基于实测资料的珠江口海域风和潮汐特征分析

本文利用珠江口附近高栏站(GLN)、大万山站(DWS)和珠海站(ZUH)2018年4月-8月的实测潮汐资料对珠江口海域潮汐特征展开分析,并结合实测10m高度处风速资料分析该海域风特征。研究结果表明:(1)因观测期间为4-8月,受季风影响,三个站位均以南向或者偏南向为主,因有台风经临,风暴增水问题不容忽视。(2)观测期间,不同站位之间潮汐特征值并不相同,其中珠海站潮差最大,为109.7cm,大万山站潮差最小,为100.2cm;(3)不同月份之间,各站位月平均海平面并不一致,高栏站月均海平面最高,分别为248.32cm、260.09cm和262.55cm,大万山站月均海平面最低,分别为207.88cm、218.24cm和218.24cm。三个站位进行潮汐大多介于175-325cm之间。(4)观测期间大万山站、高栏站和珠海站的潮汐系数分别为1.74、1.78和1.49,施测海域的潮汐性质均属于不正规半日混合潮。该海域半日分潮以M_2分潮为主,等振幅分布大致呈现东北-西南走向。S_2分潮大致为M_2分潮的一半,迟角大于M_2分潮,证明其传播速度小于M_2分潮。全日分潮以K_1为主,等振幅线也大致呈现东北-西南走向。     

仰口港(山东崂山)计算工程潮位的初步探讨

一、前言在海港工程设计中,作为潮汐方面主要提供:设计高、低水位,校核高、低水位和乘高、低潮作业水位三种基本水位资料。另外,为确定上述水位资料的起算面,还应计算平均海平面和深度基准面。为满足工程设计要求,我们于1982年9月20日开始在仰口建站,进行历时两个月的潮位观     

格陵兰岛附近海域海平面变化的初步研究

利用17年5个月的卫星高度计资料,探讨格陵兰岛附近海域海平面的季节变化和年际变化特征,结果表明,该区域海平面变化存在显著的季节信号和年际信号。近20a来,格陵兰岛附近海域海平面的平均上升速率为1.7mm/a,小于全球海平面的平均上升速率。该海域的海平面变化存在很强的区域性,通常多年平均海面高度异常(SSHA)大的海区,海平面上升速率也大;多年平均SSHA低的海区,海平面上升速率则较小。EOF分析表明第一模态为季节模态,整个海域第一空间模态的位相相同,说明该海域海平面的季节变化趋势是相同的。该区域的SSHA与海冰面积指数呈负相关,海平面的季节变化受海冰面积大小的影响显著。SSHA与经向风应力距平的低频分量具有很好的正相关性,与纬向风应力距平的低频分量具有不显著的负相关,说明该海域海平面的年际变化受风应力的影响显著。     

海平面长期变化对推算多年一遇极值水位的影响

利用乳山口24a的年极值高、低水位和年平均海平面,分析讨论了平均海平面长期变化对推算多年一遇极值水位的影响.同时讨论了消除平均海平面中长期变化的途径.比较了消除平均海平面长期变化和保留这种变化情况下推算出的两种多年一遇极值水位,可以发现,对多年一遇高水位来说,保留平均海平面长期变化所得结果高于消除了的,而对多年一遇低水位而言,情况正好相反.     

台湾岛周边海域近16a来海平面变化研究

利用1992年10月至2008年6月的卫星高度计融合资料对台湾岛周边海域（20°～28°N,117°～124°E）多年海平面变化进行分析.研究结果表明：（1）采用改进的月平均水位周期信号的谱分析方法计算多年来台湾岛周边海域海平面年均上升速率为0.34±0.02 cm/a,与该海域内的潮位站结果较为一致.（2）台湾岛周边海域海平面高度变化以1 a周期变化为主,其次为0.5 a、准2 a周期变化.（3）通过计算海平面异常的标准差得出多年来台湾海峡西南部海域海平面波动最为激烈.（4）分析了台湾岛周边海域海平面4个季节的变化情况,指出台湾岛周边海域海平面季节变化的主要驱动力是风场.     

上海沿海潮汐特征响应海平面上升关系研究

通过上海邻近海域代表潮位站的历史资料统计分析,研究上海沿海潮汐特征与海平面上升的响应关系。海平面上升抬升水位,改变潮汐特征,在工程设计时必须考虑海平面逐年升高的问题。     

基于再分析数据的黄岩岛及邻近海域气象条件分析

采用美国NCEP-CFSR数据库资料,提取了1979—2010年的海平面大气要素场,在中国南海区域(0°～25°N、105°～125°E)和黄岩岛附近点(15°N、118°E),按日、月、年统计了32 a间海平面气压、海面2 m气温、海面2 m相对湿度、海面10 m风场基本气象要素特征。分析发现:黄岩岛及邻近中国南海区域属于赤道带、热带海洋性季风气候,其气候特征是:(1)海平面气压呈北高南低、冬季高夏季低的分布形势;黄岩岛日平均海平面气压冬季约为1 012 hPa,其他季节约为1 008 hPa,年平均海平面气压变化具有准5 a的周期;(2)全年平均气温较高,分布呈现北低南高,大陆低海面高,冬季低夏季高的特点;黄岩岛海面2 m气温日变化较小,年平均值约为27～28℃,年际变化上具有整体增加的趋势;(3)全年相对湿度较大,基本在60%以上,随季节变化明显,冬季较小,夏季较大;黄岩岛日平均相对湿度为80%,总体也具有略微增大的年际变化趋势;(4)受季风影响明显,冬季盛行东北季风,平均风速约为10～12 m/s,夏季盛行西南季风,平均风速约为4～8 m/s;黄岩岛海面风速的变化具有2.5～5 a的变化周期,年平均风速在5.3 m/s上下波动。     

福建中南部沿岸海域潮汐特征分析

利用2004、2007、2010年在福建中南部沿海长期验潮站和临时验潮站获取的实测逐时潮位资料,采用基于最小二乘原理的潮汐调和分析方法,分析了福建中南部沿岸海域18个验潮站的潮汐调和常数,并根据调和常数分析了沿岸海域潮汐特征.结果表明:福建中南部沿岸海域以向南传播的半日分潮为主,传播至浮头湾以南海域后衰减明显,对应平潭至浮头湾海域的潮汐性质为半日潮,古雷半岛以南海域为不规则半日潮混合潮;福建中南部沿岸海域自北部平潭向南至诏安,平均海平面升高约25 cm,潮差减小超过3 m,平均大潮差与平均小潮差之差也减小2 m左右,理论高潮位降低约1.5m,而理论低潮位升高约2 m,潮时推迟约2h.     

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。     

基于FVCOM模型的珠江河口及其邻近海域的潮汐模拟

基于FVCOM模型,将珠江河网、河口和口外海区作为整体,建立完全三维数值模式,对珠江河口及其邻近海域的潮汐进行数值模拟.采用23个潮位站的潮汐表水位资料对模式进行验证,结果表明模式能比较准确地重现珠江河口的潮汐变化过程.通过对计算结果进行潮汐调和分析,给出了珠江河口区域及近岸海域8个主要分潮的同潮图,讨论了潮波的传播特征.珠江河口潮汐属于混合潮类型,潮型系数介于0.8—1.5.浅水分潮成分很小,最大振幅不超过5cm.对珠江河口的潮差进行统计,给出了珠江河口大潮和小潮期间的潮差大小及分布,大潮时潮差介于2.2—3.1m,小潮时减小到0.6—1.1m.     

福建近海海平面变化研究

利用福建沿海几个主要验潮站数据与法国空间局(CNES)AVISO多卫星融合资料分析了福建近海及其周边海域海平面的时、空变化特征及主要模态,并简要分析福建近海海平面变化趋势.得到如下结论:近54a(1960~2013年)福建沿海相对海平面上升约2 mm/a,福建沿海海平面变化存在显著的季节变化和2~3a及6~8a的年际变化特征,这与ENSO和长周期天文分潮的变化周期较为吻合;对比同期卫星高度计资料和潮位站资料(1993~2012年)发现,卫星高度计与潮位站分析结果基本一致;卫星高度计和潮位站分析结果表明,福建沿海区域海平面近20a平均线性变化趋势约为4 mm/a.     

月平均海平面变化对设计水位的影响——推荐一种计算设计水位的方法

利用2种高(低)潮序列统计了高(低)潮累积频率,一是从记录原点起算的高(低)潮序列Ⅰ,一是从月平均海平面起算的高(低)潮序列Ⅱ。可以发现:不同年份的高(低)潮序列Ⅰ的累积频率10%(90%)对应的潮位之间存在明显的差异,这主要是由于不同年份月平均海平面变化之间的差异引起的。同时也发现:不同年份高(低)潮序列Ⅱ的累积频率10%(90%)对应的潮位彼此比较一致,表明用不同年份的高(低)潮序列Ⅱ获得的结果在统计意义上是稳定的。为了得到安全稳定的设计高(低)水位,引人了月平均海平面特征极大(小)值。本文建议,设计高(低)水位取为月平均海平面特征极大(小)值与高(低)潮序列II累积频率10%(90%)对应的潮位之和。     

南海海平面季节变化机制的研究

利用Ssalto/Duacs卫星高度计的融合数据和英国气象局哈德利中心的EN4.2.1版本的数据产品,结合1.5层约化重力模式,研究了南海海平面季节变化规律及其影响机制。南海海平面季节变化特征显著,在冬季和夏季、春季和秋季呈现出相反的变化特征。南海区域平均海平面最高值出现在11月,最低值出现在6月,海平面变化年振幅约为10 cm。海平面季节变化信号能够解释南海西北和西南大陆架海域月平均海平面变化的70%～95%,而对南海内区及东部海域的解释方差较小,为20%～60%。南海海平面季节变化主要受比容效应和风应力强迫的动力海平面变化的影响,比容效应是南海东北部海域海平面变化的主要原因,能解释海平面季节变化的50%以上;风应力强迫只对南海中部海域的海平面季节变化起主导作用,其解释方差为50%～80%。导致南海中部海域海平面变化的风应力强迫包括热带太平洋风强迫和南海局地风强迫两部分。     

杭州湾潮汐特征时空变化及原因分析

杭州湾是世界著名的强潮河口湾,一直是研究的热点。基于杭州湾口内外实测潮汐资料,对杭州湾潮汐特征及时空变化进行了系统分析,包括高潮位、低潮位、平均潮位、潮差、涨潮历时以及天文潮变化,同时分析了20世纪80年代以来潮汐特征变化的原因。结果表明:最近50年来,杭州湾年平均高潮位和海平面抬高,潮差增大;澉浦年平均低潮位抬高,涨潮历时缩短,浅海分潮增大;钱塘江河口治江缩窄是造成杭州湾潮汐变化的主要因素;浙江和邻近海域的涉海工程可能是造成浙江沿海海平面上升的主要原因之一。     

乐清湾潮汐时空分布特征

利用乐清湾3个潮位站多年长期观测资料,分析了乐清湾海域潮汐特征值、平均海平面、高潮位的分布特征。分析结果表明:乐清湾海域潮汐呈现明显的时空分布特征:自湾口至湾顶,浅海效应逐渐增强,平均海平面先减小后增大,高潮位值随着深入湾顶依次递增;平均海平面年内分布表现为驼峰特征,主峰出现在秋汛9月份邻近时段,次峰则出现在6月份左右;3个测站相同月份累年月极值出现分别为同一系统影响所致,且相关性较好,这对于在江厦站潮位资料获取受限的情况下,做好乐清湾顶风暴潮预警报发布工作具有重大意义。     

江苏近岸海域水位变化特征分析

基于江苏沿海连云港、吕四两个测点的验潮站多年的观测资料以及AVISO卫星高度计资料,利用统计分析方法和潮汐调和分析方法研究江苏沿海地区的海洋水位变化特征。结果表明:江苏沿海海平面和潮差均呈上升趋势,海平面上升速度达3.35 mm/a,高于全球和区域海平面的上升速度;对采样间隔为1 h的潮位连续观测数据作调和分析,各验潮站主要半日分潮的振幅呈上升趋势,全日分潮的振幅呈下降趋势,S_a分潮的周期性变化与El Nino现象有关。     

鸭绿江口的潮汐特征

对1985年和1996年鸭绿江口6个站位的水位数据进行调和分析,结果显示,鸭绿江口的潮汐以半日潮为主,M2 分潮占优.此外,潮高日不等和涨落潮历时不等的现象较为显著,与实测水位结果一致;由口门向上游方向潮差逐渐减小,落潮历时增大,涨潮历时减小,且落潮历时长于涨潮历时.最下游枢岛验潮站的平均海平面为0.08 m;最上游丹东站为1.14 m(1985);从下游至上游平均海平面呈现增大趋势,主要原因是鸭绿江口为向上游迅速束窄的狭长形喇叭口,大面潮水涌入后水位被束窄抬升所致.利用调和常数计算的潮位与观测数据基本吻合,表明研究区观测期间水位主要受潮汐作用的控制.     

渤海、黄海沿岸主要港湾假潮的基本特征

基于港湾假潮振动的基本原理，从渤海、黄海沿岸20个验潮站多年水位自记曲线资料获取假潮参数，并对其做了统计分析，给出了假潮的统计特征，还讨论了假潮形成的初步原因。结果表明，该海域主要港湾假潮出现具有明显的局地性、季节性和年际变化；夏季是大振幅假潮（振幅^1)≥80cm）的多发期，冬季基本上不出现；龙口港湾的大振幅假潮最为突出，最大振幅可达293cm；气压和风速、风向突变的良好配合，是发生大振幅假潮的主要原因。     

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.     

赤湾验潮站搬迁前后潮位变化特征及其订正

赤湾海洋站是国家海洋局在深圳西部海域唯一的潮汐观测站点,至今已观测30多年。由于地理位置特殊,2008年起该站被选为《中国海平面公报》反映珠江口海平面变化的代表站。2012年10月该站搬至新验潮站,受此影响,其潮位观测序列产生了差异性和不连续性。本文通过计算机编程实现了对海洋站水文气象数据的质量控制。同时,采用赤湾站与邻近验潮站进行对比的方法得出新旧站的潮位差值,初步探讨了搬站前后潮位观测结果的订正方案,并研究其建站以来的历史海平面变化特征。这对确保该站潮位资料的准确性及代表性具有重要意义,同时也为珠江口海域防灾减灾、涉海工程、风暴潮预报等提供了数据支撑。