防城港湾潮余流及潮汐不对称特征

【目的】研究防城港湾潮汐和潮流不对称特征,以期对防城港湾的开发、治理和利用提供科学参考。【方法】利用同步实测的水文资料和同期的水深地形数据,建立防城港湾及其邻近海域的水动力数学模型,对潮汐潮流过程进行数值模拟研究,分析防城港湾Eular、Stokes与Lagrange余流的时空特征,以及防城港湾的潮汐和潮流不对称的基本特征及其产生原因。【结果与结论】1)由于潮汐变形,Stokes与Eular余流在大潮期间量值相当、方向相反。防城港湾Eular余流不能指示水体(物质)输运的方向。2)大潮期间Eular与Lagrange余流流速大,小潮期间则比较弱。3)水体输运主要表现为正压流特征,即深槽处水体向海输运,浅滩处水体向上游湾顶方向输运。4)东湾、西湾的潮汐和潮流总体上均表现为落潮主导型。对潮汐不对称的第一贡献来自K1/O1/M2分潮组合,第二贡献主要为K1/M2/MK3分潮组合,表明浅水分潮有一定作用。5)K1/O1/M2分潮组合与总体的潮汐不对称具有较好的相关性,其它分潮组合的贡献一般情况下并不能改变潮汐不对称的总体型式。潮流不对称亦呈现落潮主导型。潮汐不对称和潮流不对称二者一致。     

中国近海潮汐对倾斜固体潮观测的影响

本文利用中国近海潮汐图较系统地研究了中国近海潮汐对地倾斜固体潮观测的影响。计算出不同海域的几个主要潮波(M_2、S_2、O_1和K_1~-波)对我国北京、广州等22个观测站地倾斜固体潮的海潮改正值,讨论了中国大陆地区倾斜负荷潮汐的地理分布特征。计算结果说明中国大陆地区均存在着倾斜负荷潮汐效应,并受中国近海潮汐的控制,所以在利用倾斜固体潮观测资料作地球物理解释工作时,必须顾及中国沿海的海潮影响。     

潮汐与地震关系研究进展

本文概要论述了当前国内外对潮汐应力与地震之间关系的研究进展,介绍了典型的潮汐触发型地震孕震过程中有关联的潮汐参数与振幅变化。文中用具体事例证实了潮汐具有触发地震作用,最后指出根据震前的潮汐变化来捕捉地震前兆是一种行之有效的方法,应进一步加以重视。     

武汉重力固体潮长周期潮汐参数的确定

基于武汉国际重力潮汐基准台GWR-C032型超导重力仪记录的1997年到2002年的重力潮汐数据,研究了重力固体潮长周期潮汐波的潮汐参数特征。引进一种新的VAV重力固体潮汐分析方法,设计了有效的漂移模型,考虑台站气压、极移和日长变化对重力的影响,得到非潮汐变化量为22．54nms^-2／a。     

海底扩张的潮汐模式

2000年6月底，东京以南的伊豆岛开始发生火山与地震活动。此后，在伊豆岛观测到异常的地壳变形，8月底，火山与地震活动达到高潮。对潮汐与火山和地震活动的关系进行了分析，认为：地壳变形是由伊豆岛的岩脉侵入引起的，并且与强潮汐天文条件相对应。根据观测和计算数据提出了海底扩张的潮汐模式。     

固体潮汐参数变化与地震关系研究

运用潮汐计算模型及固体潮汐数字化观测结果,计算了固体潮汐参数,并对计算结果进行了对比。结果表明：整点和加密采样（10min）两种采样方法除计算的中误差有一些差别外,对固体潮汐因子的影响不大。同时用辅助气压观测及首都圈体应变观测数据计算了体应变日异常频次,并与观测台站附近的小震活动进行了对比,讨论了远震及震源区地震活动与固体潮汐数字化观测结果间的关系。     

地震的潮汐应力位相与序列类型

本文进一步研究了我国大陆上强震的潮汐应力位相与地震序列类型的关系。不同类型的地震序列,其主震的潮汐最大剪应力的位相具有明显的优势分布。可以认为潮汐最大剪应力的位相是地震时地壳应力积累速率的一个标志。不同类型的地震序列的潮汐最大剪应力的位相和潮汐流体静应力的位相具有确定的组合特征,它与岩石力学实验中不同加载方式的应力途径实验结果相吻合。     

地下水位中潮汐与气压效应分析

从井水位中潮汐与气压效应的原理分析入手,着重解决输入量间的多重共线性问题。采用偏最小二乘法回归模型对水位数据中的潮汐与气压效应进行计算发现,该方法得到的潮汐与气压响应系数可正确反映潮汐引力与气压波动的物理过程;潮汐系数、气压系数、气压作用的滞后与延时常数等与含水层参数（储水率、孔隙度、渗透率、体积模量等）以及井孔区域的地壳应力应变状态密切相关。通过川03井连续60 d井水位（步长为9 d）的计算,可从响应系数里识别明显的地震同震响应、震后调整过程和清晰的地震前兆异常。     

固体潮潮汐因子的空间分布特征与机理

基于Ｏ１波与Ｋ１波和Ｍ２波潮汐因子的比值，介绍了我国南北地震带及华北等地区９个重力台站（１０套重力仪）、１０个静水位井、１１个倾斜及线应变台站潮汐因子的空间分布特征。与莫氏地球模型对比，重力线应变和水位潮汐中，Ｏ１波与Ｋ１波潮汐因子的比值均显示了液态地核的振荡效应。倾斜固体潮中，潮汐因子（特别是ＮＳ向）受局部构造环境影响畸变严重     

淮北台倾斜潮汐试验观测结果

固体潮汐观测为研究地球密度,弹性等性质提供勒夫数组合的潮汐弹性因子。近年来,监视潮汐因子随时间的变化以探索与强地震之间的关系,在理论和实践上都引起了人们的重视。 对于变幅仅为30毫秒左右的倾斜潮波,只有在观测条件较好,仪器格值较小的情况下     

海潮模型和格林函数对海潮位移改正的影响

根据海洋负荷潮理论，海潮位移改正的计算取决于海潮模型和格林函数的选取，因此，针对不同的海潮模型和不同的格林函数分别计算了海潮位移改正，并且比较和分析了它们对海潮位移改正所带来的影响。结果表明，不同海潮模型和不同格林函数对海潮改正的计算值有一定的影响，而且相对来说，不同海潮模型所引起的差别较大，但是这种差别对GPS数据处理的最终结果影响不大。     

青岛台站重力固体潮和海潮负荷特征研究

选取青岛台站2012-01~2013-02 gPhone重力仪连续观测资料进行预处理和调和分析,获得其重力潮汐参数,并选取8个全球海潮模型对O1、K1和M2潮波进行海潮负荷改正。结果表明：1）8个主要潮波调和分析的振幅因子标准差均在2.6%之内,与理论潮汐模型值的差异也在3.0%之内;2）利用海潮模型对O1、K1和M2潮波进行改正能有效地降低残差矢量,观测残差负荷改正的有效性大致分布在30%~75%,全球海潮模型对青岛台站主要潮波的海潮负荷改正差别不大。     

利用短期静态PPP结果反演海潮负荷位移

采用香港11个GPS测站的观测资料进行1 h、2 h、3 h和4h静态PPP解算,获得4组PPP坐标序列,利用调和分析求取11个测站处8个主要分潮的负荷位移参数（振幅和相位）,将其与海潮模型计算的负荷位移参数进行对比,并比较分析PPP反演值与海潮模型值改正海潮负荷信号的效果。结果表明,垂直和水平方向上,不同PPP结果反演8个分潮的负荷位移分别具有约5 mm和7 mm的差异;PPP反演8个分潮垂向负荷位移优于全球海潮模型,但水平方向上的反演效果稍弱。     

基于谱-有限元法的SNERI地球模型固体潮形变计算

基于谱-有限元法计算一个球型、非自转、完全弹性、各向同性(SNERI)的地球固体潮形变,其中地球固体部分潮汐形变的弱解用哈密顿变分原理给出,液核部分的弱解采用静态中性分层的流体近似。计算过程中把SNERI地球进行等间距球层剖分,球面上对解函数和试探函数采用球谐展开,径向上采用线性插值。比较数值计算结果与同质地球模型的解析解结果得出,1 km径向等距剖分即可获得10~(-8)精度量级的低阶Love数。基于PREM地球模型的计算结果表明,谱-有限元法计算的固体潮2～3阶Love数与Runge-Kutta法的计算值差异在10~(-4)量级;与武汉台超导重力仪8个主潮波的实测重力潮汐因子相比,本方法计算的理论重力潮汐因子相差平均约0.15%。研究结果说明,谱-有限元法具有较好的收敛性与较高的计算精度,比传统Runge-Kutta法更适用于高精度地计算复杂地球模型的固体潮形变。     

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云南丽江台OSG-066重力潮汐观测结果及应用

基于云南丽江台超导重力仪OSG-066超过5 a的连续重力潮汐观测资料，获取高精度潮汐参数并构建地方重力潮汐模型，为丽江地区精确重力潮汐改正提供参考。研究9个全球海潮模型在丽江台的重力影响改正有效性，用时域内回归分析法和频域内小波分析法分别研究大气重力导纳值的变化特征，并利用观测潮汐数据估算自由核章动本征参数。结果表明，9个海潮模型在丽江台的重力影响改正效果基本一致，NAO.99b模型的改正精度较高；大气重力导纳值在时域和频域内均显示出较为明显的季节性变化特征，且与降雨量变化存在负相关关系。自由核章动本征周期为431.5(411.2, 454.0)恒星日，品质因子为 -2 796。     

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基于多源海事数据的大型船舶精细化分段乘潮研究

针对大型船舶长航道乘潮进港窗口期时长不充足问题,本文提出了基于船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）数据、港口潮汐数据、官方电子海图数据和航道地理位置数据等多源海事数据的大型船舶长航道精细化分段乘潮模型。首先,基于AIS数据采用K中心点算法对大型船舶乘潮航行行为特征进行挖掘,识别出大型船舶乘潮航迹关键点,计算大型船舶乘潮航行行为变化关键船位点。接着,结合长航道地理环境特征和大型船舶航行行为特征对长航道进行精细化分段,在此基础上基于港口潮汐数据构建大型船舶精细化分段乘潮窗口期计算模型。其次,设计乘潮历时自适应排列算法求解大型船舶乘潮最长窗口期;然后,以黄骅港综合港区航道为例验证了本文所提出的精细化分段乘潮模型。最后,基于电子海图数据利用地理信息系统平台实现大型船舶精细化分段乘潮三维动态推演,进一步验证大型船舶精细化分段乘潮航行的安全性。结果表明,该模型能够有效增加大型船舶乘潮进港窗口期时长,提高大型船舶乘潮进港效率,可为港航管理部门制定大型船舶进港计划提供理论指导。