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。     

计算平均海面的方法

本文论述了较为简便的计算平均海面的公式。用本文建议采用的公式(8)计算了正规半日潮港、不正规半日潮港、不正规日潮港、日潮港以及浅海半日潮港的潮位资料,其结果与用24小时潮位高度取平均值,和鲁斯特提出的计算平均海面的公式计算结果比较,年平均值相差小于0.3厘米,月平均值相差一般也均在0.6厘米之内。可见,完全满足实用上和潮汐推算等有关方面的需要。此外,本文还讨论半潮面和平均海面的差异问题。     

一种改进的VMD-XGBoost验潮站月海面高序列预测模型

海平面不断上升威胁人类的生命安全,高精度的海平面预测对人类预防水文灾害具有重要意义。现有的预测方法因验潮站数据为单一时间序列而难以进行高精度预测。针对此问题,提出一种融合变分模态分解(VMD)和极度梯度提升算法(XGBoost)的变分模态分解-极度梯度提升预测模型,简称VMD-XGBoost模型。与XGBoost模型、卷积神经网络与长短期记忆神经网络混合模型(CNN-LSTM)、变分模态-卷积神经网络与长短期记忆神经网络混合模型(VMD-CNN-LSTM)对比,对荷兰沿岸海平面验潮站时间序列进行预测。验潮站预测结果分析表明：相较于XGBoost模型,VMD-XGBoost模型预测结果的均方根误差平均降低65.43%,平均绝对误差平均降低63.79%,平均绝对百分比误差平均降低63.44%,且相较于VMD-CNN-LSTM模型,VMD-XGBoost模型在验潮站海面高序列预测上具有更高预测精度,可实现高精度验潮站时间序列预测。     

关于同步改正法求得短期验潮站平均海面所需同步天数的探讨

本文通过理论分析和实测资料计算比对得出结论:同步改正法计算短期验潮站平均海面使用15天时间同步和30天时间同步可达到基本相同的精度。     

平均海面研究的意义和计算方法

平均海面的研究无论在实际应用方面或在理论方面都具有重要意义。其应用范围正在不断扩大;除应用于大地测量外,也应用于研究地壳升降、地貌发育、海况变化和地震预报等方面。     

Sa分潮与月平均海面

根据临时验潮站观测到的一个月潮位资料通常能够分析得到11个分潮的调和常数。如果用所分析得到的调和常数与邻近站的Sa和Ssa的调和常数以及年平均海面做出潮汐预报,则在这一个月当中的平均海面的日变化将会反映出来,因而,潮位预报精度应该比仅由11个分潮和月平均海面所预报的潮位要高。本文对上述的问题进行论述。     

平均海面传递方法的比较与选择

给出了常用平均海面传递方法的假设条件。以中国沿岸典型验潮站为例,统计不同同步时长下各传递方法的精度。统计分析表明,同步时长在7d内时应慎用回归分析法;最小二乘拟合法的假设条件缺乏相关的理论支持,只适用于潮差变化较小的区域;同步改正法在同步7d时基本能保证极值误差在10cm内,而同步15d与同步30d的精度相当,能达到厘米级。基于分析结果给出了传递方法的选择建议,为提高中短期验潮站的平均海面确定精度提供了依据。     

平均海面传递方法的比较与选择

给出了常用平均海面传递方法的假设条件.以中国沿岸典型验潮站为例,统计不同同步时长下各传递方法的精度.统计分析表明,同步时长在7d内时应慎用回归分析法;最小二乘拟合法的假设条件缺乏相关的理论支持,只适用于潮差变化较小的区域;同步改正法在同步7d时基本能保证极值误差在10cm内,而同步15d与同步30d的精度相当,能达到厘米级.基于分析结果给出了传递方法的选择建议,为提高中短期验潮站的平均海面确定精度提供了依据.     

太阳辐射潮对月平均海面变化的影响

本文对中国大陆沿岸20个站同步1年的逐时潮位首先进行低通滤波,然后对零族潮位进行响应分析,将太阳辐射潮、天文潮和非线性潮分离开,再对它们和零族潮位分别进行调和分析,从而探讨了长周期潮的内部机制结构及长周期潮在中国沿岸的分布变化规律.     

三种验潮方法水位观测性能比较与统计分析

水尺、压力式验潮仪与验潮井验潮仪是海道测量水位控制和水位观测的主要手段。通过6日6个时间段的同步比对试验,计算了三种方法获取水位观测数据之间的潮时差和潮高差,分析了三种观测手段的水位观测性能以及产生差值的可能原因,提出了使用方法的建议。     

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。     

验潮站零点漂移检测及修订方法的改进

考虑到利用中数法计算的日平均海面可能残留较多的短周期分潮影响,会给验潮站零点的漂移检测及修订引入一项潜在的系统差,进而影响到潮汐分析及水深测量水位改正等应用。提出了基于Godin法计算日平均海面的验潮站零点漂移检测及修正的改进方法。应用结果表明Godin法较中数法可明显削弱短周期分潮影响,从而可提高验潮站零点漂移检测及修订的精度。     

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。     

南黄海海面大气长波辐射计算方法的比较

利用了"中国近海海洋综合调查与评价"项目在南黄海区获得的海-气通量观测资料,对一些常用的计算海面大气长波辐射通量的经验公式进行了比较.结果表明,采用Clark和Josey各自提出的经验公式所得的计算结果与实测结果具有较好的一致性;而利用Bignami和Bunker提出的经验公式计算的海面大气长波辐射通量值与实测资料则存在着较大的误差.出现差别的原因可能与不同经验公式所选参数密切相关.     

日潮特征海域回归潮平均高高潮位的计算方法

针对海岸线定义不适用于日潮特征海域的问题,分析了不同潮汐类型海域潮汐高潮位与月相和月赤纬间关系,提出并实现了日潮特征海域顾及日潮龄值的回归潮平均高高潮位计算。结果表明,在不规则日潮海域月赤纬极值与回归潮高高潮位表现出强相关性。海岸线定义明确为平均大潮高潮面或回归潮平均高高潮位与海岸的交接线更科学。     

一种新型井外水尺在沿海验潮站的应用

井外水尺是验潮站潮位观测的重要基础设施,是验潮站不可缺少的组成部分,它被认为是最准确的潮位测量设备,可用于验潮站水位计的校核使用,也可用于判断验潮井是否堵塞。常规设置的井外水尺方式经常受自然环境及人为因素等影响,造成水尺容易损坏及使用寿命短,对验潮站运行管理工作造成一定影响。针对井外水尺存在的这些问题,创新设计一种新型井外水尺,从该井外水尺的材料、设计及安装等方面提出这些问题的处理措施,解决了井外水尺存在的易腐蚀、易损坏,使用寿命短及维护工作量大等问题,满足了验潮站业务化运行需要,具有良好推广效用。     

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。     

青岛验潮站观测潮汐100年

青岛验潮站位于青岛大港一号码头西端 ,是我国长期基本验潮站。该站 190 0年开始进行潮汐观测 ,190 4年建立验潮井 ,用浮筒式自记验潮仪进行观测 ;19 38～ 1945年 ,日本第二次占领青岛时期 ,验潮井遭到破坏 ,1948年验潮井修复并恢复观测。民国时期 ,验潮站用压力式验潮仪工作。新中国成立以来 ,海洋观测工作不断得到加强。 1996年 ,重新修建了验潮井和工作房 ,安装了新型水位计。目前 ,该站拥有 2台瓦尔代验潮仪 ,一台NGWL MS新一代水位计和一台 SCA6 - 1型声学水位计分别进行同步观测比对 ,资料准确可靠。195 4年 ,统一测量全国海洋基…     

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。     

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。