渤海、黄海、东海潮流、潮能通量与耗散的数值模拟研究

基于ROMS海洋数值模式,对渤海、黄海、东海的潮汐、潮流进行数值模拟,模拟结果与91个沿岸验潮站的实测结果拟合较好。研究表明,渤、黄、东海内的潮波以半日潮为主,共有4个半日潮、2个全日潮和1个退化的半日潮旋转潮波系统,且都呈逆时针方向旋转;渤海的半日潮流主要呈顺时针方向旋转,全日潮流呈逆时针方向旋转,黄海的潮流以逆时针旋转为主,东海、朝鲜海峡潮流以顺时针旋转为主;半日分潮流共有13个圆流点,K1(O1)分潮流有10(9)个圆流点,但全日潮流的同潮时线分布较为复杂;太平洋传入东海的4个主要分潮潮能通量分别为118.341GW、19.525GW、5.630GW、3.871GW,一半以上的潮能耗散在南黄海,30%—40%的潮能耗散在东海,其次是北黄海,而渤海最小。     

渤海潮运动的一个二维数值模型

本文采用二维非线性潮波微分方程组的有限差分方法同时计算了渤海全日、半日和浅水潮。全日和半日潮计算结果与实测符合良好。四分日潮分布形式与实测一致,但振幅偏大,认为这可能是由于二维方程中摩擦力项不能很好代表高频潮波的耗散效应。文章指出,已有的半日同潮图在莱州湾差别较大,可能是由于黄河口岸形改变造成的。本文结果与近年同潮图一致。对全日和半日潮流,本计算给出了一个前人未注意到的圆流点。文章还给出了潮生余水位和余流的分布,并计算了潮能通量。     

渤海岸线地形变化对潮波系统和潮流性质的影响

采用有限体积近岸海洋模型FVCOM,基于渤海2004和2014年的岸线地形数据,构建渤海2个年份的三维潮汐潮流数值模式;通过数值模拟研究,探讨了渤海岸线地形变化对潮波系统和潮流性质的影响。数值模拟结果表明:岸线地形变化后,半日分潮潮时在渤海湾、莱州湾和渤海中部东南海域提前,在辽东湾和渤海中部西北海域滞后;振幅在渤海湾及辽东湾增大,在莱州湾及渤海中部减小;位于秦皇岛和黄河口的半日分潮无潮点位置分别向西南和东南方向移动。渤海绝大部分海域全日分潮潮时提前,振幅增大,位于渤海海峡的全日潮无潮点位置向东移动。潮流性质系数在莱州湾增大,在渤海其他大部分海域减小,渤海规则半日潮流海区范围略有增加,不规则半日潮流海区范围相应减少。     

渤海潮混合数值模拟——Ⅲ.渤海污染物潮扩散的数值计算

长期以来,人们直接或间接地把海洋作为处理废物的垃圾箱,大量的污染物质直接或间接地注入海洋,使海洋受到污染,致使水产资源遭到破坏,影响人体健康。 渤海为我国内陆海湾。在渤海周围,每年都有大量的工业、农业和民用污染物被排放到海湾内。研究排放到渤海污染物的分布规律是制定排放措施的依据之一,也是开展环境质量评价和预报的重要手段。因此,研究渤海污染物扩散分布规律,对保护海洋环境非     

基于FVCOM 的渤海潮波数值模拟

基于有限体积法海洋数值模型(FVCOM),对渤海当前水深岸线状况下的潮汐潮流进行了数值计算。模式采用不规则三角形网格,较好地提高了黄河口处网格分辨率,模拟了渤海海域K1,O1,M2和S2四个主要分潮。利用渤海沿岸19个验潮站的资料对模拟结果进行了验证,K1分潮振幅绝均差2.39 cm,迟角绝均差4.36°,O1分潮振幅绝均差1.40 cm,迟角绝均差4.29°,M2分潮振幅绝均差为3.55 cm,迟角绝均差为5.69°,S2分潮振幅绝均差1.72 cm,迟角绝均差8.86°,结果显示各分潮模拟结果合理,较真实地反映了渤海海域四个分潮传播情况。     

渤海潮汐和潮流数值计算

本文采用交替方向隐式方法积分二维非线性潮汐方程组，在开边界给定潮汐调和常数，计算渤海域最有代表性的半日分潮Ｍ２和全日分潮Ｋ１，利用准调和分析方法给出了两个分潮的同潮图和潮流椭圆图，与实测结果比较，计算结果是令人满意，基本上反映了渤海半日潮和全日潮波运动。本文也计算和讨论了潮汐能量平衡和耗散及潮流分布。利用潮汐和风暴潮耦合模式模拟了潮汐和风暴潮的相互作用。     

黄海M_2分潮的数值模拟

一、引言关于黄海潮波的数值模拟,我国、苏联、南朝鲜等学者都有不少的研究.模拟的方法,一般采取边值法和直接求解潮波原始方程组,即H-N方法两种.我国已有作者在渤海用H-N方法进行了计算.南朝鲜的崔秉昊用这种方法做了整个东中国海主要日潮和半日分潮的数值模拟,并进行了比较详细的描述,但他的计算在朝鲜沿岸比较准确,在中国沿岸误差较大.为了通过计算更深刻地认识黄、渤海区的潮汐潮流特征,特别是中国一侧的特征,并给某些小范围的数值模拟提供水界边界条件,我们进行     

渤海潮混合数值模拟——Ⅱ.渤海主要半日分潮数值模拟中有关问题的处理

正确地模拟出渤海潮流场是解决渤海污染扩散数值计算的关键问题,而在潮波数值模拟中,主要是如何正确地选取适合渤海区域自然条件的糙度系数和水平粘滞系数。我们采用数值模拟的方法,求出了渤海潮波数值模拟较好的糙度系数和水平粘滞系数,并对数值模拟中选用的空间网格大小、时间步长以及不同边界的划分进行了数值试验。另外,     

厦门西港潮汐潮流的数值计算

厦门西港是一个内海港,其海水运动的主要形式是潮流。根据实测资料分析所知,厦门西港是正规半日潮性质的海区。本文着重讨论厦门西港半日分潮的数值模拟结果,其可用于研究污染物在半日分潮流作用下的稀释扩散规律和泥沙回淤规律等,并且可以了解港区潮汐潮流的概况,对于海港工程也有一定的参考价值。一、运动方程和连续方程采用直角坐标系,XOY平面与平均海面重合,X、Y轴分别与地理坐标E、N交角为35度,Z轴向上,Y轴与水边界平行。     

渤海风海流污染输运的数值模拟

本文试验用渤海风海流模型和水质模型,考查了季风对潮扩散浓度场的影响以及平均风海流的污染输运能力。结果表明,潮流在污染扩散中起支配作用,而平均风海流对浓度分布的影响居次要地位。通过纯风海流的污染输运模拟发现,辽东湾的风海流终年有利于该区的污染扩散;而在渤海湾,冬季平均风海流具有比夏季更强的物理自净能力,这种季节性差异,可能是导致渤海冬季水质优于夏季水质的一个重要原因。     

渤海潮流及湖余流的数值计算

渤海是我国重点保护水系之一。为了控制水域污染,制定废水排海标准,首要步骤须查明入海污染物质的扩散过程。在渤海,潮流是形成污染扩散的主要营力之一,为此首先计算渤海的潮流及潮余流场。近二十年来,随着电子计算机的迅速发展和计算技术的进步,潮汐动力学进入了数值研究的新阶段。这一新方向的特点,是以求解自然条件下长波方程的初值——边值问题为出发点,研究以往所不能解决的许多复杂现象。     

东中国海潮余流自适应数值模拟

以自适应数值模型首次计算整个东中国海三维 M2 分潮潮致 Euler余流、Stokes漂流和L agrange余流 ,并分析各海区 L agrange余流的特征。渤海 M2 分潮致 L agrange余流在整个海域基本形成一个大的逆时针环流系统 ;辽东湾有一个逆时针流环。在黄海 ,潮致余流也是黄海环流的重要组成部分。在东海的东北部 ,潮致余流有强化对马暖流的作用 ;在台湾北部海域 ,潮余流对台湾暖流有强化作用。在近海海域 ,由于复杂地形的作用 ,潮流非线性作用加强 ,潮余流的量值有较明显的增加。计算结果表明 :在浅水区域 ,Stokes漂流较大 ,Euler余流与 Lagrange余流差别显著     

ADCIRC模式在渤海M2分潮模拟中的应用研究

利用有限元方法的ADCIRC (Advanced Circulation Model)海洋模式,建立了渤海高分辨率的二维潮汐潮流模型,模式结果与实测资料吻合良好.模式成功模拟出了M2分潮在渤海的2个无潮点和3个圆流点,位置与前人的研究结果基本一致.M2分潮流在渤海中央为顺时针旋转的旋转流,在辽东湾、渤海湾和莱州湾基本为...     

渤海垂直湍流混合强度季节变化的数值模拟

渤海为极浅陆架海 ,其中湍流耗散作用显著。将三维斜压陆架海模式 HAMSOM应用于渤海 ,以渤海周边台站每天 4次的常规气象资料作为风和热驱动 ,渤海海峡开边界以 5个主要分潮调和常数计算水位强迫 ,计算了渤海 1982年水文要素和流场变化 ,并用模式以湍的局地平衡理论封闭计算出垂直湍流粘性的时空分布。结果表明 :渤海湍流混合冬强夏弱 ,变化幅度较大 ( 10～ 2 0 0 cm2 / s) ,这是风搅拌和潮混合的湍流输入在密度层化调整下的结果 ;风的作用在冬季强于潮的作用 ,而底层则由潮混合控制呈现半月周期 ;渤海湍粘性系数的空间分布十分复杂 ,这是在渤海地形和岸形轮廓限制下 ,由一定大气条件驱动的流场和密度场导致的湍流混合强度不同所致     

基于长期浮标观测资料与数值模式的渤海潮流性质研究

基于渤海7个大型浮标各近1年的海流观测资料,结合采用FVCOM模式建立的渤海潮汐潮流模式,对渤海的潮流性质进行分析,并将结果与1992年版海洋图集进行比较。结果表明:辽东湾、渤海湾属规则半日潮流;莱州湾的大部属规则半日潮流,小部分为不规则半日潮流;渤海中央及渤海海峡海域属不规则半日潮流;渤海海峡东南侧存在以烟台芝罘岛为中心的规则全日潮流向不规则半日潮流过渡区域。海洋图集中龙口附近海域的不规则全日潮流类型区并不存在;莱州湾湾底东部的不规则半日潮流区为规则半日潮流类型。     

渤海主要分潮的模拟及地形演变对潮波影响的数值研究

基于FVCOM数值模式,利用1972年和2002年水深岸线数据,分别对渤海主要潮波系统进行模拟,研究了水深岸线变化对渤海主要分潮的影响。结果表明渤海地形演变会引起各分潮无潮点位置移动和振幅的改变,其中M2、S2分潮黄河口附近无潮点位置向东北方向迁移20km以上,且渤海湾湾顶振幅减弱,莱州湾内振幅增强;K1、O1分潮位于渤海海峡附近的无潮点亦向东北方向偏移,移动距离为10km左右,且渤海湾湾顶振幅明显减弱。在此基础上,本文通过敏感性数值实验,对导致黄河口外M2分潮无潮点位置移动的主要因素进行了初步分析。结果显示,在岸线不变的情况下,水深变化导致无潮点向东北方向迁移;而岸线变化导致无潮点向东南方向迁移。     

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。     

渤海的潮波系统及其变迁

采用二维非线性潮波微分方程对渤海M_2、S_2、K_1、O_1四个分潮进行数值模拟,得出四个分潮的潮波图,椭圆长短轴图,同潮流时图以及潮汐、潮流性质图和S_2与M_2、K_1与O_1的迟角差图。依此可以系统地了解渤海潮波系统的分布变化规律。依据30～40年代测得的渤海海图以及假设数十年后渤海的岸形对渤海进行数值模拟,从而了解过去和现在渤海潮波的变化情况,以及对未来潮波的变化作出判断。计算表明,从30年代到70年代以来,渤海南部的半日分潮波发生了很大的变化,而日分潮的潮波变化较小。     

渤海风暴潮与天文潮耦合作用的数值模拟

本文以4个主要分潮之和为开边界的输入条件,对渤海几类主要天气形势引起的风暴潮与天文潮之耦合作用进行了数值模拟,其计算结果与实测值基本相符.从流的变化与增水的关系上分析耦合作用的规律.结论是:当增水处在当地天文潮的低潮至涨潮时期,耦合作用导致流的向岸分量加强,使增水值加大;反之,增水减小.使增水过程中呈现潮周期波动.风暴潮愈强,潮差愈大,则耦合作用愈大.根据其规律,可对预报的风暴潮进行订正.     

黄海日潮的数值模拟

我们已经就黄海主要半日分潮进行过数值模拟研究,模拟的结果和实测数据符合较好.这样,我们就可以用同一模式,对不同的分潮进行数值研究.在M_2、S_2、K_1、O_1四个分潮中,S_2和M_2的图形比较相近,不准备再作模拟;两个日分潮彼此类似,而K_1的影响又比较大,所以这里仅对K_1分潮进行模拟,并就有关的一些问题进行讨论.如前所述,模拟所使用的模式、网格和方法同于文献.在右边和下边的海水边界处,参考国内外已经发表和未曾发表的K_1等潮图,摘取网格点上的调和常数,以余