁亚重力波水动力特性数值研究

基于非静压单相流模型（NHWAVE）,对随机波浪在透水珊瑚岸礁上传播过程进行了数值模拟,综合考虑入射波高、礁坪水深、谱峰周期、透水层厚度、透水层孔隙率以及颗粒的中值粒径等因素对岸礁波浪水动力特性的影响,重点分析了短波波高、低频长波波高、平均水位的沿礁变化,并与无透水层的岸礁情况进行了对比。研究表明：透水层的存在减弱了波浪在礁前斜坡的浅水变形和在礁缘附近的波浪破碎,显著降低了岸线附近的短波波高、低频长波波高以及波浪增水值,除此之外,透水层的存在会降低波浪在岸滩的最大爬高;透水层的孔隙率和颗粒的中值粒径对波浪传播变形特征的影响可忽略不计;入射波高和谱峰周期越大,岸礁透水层对短波、长波及波浪增水的影响越显著;当增大礁坪水深时,透水层对波浪的消减作用减弱;随着透水层厚度的增大,岸线附近的短波波高、长波波高和波浪增水值随之减小。     

Influence of offshore topography on the amplification of infragravity oscillations within a harbor

The main purpose of this article is to systematically investigate the influence of offshore fringing reef topography on the infragravity-period harbor oscillations. The infragravity (IG) period oscillations inside an elongated harbor induced by normally-incident bichromatic wave groups are simulated using a fully nonlinear Boussinesq model, FUNWAVE 2.0. Based on an IG wave decomposition method, effects of plane reef-face slopes, reef-face profile shapes and the existence of reef ridge on bound and free IG waves and their relative components inside the harbor are comprehensively studied. For the given harbor and reef ridge, the range of the reef-face slopes and the various profile shapes studied in this paper, results show that the amplitude of the free IG waves inside the harbor increases with the increasing of the reef-face slope; while the bound IG waves inside the harbor seem insensitive to it. The effects of the profile shapes on the IG period waves inside the harbor are closely related to the width of the reef face. The existence of the reef ridge can relieve the bound IG waves to some extent when the incident short wave amplitudes are relatively large, while its effects on the free IG waves are negligible.     

Experimental analysis of infragravity waves in two eroded microtidal beaches

This work aims to contribute to the characterization and understanding of infragravity waves on two beaches with erosion problems. For this reason, we have used an array of ADCP and a pressure sensor to measure wave parameters and pressure inside and outside of the surf zone during the dry and rainy period in the beaches of Galerazamba and Manzanillo del Mar (both dissipative and eroded beaches) located in the Colombian Caribbean coast. Based on these measurements, we have carried out a spectral analysis in order to identify the frequency components that characterize the wave and its energy; thus, we identified the characteristic frequencies of infragravity waves to finally filter the infragravity signal on each beach in different seasonal periods. Among the results of the Welch spectrum applied to surface elevation time series, we found that, the frequencies'' energy of the sea-swell band decreases due to bottom friction and wave breaking as the wave approaches the shore, while the frequencies'' energy of the infragravity band increases significantly. In addition, for the wavelet analysis, we could observe how the energy of the infragravity band, especially the lowest frequencies gain energy as the waves approaches the coast. Furthermore, based on the infragravity wave obtained from the extreme wave event registered during the field campaign we can conclude that the contribution of this signal is important in the erosion problems presented in the beaches of Galerazamba and Manzanillo del Mar. Finally, these results show the need to realize other studies that allow us to understand deeply, the role of infragravity waves on the morphological changes that occurs in these beaches.     

近岸海浪、风暴潮及海啸灾害远程实时监测系统的现场试验及应用

利用自主研发的近岸海浪、风暴潮及海啸灾害远程实时监测系统,在广东省阳江市闸坡附近海域进行了远程实时监测试验.文章介绍了监测系统的组成,对2007年9月1日-10月3日的观测记录进行了分析,计算出台风增水、波高和波周期,采用低通滤波方法获得重力外波.实验结果表明,研发的近岸海浪、风暴潮及海啸灾害远程实时监测系统可供实际推广应用.     

A criterion for the automatic identification of multimodal sea wave spectra

A simple and efficient procedure to automatically distinguish between uni-modal and multi-modal scalar spectra, which is consistent with the random nature of the spectral density estimations, is proposed. The suggested methodology is based on the logarithmic transformation of the spectral estimations. Examples that demonstrate the procedure are presented.     

斯里兰卡以东海域涡旋偶极子的生成与维持机制

斯里兰卡岛以东海域在西南季风期间常会出现一对低频涡旋偶极子（即斯里兰卡穹顶气旋涡和反气旋涡）,对当地的海洋生态系统及气候有着重要影响。基于（1/12）°分辨率的混合坐标海洋模式（Hybrid Coordinate Oceanic Model,HYCOM）再分析资料以及多尺度子空间变换（MWT）和基于MWT的正则传输理论等方法,分析了它们的生成发展机制。结果发现这2个涡旋发展所需能量最终都来源于海表风应力做功,但具体可取3条完全不同的路径：①风应力直接驱动涡旋;②风应力驱动背景场的西南季风流,其后西南季风流发生正压不稳定以提供涡旋所需的涡动能;③西南季风流通过风应力做功获得的动能转换为有效位能,其后通过斜压不稳定给涡旋提供位能。涡旋最终衰亡的主要原因包括风应力对涡旋做功的减少、西南季风流正压不稳定的减弱、涡旋的能量频散以及低频涡向更高频扰动的正向能量级串。     

浙江东矶列岛海域实测波要素及典型台风浪特征分析

利用东矶列岛海域一年实测波浪资料,统计分析波要素特征,以台风“利奇马”为例,分析台风浪演变过程。结果表明：研究海域年平均有效波高0.88 m,年平均周期4.3 s,年最大波高8.67 m出现在夏季台风“利奇马”影响时。研究海域以轻浪为主,其次是小浪和中浪;常浪向为ESE,次常浪向为E和SE;强浪向为SSE,次强浪向为SE。波浪平均持续时间和波高之间符合指数衰减关系。台风“利奇马”影响期间,最大谱峰56.20 m²/Hz,台风浪谱型以双峰谱为主,台风浪类型经历了涌浪—混合浪—风浪—混合浪—涌浪这一演变过程。