上海开发出第二代海洋水文潮流应用软件包

上海计算所在完成了“七五”国家重点科技攻关项目海洋水文潮流应用软件之后,根据我国的实际需要,又继续开发出第二代的海洋水文应用软件包。与以前的潮流分析软件不同之处,在于该软件包不仅在潮汐、潮流分析阶段可根据用户要求任意选择分潮进行分析,而且在潮汐、潮流预报阶段也能任选分潮,同时还增加了逐时预报的功能。这一改进,有效地提高了原应用软件的分析精度、灵活性和通用性,为海洋水文、水上交通、水利、环保、海洋工程、军事等部门提供了科学的分析预报手段。     

我国首创海洋水文潮流应用软件 该软件在我国大有发展前途

上海计算技术研究所研制的“海洋水文潮流应用软件”是“七五”国家重点科技攻关项目,已通过了机电部0500系列计算机软件中心主持的鉴定。该课题解决了海洋科学、海洋工程、海洋环境与规划设计等有关问题,为海洋、近海、河口地区潮流的研究提供了分析、计算的有效工具。过去流行的潮流分析算法软件存在不少局限性,其主要原因是仅固定几个分潮,限制条件较多,用户不能按实际观测资料,不能按该海区的潮汐特性来选取、调整不同组合形     

渤黄海潮汐潮流精细化数值模拟及可视化预报系统

利用有限元海洋模式ADCIRC (Advanced Circulation Model),建立了高分辨率的渤黄海二维潮汐潮流数值模型,该模型以M2,S2,K1,O1等8个分潮的水位作为驱动,模拟出了该8个分潮的潮汐潮流调和常数;利用该调和常数预报的潮位和二维平均潮流与实测资料相比,符合较好;利用模拟得到的潮汐潮流调和常...     

黄河现行河口的潮区界

本文根据1984年5月和7月对黄河口进行的水文泥沙测验资料,分析了现行黄河口的潮区界和潮流界,对了解黄河口和研究制定治理河口方案提供了参考依据。凡是流入海洋的河流,在其下游河段受到海潮的顶托作用,都有一段感潮段。在感潮段内的水位受到海水潮汐涨落的影响,随着潮汐的周期作     

潮汐预报研究迈出新步伐 上海研制成调和浅水分潮预报软件

上海市自然科学基金项目——提高潮汐预报精度方法与应用软件研究,是对潮汐学中实用预报技术的更高层次的探索,已由上海计算技术研究所全面完成,并于4月1日在沪通过技术鉴定.在浅海河口地区,由于曲折的岸线、海底摩擦作用,以及与浅海分潮有关的不同分潮之间相互作用的影响,使以往潮汐分析和预报模式在实际应用中存在一定误差,尤其是对于高低潮位和潮时预报,往往与实际测量数值偏差较大.此项研究工作较好地解决了这一问题,提高了潮汐预报的精度.其取得的重要成果有:     

渤海和黄海潮汐潮流分布的基本特征

对渤海和黄海的潮汐潮流的基本特征，日本小仓伸吉(1936年)等，以及我国全国海洋综合调查(1964年)都曾进行过分析和研究；但由于资料的限制，仅对本海区的潮汐潮流特征进行了一般性的探讨。近几年，我们搜集了较多的资料，主要是国外发表的沿岸验潮数值，并使用了我所和国家海洋局科技情报研究所在潮流大面积预报工作中得出的潮流调和常数。作者曾根据这些资料分析研究了东海潮汐和潮流的特征。本文是这项工作的继续，采用上述方法对渤海和黄海的潮汐潮流进行了分析计算，得到渤海和黄海如下一些潮汐潮流的基本特征。     

黄海、东海潮汐余差谱的初步分析

目前世界各国出版的潮汐表和潮流表几乎全是采用调和方法推算的,对于用这种方法进行的潮汐预报的误差已有许多人做过研究;我国也曾有人从调和常数准确度和分潮选取方面进行了研究,并研究了浅水港口的潮汐预报方法。我所与国家海洋局情报研究所潮流组的同志在这方面做了一些工作:在一定程度上提高了潮汐预报的准确度;满足了实践的需要。然而,潮汐预报余差(即实测水位与预报潮高之差)减小的量值与余差本身相比仍是微小。例如在浅水港口吴淞,用1963年实测水位资料的分析结果预报1970年的潮位,采用 Doodson的方法预报,低潮时间的误差在半小时以上者占49%,而采用浅水准调和分潮方法预报,则仅占9%。前者余差的标准差是20.6厘米,后者约为19.7厘米,两者只相差0.9厘米,对余差总体来说,所减少的量值还是很小的。 验潮站测得的每小时一次的水位值,实际上可以认为是周期性和非周期性水位之和。其中,周期部分是潮汐诸分潮振动的迭加结果;在实测水位中扣除预报的潮高后得到的余差基本上可看作是非周期性的。从谱结构来看,实测水位不仅是一系列以线谱为特征的分潮的迭加,而且还有本底噪声以及介于两者之间的非线性相互作用所导致的一些随机起伏。所以,用调和方法预报潮汐,其准确度必有某些限制。为了进一步研究潮汐预报误差,国外曾有人对特定地点的潮汐预报余差进行谱分析,从而得到了一些有意义的结果。本文即拟通过潮汐预报余差功率谱研究潮汐预报的准确度和误差的性质。     

渤、黄、东海潮汐、潮流的数值模拟与研究

基于FVCOM海洋数值模式,采用高分辨率的三角形网格,对渤、黄、东海的潮汐、潮流进行数值模拟,并通过比较120个沿岸验潮站和14个潮流观测站的实测与模拟结果进行模型验证,两者符合较好。根据模拟结果,给出了四个主要分潮的潮汐同潮图和5m层潮流最大流速及最大潮流同潮时分布。渤、黄、东海共有5个半日分潮和3个全日分潮的独立旋转潮波系统,且都呈逆时针方向旋转;半日潮流和全日潮流各有12个圆流点;在冲绳岛和奄美岛两侧的4个半日潮流圆流点分别呈对称分布,其中有3个为本文首次给出;在日本九州岛西侧还新给出2个全日潮流圆流点。有关它们的存在性需要实测资料的进一步检验。     

蓬莱两大潮波接续处的潮汐潮流特性分析

通过对蓬莱沿岸海域多站位潮汐潮流实际观测,研究分析了其东、西两侧潮汐潮流特性。其中,受不同潮波系统控制下的半日分潮影响,蓬莱东、西两侧潮汐有较大差异,而全日分潮虽处同一潮波系统下,但量值较小、作用影响不大;东、西两侧潮流差异相对潮汐较小,半日潮流和全日潮流的变化特性与潮汐对应分潮的变化均不相同。     

北仑港及邻近海区潮汐特性初探

北仑港虽然位于杭州湾口门南岸,但是本海区潮汐特性与杭州湾及浙江省其他海区明显不同。本文根据多次水文调查资料分析了本海区潮汐特性,认为造成这独特的特性不是由于这海区局部的地形而是浙江沿岸的潮波系统受到非潮汐力作用的结果。“源”于三门湾外的浙江沿岸潮波在向北传布时受到低频流的作用,削弱了M_2分潮的成分,形成浙江近海自南向北递减的M_2分潮系统,而全日分潮(O_1+K_1)则南北相似,因而造成本海区与其他海区不同的潮性比。北仑海区存在两股方向不同的涨潮流:即从穿山水道和螺头水道传来的东股涨潮流和从金塘岛西侧进入本海区的北股涨潮流,这是本海区地形造成的,它加剧了上述M_2分潮的衰变。     

潮汐预报研究迈出新步伐——上海研制成调和浅水分潮预报软件

上海市自然科学基金项目──提高潮汐预报精度方法与应用软件研究,是对潮汐学中实用预报技术的更高层次的探索 已由上海计算技术研究所全面完成,并于1991年4月1日在泸通过技术鉴定。 在浅海河口地区,由于曲折的岸线、海底摩擦作用,以及与浅海分潮有关的不同分潮之间相助作用的影响,使以往潮汐分析和预告模式在实际应用中存在一定误差,尤其对于高低潮位和潮时预告,往往与实际测量数据偏差较大。此项研究工作较好地解决了这一问题,提高了潮汐预告的精度。其取得的重要成果有:     

全球大洋潮汐模式在北印度洋潮汐预报准确性的评估

为评估DTU10、TPXO8、GOT00.2和NAO.99b 4个全球大洋潮汐模式对北印度洋潮汐的预报能力,采用英国海洋资料中心提供的海区中部和沿岸站潮汐调和常数资料,检验了这些模式4个主要分潮(M_2、S_2、K_1、O_1)的准确度。它们的各分潮调和常数资料准确度都比较高,振幅绝均差的最大值仅5.61 cm,迟角绝均差的最大值仅9.13°。这些模式的调和常数给出潮波传播特征差别不大。基于这些模式提供的调和常数,分别建立了北印度洋4、8和16分潮潮汐预报模型,将预报结果与中国海事服务网提供的沿岸24个站潮汐表资料进行对比。各模式的8分潮(M_2、S_2、N_2、K_2、K_1、O_1、P_1、Q_1)潮汐预报模型均优于4分潮(M_2、S_2、K_1、O_1)潮汐预报模型,NAO.99b模式可以提供16分潮(M_2、S_2、N_2、K_2、K_1、O_1、P_1、Q_1、MU_2、NU_2、T_2、L_2、2N_2、J_1、M1、OO_1)潮汐预报模型,但是对预报结果改善不明显;在各模式中,GOT00.2模式的8分潮潮汐预报模型对北印度洋沿岸的预报效果最好,平均绝均差为14.97 cm。     

烟台北部近岸海域潮流数值模拟

采用ADI法,分别模拟烟台北部海域四大分潮(M_2、S_2、K_1、O_1),得到潮汐潮流性质、潮流椭圆、同潮时线和等振幅线。然后合成四大分潮,对研究海域大潮期的潮流场作了预报,计算结果与实测值吻合良好,再现了该海域复杂的潮波系统。     

大亚湾和大鹏湾两个相邻海湾潮波浅水变形的异同分析

利用实测资料分析重构了大亚湾和大鹏湾潮汐水位“双峰”现象,确定了浅水分潮的异常增长是潮位“双峰”现象的主要成因,其中四分之一日分潮和六分之一日分潮起着至关重要的作用。通过SCHISM模型构建大亚湾和大鹏湾附近海域高分辨率水动力模型,模拟结果表明近岸海域,在大亚湾以东,潮汐类型为不规则全日潮,以西为不规则半日潮,在两个海湾内均为不规则半日潮;研究海域的潮流均表现为不规则半日潮流。四分之一日分潮和六分之一日分潮在大亚湾和大鹏湾的不同变形过程是造成两个相邻海湾水文差异的直接原因。通过构建不同底摩擦强度、消除水底地形以及改变海湾水深的数值实验研究表明,分潮传播方向与水深变浅方向是否一致,是导致两个海湾潮波浅水变形不同的根本原因。     

辽东湾顶太-葵管道路由区潮流场三维数值模拟

辽河油田太-葵管道路由区位于辽东湾顶潮汐水道区,研究利用普林斯顿大学的河口、陆架和海洋模式(ECOM),考虑M2、S2、K1、O1四个主要分潮的影响,对辽东湾顶三维潮流场进行数值模拟,并着重对太-葵管道路由区进行动力分析。潮位和潮流的验证表明,该文建立的模型可以较好地用于辽东湾顶流场的预报模拟,为将来工程建设对海洋生态环境影响、保证海上工程的安全等研究奠定基础。     

多年潮汐资料的分析

一、引言 随着科学技术不断发展,人们对海洋的探索亦逐渐深入。例如,研究海平面的变化,不可忽视长周期分潮(M_N,M_(SN),S_a,S_(aa),S_(a~3),MS_m,M_m,MS_f,M_(fN),M_(tm)等)的影响;为提高潮汐预报精度,需要更多分潮的调和常数,等等。 为此,除对短期、中期潮汐资料进行分析以外,尚必须进行长期(年、多年)潮汐资料分析,以便求得长周期分潮和更多分潮的调和常数。如今,电子计算机的广泛应用及计算技术的发展,已为长期潮汐资料分析提供了可靠保障。本文提供的方法、实例,是在IBM-PC/XT286计算机上实现的。     

基于FVCOM的渤、黄海M_2分潮的数值模拟

本文基于有限体积方法的海洋数值模式FVCOM,对渤、黄海M2分潮潮汐、潮流进行数值模拟。模式水平采用不规则三角形网格,较好地拟合曲折岸线并提高近岸海域的网格分辨率;底摩擦采用数值模式同化结果,较真实的反应了海底实际底摩擦状况;采用干/湿处理模块,可以较好模拟近岸的潮汐潮流。通过沿岸19个验潮站M2分潮潮汐调和常数的实测值与计算值的对比,振幅平均误差为5.6 cm,位相平均误差为6.1(°),模拟值与实测值较为接近。表层潮流椭圆的分布,基本反映了渤海及黄海北部的潮流特征。     

台湾海峡M_2分潮的三维数值模拟

本文利用普林斯顿海洋模式对台湾海峡 Ｍ ２ 分潮作了分辨率较高的三维数值模拟。在较准确地模拟了潮汐分布的基础上,研究了 Ｍ ２ 分潮流椭圆分析、最大流同时线分布、潮流场的水平及垂直结构,最后还给出了 Ｍ ２ 分潮余流、余水位的分布。结果表明, Ｍ ２ 分潮最大流同时线在海峡中部同时形成密集区和一个圆流点;构成海峡潮波系统的两股潮波中,南支潮波的影响似超出了以往所认为的范围;最大潮流仅在近海底处急剧减小,最大流方向随深度增加右转,到近底层又向左转;潮汐余流和余水位均较弱,仅在澎湖水道、台湾浅滩附近余流较大。     

一次长期海流观测的个例分析

一、前言海洋流场的分析、预报是海洋环境因子数值预报的重要内容。海洋流场直接影响海洋水文物理、海洋化学诸种要素的变异,对海洋生物的繁衍、洄游有密切关系,对污染物质的扩散、迁移也是基本的动力。近海流场可以认为主要是由天文潮潮流、浅海分潮潮流、相对稳定的海流和海洋低频流系构成的。本文根据这一论点对舟山群岛(122°42′E,30°37′N)水深36米处,近底层(33米)1973年9月15日到10月4日19天连续自记测流的资料,把这四种流速矢量分离开来,由于资料的局限性,只能估算出它们的一些特征值。     

大亚湾的潮汐动力学研究--I.潮波系统的观测分析与数值模拟

文章作为大亚湾潮汐动力学系列研究的第一部分,展现了大亚湾水动力的最新观测结果,并借助于不规则三角网格海洋模式建立了高时空分辨率的三维潮汐潮流数值模型,重现大亚湾潮位和潮流变化状况。结合实测资料与模拟结果,得到了较以往更为精细的大亚湾潮波系统特征。浅水分潮,尤其是六分之一日分潮在大亚湾内快速增长,成为大亚湾潮波系统的显著特征。在大亚湾范和港M_6分潮振幅达到与M_4、S_2分潮相同的量级。大亚湾外开阔海域的潮流以旋转流为主,但进入湾内后潮流椭圆迅速扁平化,往复流占据主导。在湾内主要潮流通道内,M_6潮流椭圆主轴流速超过了M_4和K_1分潮。潮能通量分析揭示了大亚湾内高频分潮的强耗散,M_6分潮的能量耗散率和半日周期内耗散的总能量均超过了M_4、M_2和K_1分潮。观测到的欧拉余流表现出其湾内不一致的大小潮变化以及湾外所受沿岸流的影响。模拟出的欧拉余流则揭示了大亚湾内的余流多涡旋结构和水体弱交换能力。