台湾海峡海流结构及海水通量

主要根据台湾海峡的实测海流资料，以夏、冬为代表季节，分析了台湾海峡２－３个纬向断面的海流结构，计算出各断面的海水能量。结果表明：夏季，台湾海峡中、北部海域各层的海流一般偏Ｎ向流动。     

海流能：本世纪以来开始商业化运作

海流能是指蕴涵于海水流动中的能量,具有能量密度大、出力稳定等特点。据估计,世界各大洋中所有海流的总功率达50亿千瓦左右,是海洋能中蕴藏量最大的一种。目前,世界上从事海流能开发的国家主要有美国、英国、加拿大、日本、意大利和中国等,其中英国的海流能发电已进入商业化运作阶段。     

夏季北黄海南部定点高分辨率实测海流分析

对夏季北黄海南部一定点高分辨率连续ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)海流实测资料,使用调和分析方法分解成3部分:不随时间变化的定常余流,周期性潮流和剩余流,再将潮流分解为正压潮流和斜压潮流。通过对实测海流中各组分的分析,结合同时期卫星反演海面风场资料,温度、盐度断面调查资料,得到以下结论:夏季该站点上层定常余流的主导动力控制因素是风应力,上层表现出明显的Ekman风海流特征,中、下层流速方向与表层流向基本成反向,体现出"上进下出"的垂向空间结构,定常流速最大位于近表层,可以达到5cm/s以上;各层的潮流类型均为正规半日潮流,主要半日潮潮流椭圆长轴的方向基本上呈东南-西北方向,其椭率在近底层达到最大值,中、上层较小;从能量角度分析该站点各海流组分,潮流与剩余流所占能量较大,平均起来看,潮流能量占测量海流能量的77%,而定常余流仅占0.6%,该点的斜压潮流较弱,平均斜压潮流能量仅占正压潮流能量的5%。     

卧式海流发电装置叶轮特性仿真研究

基于上海海洋大学研制的卧式海流能发电装置,在对叶片受力进行分析的基础上,采用雷诺平均N-S方程和滑移网格技术,对不同工况下的叶轮运动进行了数值模拟,获得了力矩系数、能量转换效率及功率等性能参数。通过分析比较不同工况下的各性能参数的变化规律,发现叶轮运动具有周期性,一个周期内的相邻极大、极小值之间相差72°相位角;随着海流速度和叶轮转速的增大,输出功率逐渐增大;而力矩系数和能量利用效率却呈现先增大后减小的趋势,在海流速度v=1.5 m/s,尖速比λ=2.46时,能量转换效率最大,可达到34.6%,输出功率为373 W,并与海试结果进行了对比分析。     

海洋能开发及其在我国的前景

一、国外海洋能开发的评价和趋向现代文献中海洋能的概念,包括潮汐和潮流、波浪、海流、海洋温差、海洋盐差能等几种。潮汐和潮流源自月球和太阳的引力,其余都源自太阳能。其能量形式:潮汐和潮流、波浪、海流是机械能,海洋温差是     

2008年8—9月份吕宋海峡西南侧锚定ADCP的斜压海流观测

2008年8月份在吕宋海峡西侧大约4000m深的海域首次布放了两套深水潜标,对上层海洋进行了为期一个月的高频率ADCP海流采样。对数据进行了多重处理,分解得到平均流和逐层潮流,并分析了具有斜压性海流的频率分布。调和分析结果表明,该海域以不规则日周期潮流为主,潮流椭圆随深度旋转。海流的功率谱分析表明,内潮能量在温跃层附近最大,并随深度减小,同时海流有明显的近惯性振荡信号。该观测为了解吕宋海峡深层海洋的潮流、近惯性运动以及海峡水交换提供了第一手的资料。     

北部湾单站海流旋转谱分析

本文对北部湾内一个连续7d的海流观测站的资料进行旋转谱分析。结果表明,该海区潮流属于不正规全日潮,全日周期分量的谱能量与半日周期分量的谱能量的比值为1.7。全日周期分量的椭圆主轴方向为341°,且椭圆主轴方向较稳定。整个流场基本上受顺时针旋转流所控制。总的趋势,在低频段海流的北分量自谱能量远比东分量自谱大。东分量谱相对北分量有一个较短的时间滞后,且北分量与东分量相关性较好。分析结果与以往对测站所在海区观测的潮流准调和分析结果相吻合。     

南海北部大陆坡区斜压海流的垂向结构

对南海北部陆坡区一定点站连续28.6d的27个等间隔水层(11,15,…,115m)的ADCP海流观测资料进行正压海流、斜压海流分解, 运用调和分析、功率谱分析和能量计算等方法着重对观测点各水层的斜压海流的时间序列进行研究.得到如下结果:(1)斜压海流向岸分量平均值、斜压海流两分量样本标准差、斜压海流K1分潮流振幅、斜压海流的平均涡动动能以及斜压海流向岸分量功率谱显著的谱峰值的垂向分布均随深度的增加由大变小再变大.(2)斜压海流的日周期显著, 斜压海流的日分潮流的椭圆长轴方向偏NW-SE向, 日分潮流作顺时针方向旋转;斜压海流的日分潮流迟角的垂向分布是:约以67m为界,界面附近水层的迟角变化较大,远离界面的水层的迟角分布较稳定,界面上、下水体的迟角反向;67m层以浅水层, 相对集中在300°附近,67m以深水层,主要分布在120°周围.(3)斜压海流的平均涡动动能较大,约占实测海流平均动能的41%,其向岸分量大于沿岸分量, 且其大小与日分潮流椭圆的长短轴分布相对应.(4)斜压海流功率谱峰值显著周期在24h左右;19与99m层相同,为23.6h,55m层为24.4h;斜压海流向岸分量与沿岸分量功率谱的显著谱峰值的垂向分布有所不同, 前者随深度增加由大变小再变大,后者则随深度增加而减小.     

基于电子海图的智能潜水器路径规划研究

随着地理信息系统技术的发展,电子海图作为一种专门的电子地图也越来越成熟。电子海图中提供了详细而准确的海洋环境信息。利用电子海图的环境建模和考虑海流因素的遗传搜索策略为解决大范围海洋环境下智能潜水器全局路径规划提供了一个新的方法。利用电子海图中的信息对智能潜水器的工作环境进行环境建模,以遗传多目标优化算法为搜索策略进行全局路径规划,并考虑海流因素对潜水器的影响,使潜水器在航行时可充分利用海流的能量。通过仿真试验对环境建模和路径规划进行了验证。该方法具有很好的实用性。     

北太平洋副热带逆流区海流的准90天振荡

根据 POCM模式输出的流场资料 (1993年 1月 1日～ 1998年 12月 31日 ) ,运用小波分析方法分析北太平洋副热带逆流区海流的季节内振荡特征 ,并用功率谱方法作了验证。结果表明 :在以 19.81°N为中心 ,18～ 2 2°N,16 0°E以西的西太平洋海域 ,海流具有显著的准 90 d振荡特征 ;该振荡对应的波长约为 86 5 km,沿 19.81°N该振荡信号自东向西传播的相速度约为 0 .0 9m/ s。从能量角度看 ,该振荡信号主要存在于 15 0 m以内的海洋次表层 ,2 2 2 .5 m深度能量是 6 2 .5 m能量的13%。     

海流计的发展现状及其应用

为解决海流计在实际应用中存在的部分专业术语不规范、译名不统一和归类有差异等问题,促进海洋观测仪器的发展和应用,文章参照相关标准规范、权威专著和专业文献等资料,根据海流计的工作原理和使用性质,结合业界实践经验,系统梳理各类型海流计的命名、分类、适用范围、特点和发展方向等内容。研究结果表明：海流计可定义为“一种用于测量海水流速和流向的仪器”,根据工作原理主要分为机械式海流计、电磁海流计、声学海流计和其他海流计4个大类,不同类型的海流计各具特性;其中,机械式海流计主要包括厄克曼海流计、印刷海流计、照相型海流计、磁录式海流计、遥测海流计和直读式海流计,电磁海流计主要包括地磁场电磁海流计和人造磁场电磁海流计,声学海流计主要包括声学多普勒流速剖面仪、声学多普勒海流单点测量仪、声学多普勒流速仪和时差式声学海流计,其他海流计主要包括激光多普勒测速仪、电阻式海流计、应变片海流计、倾斜式海流计、粒子图像测速仪和海洋湍流剖面仪。     

“浪轮机”型小型发电装置

浪轮机是一种特殊的涡轮机,它由波浪推动,而不是由海流推动。本文介绍了浪轮机的原理、设计以及实验室和海上试验的结果。利用浪轮机可把海浪能量有效地转换为电能。     

大洋中尺涡之谜

60年代以前,由于缺乏精密的海洋观测手段,人们只是通过一些物理现象,发现了大洋中的表层环流,并建立起风生海流的理论。然而,根据这种理论,还不能绘制出准确的大洋海流图,对于具体海流的动力及能量交换关系,也难于作出令人信服的评价。于是,人们开始借助新的探测手段,去深入研究认识大洋环流,由于海洋观测手段的逐步改进,特别是利用人造地球卫星来观测海洋,使人们获得     

海面风的铅直结构

海面风在海气能量交换过程中几乎起主导作用。这是因为海波、海流和海水团变性等的发生、发展及消失等现象的演变和维持,实质上都同海面风直接相联系。因此,从海气相互作用和海气能量交换的观点来了解海面风的铅直分布结构是有实际意义的,这不仅可以提供海洋学科所不可少的气象学知识与情报,而且     

关于海流仪测量准确度的浅析

本文分析了海流测量误差的来源,论述了对海流仪检定设备的要求,归纳了海流仪测量准确度的表达法,最后,为统一海流仪测量准确度,提出几点建议。     

基于相对运动考虑海流影响的拦截弹布放方法

为了提高海流影响下的悬浮式深弹拦雷概率,建立了海流使悬浮式深弹布放位置产生偏移的简化模型,分析了采用非标准射击条件修正方法进行海流修正的不足,进而提出了基于相对运动的海流修正方法,计算得到了考虑海流影响下的悬浮式深弹布放参数;然后通过计算机仿真理论验证了是否考虑及修正海流影响对悬浮式深弹拦雷效果的影响。 结果表明:当鱼雷报警距离为远,海流流速为 3 kn 时,修正海流影响能够使悬浮式深弹的拦雷概率提高 10% ~20%。     

基于水平轴海流能发电系统的海流流速神经网络软测量

为了解决海流能发电系统中,有效海流流速难以测量的问题,提出将水平轴海流能发电系统当成一个大型流速仪,用于海流流速的软测量研究。分析了水平轴海流能发电系统的工作原理和运行过程,建立了基于BP人工神经网络的软测量数学模型。将叶轮机转速,发电机输出功率和占空比信号作为输入变量,将海流流速作为输出变量。仿真结果表明,所建立的BP神经网络是海流流速软测量的有效方法,能较好地跟踪有效海流流速的变化趋势,并具有较高的估计精度。     

杭州湾地波雷达观测的海流数据取样率分析

根据杭州湾口区两台地波雷达5个半月观测的资料,对其中的3 189个有效观测时次的海流数据取样率(CSR)在空间和时间上的变化规律进行了分析,结果表明,在两台雷达波交叉观测的中心区域各测点的地波雷达观测的海流数据取样率高于外围区域,在中心区域海流数据取样率可达98%以上,向外围区域海流数据取样率逐渐平缓递减,到边缘区域海流数据取样率仅在20%以下;地波雷达观测的海流数据取样率有明显的日变化,白天海流数据取样率明显低于夜间;17时海流数据平均取样率达到最低值(约49%),然后很快上升,至02时达最高值(约74%),然后再缓慢下降至17时为止。同时在10时和20时地波雷达观测的海流数据取样率呈现两个相对低值点,可能与人们在这两个时段通讯繁忙所造成的干扰有一定的关系。海流流速对地波雷达观测的海流数据取样率也有较大影响,呈负相关,流速大时海流数据取样率比流速小时的要低,在海流数据取样率大于98%的中心区域,流速和海流数据取样率的相关系数小于-0.8,在海流数据取样率大于60%的区域,流速和海流数据取样率的相关系数小于-0.6,体现明显的相互关联。地波雷达观测的海流数据取样率和潮汐有着每日4次的良好相干,而似乎和风没有显著的关系。希望这些分析对地波雷达以后的推广使用能积累一些经验和参考意见。     

晚更新世以来南海冬季古海流分布格局和演化机制

总结了前人对南海12个岩心的Uk’37法所反演的古海表温度,结合晚更新世以来典型地质时期南海海洋环境记录,探讨了晚更新世(120kaBP)以来南海冬季表层古海流分布格局及其演变机制。结果显示:南海冰期与间冰期冬季的表层古海流存在明显差异,冰期冷性海流势力强盛,表层海流呈逆时针环流;间冰期暖性海流势力较强,表层海流呈双向穿越流。黑潮势力的变化对南海的表层海流性质与格局起重要作用。     

测流浮标系统中仪器架的改进

近年来,海洋物理学调查十分重视敷设小型浮标来获取海洋中、长期海流资料。 我国现行浮标测流所用的海流测量仪器主要是国产HLJ1—1型印刷海流计、进口的萨瓦纽斯转子海流计和安德拉记录海流计。对于后两种海流计,在锚定浮标系统中尚可直接与锚定缆串联;对于前者则要用一种平衡浮子相配套的三角架(如图1所示)。