南极普里兹湾海域湍流扩散系数估计

基于Thorpe尺度方法,利用CTD数据,计算了南极普里兹湾海域的Thorpe尺度和湍流扩散系数,分析了观测区域(64°～69°S,66°～80°E)湍流翻转现象的强弱及分布。结果表明,在海底和地形粗糙区存在较大的Thorpe尺度(较强湍流翻转)和湍流扩散系数,湍流扩散系数最大值能达到10^-2m²/s量级,比平坦开阔海洋高2～3个数量级,部分观测站位的湍流扩散系数和湍动能耗散率表现出大-小-大的垂向分布结构,总水深较深的区域尤为明显;深水区域的浮力频率在海表面到500 m层比较大,浅水区域该现象不明显;湍动能耗散率在(67.25°S,73°E)周围和经度为78°E的各站位都表现相对较大,能达到10^-6 w/kg量级,个别站位甚至能达到10^-5 w/kg量级。     

南沙群岛海域近海面湍流混沌特性

混沌概念的提出,有必要研究大气湍流是否具有混沌行为。根据１９９４年９月１８－３０日南沙群岛海域渚碧礁的近海面大气水平风速及曙的观测资料,计算和分析了有关诊断系统是否是混沌运动的特征量;关联维数、Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数和关联熵。结果表明,南沙群岛海域近海面大气湍流是一种混沌运动,同时给出并讨论了线些结论。     

现场海域水平扩散系数的探讨

根据Taylor的扩散理论,按Hay和Pasquill的拉格朗日流与欧拉流自相关函数相似的假定,用实测的长序列欧拉流资料,计算了不同时间尺度的水平扩散系数。     

现场海域水平、铅直扩散系数的推算

本文根据拉格朗日流与欧拉流自相关系数的相似关系和Kullenberg提出的半理论半经验公式,用渤中8号平台1987年1～2月和7～8月的实测资料,分别推算了水平、铅直扩散系数.推算结果表明,研究长时间水平扩散时,把潮流看作湍流,所求的扩散系数实际上是潮流扩散系数,其值在108cm2 /s范围内;研究短时间水平扩散时,把潮流看作平流,用傅里叶变换的长周期合成值从实测值中扣除,所求的扩散系数,可认为是湍流扩散系数,其值在104em2/s范围内.本海域铅直扩散系数值,冬季在3.8～4.2cm2/s范围内;夏季在0.0l～0.75cm2/s范围内.它与国外一些海区和以前文献中的估算值基本一致;它随风速、流的剪切增大而增大;随水柱的稳定度增大而减小;它在跃层处最小,在跃层以上和以下逐渐增大.     

海洋湍流的测量及相关分析

对海洋湍流速度脉动的一维概率密度作了测量，并把测量结果与高斯分布进行了比较，比较的结果表明，一个接近于高斯分布而另一个却差别较大。计算到直至五阶湍流相关函数并与网络并与网格湍流进行了比较，结果都表明小时间间隔中测量结果与网格湍流的结果近似一致。而大时间间隔中却相差很大，以上结论说明了较长的测量时间的必要性。     

浅海水域水平扩散系数的推算研究

本文根据拉格朗日流与欧拉流自相关系数的相似关系,用渤中8号平台1987年1月和8月的实测资料,分别推算了水平扩散系数。推算结果表明:研究长时间水平扩散时,把潮流看作湍流,所求的扩散系数实际上是潮流扩散系数,其值在10~6cm~2/s范围内;研究短时间水平扩散时,把潮流看作平流,用富里叶变换的长周期合成值从实测值中扣除,所求的扩散系数消除了长周期潮流部分,可认为是湍流扩散,其值在10~4cm~2/s范围内。     

台湾东北海域冷涡的分析

根据海洋调查历史资料，地我国台湾东北海域的冷涡基本状况－－季节变化、类型结构与特点进行探讨，主要结果如下：（１）首次２提出该海域的冷涡有三处；在春季和夏季，有时出现双涡并存现象。（２）首次划分该海域的冷涡有二类６型。（３）该海域的冷涡民黑潮流轴摆动有关，并认为那里的冷涡一上升流，是黑潮对我国近海海洋环境影响的典型实例之一。（４）该海域的冷涡具有低温、高盐、高密、低氧、高磷、高硅，高氧等特性。     

秦皇岛港附近海域潮汐,波浪和海流特征

本文依据秦皇岛港区域潮汐、波浪和海流实测资料，对上述水动力要素作了初步探讨，进而揭示了港区附近海域潮汐、波浪和海流基本特征及其变化规律。     

垂向湍流扩散系数的不确定性对深层叶绿素最大值现象模拟的影响

深层叶绿素最大值(Deep Chlorophyll Maximum, DCM)现象的数值模拟是研究海洋表层生态系统和全球碳循环的重要组成部分之一。但是由于自身的复杂性和观测的局限性,数值模式中物理参数的不确定性给模拟结果带来了一定程度的误差。其中,垂向湍流扩散系数(vertical turbulence diffusion)是模式所包含的物理参数中很难直接通过观测来确定的参数,它在模式中的来源和取值往往具有很大的不确定性。本文通过条件非线性最优(参数)扰动(Conditional nonlinear optimal perturbation related toparameter, CNOP-P)方法,研究了垂向湍流扩散系数的不确定性对模式模拟结果的影响。我们发现,垂向湍流扩散系数对 DCM 模拟产生最大影响的 CNOP 型扰动位于生产力层的上半部分。并且,去掉生产力层内湍流扩散系数的误差,模式模拟的改进程度最高达到了 80%。可见,垂向湍流扩散对生态系统的发展和保持起着极其重要的作用,改进垂向湍流扩散系数的不确定性,对 DCM 的数值模拟有着重要意义。     

黄海北部海域三维潮流数值模型

基于湍流闭合的三维斜压流体动力学方程组,建立了河口及附近浅海域的三维环流数值模型,模型采用ＡＤＩ差分方法妥动量方各,采用佞步方法求解标量方程,采用总变差减小格式（ＴＶＤ）来求解各方程中的平 流项。模型提高了计算精度,同时使计算量大幅度缩小。利用本文所建立的数值模型对鸭绿江口及附近海域的潮流场进行了数值模拟,结果表明,模型具有良好的精度。     

渤海中部铅直扩散系数的探讨

根据Ｋｕｌｌｅｎｂｅｒｇ的半理论半经验公式，利用渤海中部８号平台的观测资料，选择强风期的２月和弱风期的７月分别代表冬季和夏季，推算了渤海中部海域冬、夏两季的铅直扩散系数。计算结果表明：Ｋｚ值在强风期的２月最大可达５．５ｃｍ２／ｓ；在弱风期的７月跃层中可达０．０２～０．０４ｃｍ２／ｓ。     

波浪破碎下湍流混合的实验研究

波浪破碎过程产生的湍流动量和能量垂向输运对于加快海洋上混合层中垂向混合具有显著效果.采用二维实验室水槽中对波浪破碎过程进行模拟.对采集的波浪振幅时间序列采用希尔伯特变换定位破碎波位置,波浪的破碎率随有效波高的增加而增大,波浪谱分析得到的波浪基本周期与有效周期结果相似.实验中采用粒子图像测速技术(particle ima...     

级差地租理论与海域使用金的确定

从级差地租理论的角度,阐述了海域资源绝对地租、级差地租和海域资源价格的含义,并提出了海域资源价格的表现形式——海域使用金的确定方法。     

大连海域近海面湍流结构及谱特征

利用黄海北部大连海域2009年10月—11月的近海面大气湍流观测资料,对湍流强度、方差相似关系、风速与温度分量谱及湍流通量协谱等进行了分析。结果表明:该海域在海风环境下湍流强度随着风速的增大逐渐减小,且强度均小于0.5;湍流方差相似关系基本上满足1/3定律,近中性环境下无量纲化三维风速方差主要受海滨地形的影响;各速度分量谱在惯性副区符合理论上的-2/3次幂规律,不稳定条件下由于湿度因素的影响,温度谱谱线在高频部分收缩较差,略有上翘;动量谱在惯性副区更接近-2/3幂率,感热谱在惯性区基本符合-4/3的分布,但是谱线分布与稳定度没有明显的规律性。     

夏季长江口及其邻近海域湍流特征分析

利用2019年7月在长江口科学考察实验研究夏季航段(NORC2019-03-02)中获得的MSS90L湍流剖面仪的直接观测数据,本文计算并分析了该断面的湍动能耗散率ε和垂向湍扩散系数K_Z的分布情况。湍动能耗散率的大小为1.72×10⁻¹⁰～2.95×10⁻⁵ W/kg;垂向湍扩散系数的大小为3.24×10⁻⁷～4.55×10⁻² m²/s。湍动能耗散率和垂向湍扩散系数的分布相似,均为上层最强,底层次之,中层最弱。上层由于风应力的作用,使得湍动能耗散率和垂向湍扩散系数较大;温跃层处层化较强,抑制了湍动能的耗散和垂向上的湍混合。盐度锋面的次级环流会促使低盐水团脱离,锋面引起的垂向环流会加强海洋的湍混合。低盐水团与外界的能量交换较少,湍动能耗散率较弱。长江口海区存在明显的上升流和下降流,它们是由锋面的次级环流产生的;上升流和下降流的存在促进湍动能的耗散与湍混合。     

黄河口新口门海域流场分析

1996年9月在黄河口新口门附近海域设置3个断面9个站位,对海流、水温、盐度和含沙量进行了连续2个潮周期多层次同步观测。结果表明：新口门属不正规的半日潮型。流速口门前大于两侧,左侧最小,深水区大于浅水区,流速垂向分布呈不均匀现象,表层大于底层频率最高。含沙量垂向分布为上小下大,泥沙输移方向口门处与径流方向一致,其它部位与潮汐相对应。泥沙扩散范围达500km^2。     

黄海西部海洋湍流的季节变化特征分析

在2006—2007年开展的"中国近海海洋综合调查与评价"项目中,作者利用自由下降湍流剖面仪MSS60在南黄海海区分别进行了夏、冬、秋季三个航次的微尺度湍流观测,并计算分析了该海区的湍动能耗散系数ε,湍扩散系数κ等。通过与温度、流速分布图对比,结果表明三个季节的湍流混合趋势大体一致。在沿岸浅水区,混合作用比较强烈。而深水区湍流混合的垂直分布明显地表现出三层结构,混合较强的上混合层和底混合层,及相对较弱的中层。风混合和潮混合是黄海湍流混合的主要形式。风的影响主要表现在海洋上层,潮流的影响则表现于底层。     

现场海域水平扩散系数的探讨 Ⅱ．黄河三角洲埕北海域的计算

根据Ｔａｙｌｏｒ的湍流扩散理论和Ｈａｙ、Ｐａｓｑｕｉｌｌ提出的拉格朗日流和欧拉流的相关函数的相似性，用黄河三角洲埕北海域的实测资料，按四种不同方案计算出该海域的水平扩散系数和谱密度分布。指出：该海区潮流扩散系数主要受潮流的影响，其分布特征与潮流的分布基本一致，所求的水平扩散系数主要是由周期性的潮运动给予潮流扰动所致。方案４是通过富氏变换滤波消去了周期性潮流扰动，本方案计算的水平扩散系数是由周期为６ｈ以下的小尺度涡提供能量。     

黄河口邻近海域无潮点的确定

早在30年代小仓申吉便发现渤海存在两个半日潮(M₂)无潮点,并用等高线法作出了同潮图.50多年来,秦皇岛附近的无潮点位置基本确定,而黄河口邻近海域的无潮点位置不大确定,自1980年以来,许多学者^[1-5]先后对渤海潮波进行数值计算,在得出各自的潮波图中,反映了作者们对无潮点位置的判断,当时由于黄河口邻近海域的实测水位资料少,无法判断哪种图更符合实际情况,而只是一种推测.近年来,国家海洋局北海分局在黄河口五号桩海港码头轴线上,放置几台水位计进行水位观测,获取了一个月的同步观测资料,经分析确定M₂无潮点的位置在03号站的东南方约2km处^[6].