北部湾三维潮流场数值研究(英文)

本文对北部湾三维潮波进行了数值研究,并将所得结果与现有观测资料作了比较。通过比较发现两者相当一致。文中还绘制了M_2和K_1分潮的同潮图,并对其作了讨论。可以断定,北部湾的日潮优势是由日潮共振所引起的。M_2和K_1分潮流的水平分布表明,强流区位于它们各自的蜕化无潮点附近。还讨论了分潮流的铅直结构,可以看出这种结构十分接近实际分潮流场的特征。     

北部湾潮汐和潮流的数值模拟

本文用细网格的有限差分法模拟北部湾全日和半日分潮的潮汐和潮流。与实测值的比较表明符合程度良好。文章给出了北部湾潮汐、潮流、潮能通量、余水位和余流的分布。     

东海潮汐和潮流特征的研究

关于我国近海(124°E以西)潮汐和潮流的基本特征,在1958-1960年全国海洋普查报告中曾进行过分析和研究。近20年来,除积累了更多的资料以外,在分析、计算方法以及潮汐理论方面,也都有了很大的进展。本文拟采用一些新的计算方法,尽可能地搜集了研究海区的所有资料,使用电子计算机,对潮汐潮流各要素进行了计算,并根据计算结果分析研究这些要素的分布特征。     

福建沿岸上升流数值研究 Ⅰ.台湾海峡潮汐、潮流的数值模拟

台湾海峡内的潮运动是相当强烈和复杂的,一方面由于自海峡外传入的两支太平洋潮波在海峡内传播、相汇,形成强烈的潮运动;另一方面海峡内地形的复杂和岸线的曲折又使海峡内潮汐、潮流的分布变得特别复杂。自80年代以来,国内学者对海峡内的潮汐、潮流进行了不少研究(丁文兰,1983;方国洪等,1985;叶安乐等,1985,1986;李立等,1990；陈新忠,1983;郑文振等,1982),并获得了有价值的成果。但是,他们对海峡内潮运动的过程、性质等尚有许多不同的看法。例如,关于M2分潮最大流速同潮时线的分布状况,以上学者的结论各不相同,有的甚至差异很大。对海峡内M2分潮最大流速同潮时线聚点(即圆流点)的问题也有两种观点。关于潮流分布状况,由于实测流资料缺乏,尽管已有的研究在潮流极值区的出现位置上基本达成共识,但在潮流流速量值的大小问题上仍有诸多分歧。 鉴于上述研究现状,为了对海峡内潮汐、潮流的分布状况有更准确、细致的认识,以便弄清海峡内潮过程在上升流形成过程中的作用,本文在已有研究的基础上,重新对台湾海峡内的潮汐、潮流作了数值计算。我们将讨论的重点放在以往研究中有争议的问题上,依据计算结果并结合实测资料提出我们的见解。     

北部湾台风风海流三维数值后报

本文采用Liu and Leendertse (1978) 的三维有限差分格式,对在1949-1987年期间对北部湾海区有较大影响的41场热带气旋作了风海流数值后报,后报的风暴潮与实测符合良好。为满足海洋工程的需要,本文还对涠洲岛西南海域某站的后报海流结果进行了分析,将该站各次台风的最大流速与极值分布拟合,给出各重现期海流值,同时对8303号台风的流场分布也作了分析。 要获得由台风引起的风海流及对应各重现期的极值作出推断,目前只能采取对台风风海流的数值后报方法,本模式计算范围西面以越南东岸为界,东面到雷州半岛、海南岛的西岸及109°30′E子午线,南至17°N(图1)。网格点的水平距离为13.8375km,垂直方向从海平面起算分为3层(0-10m,10-30m,30m-海底)。本文重点研究的站位位于涠洲岛西南(图1中A点所示),其水深为42m、所给出的风海流可代表5m、20m、36m处的数值。     

北部湾海区风暴潮数值模型和数值模拟

北部湾是一个半封闭的超浅海。本文在数值试验的基础上，提出了一个研究该海域台风风暴潮的数值模型。数值模式为二维深度平均流模型，采用嵌套细网格技术，细网格分辨率为沿经纬方向０．１°，细网格边界值由粗网格提供。台风风场计算采用Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ模型风场．模式方程组的数值解由交替方向隐式（ＡＤＩ）方法积分得到。本文对该海域最常见的两种台风移行所引起的风暴潮进行了数值模拟。与几个潮汐观测站的增水记录比较，计算结果基本上反映了台风引起的水位变化，对研究和模拟该海域台风风暴潮是适用的，可用于该海域风暴潮数值预报试验。     

台湾海峡潮汐潮流的有限元模拟

本文采用三维有限元(QUODDY)模型模拟了台湾海峡的潮汐和潮流特征。模拟结果表明,有限元模型可以得到较好的模拟结果:M2,S2,O1,K1的潮位调和常数的平均绝对偏差分别为(4.18cm,7.0°),(4.68cm,11.4°),(3.52cm,7.1°)和(3.86cm,4.5°);东、北分量潮流的平均偏差M2为(10.1cm/s,29.8°)和(12.2cm/s,30.2°),而K1为(5.3cm/s,47.7°)和(5.7cm/s,49.8°)。海峡内半日潮波系统中占主导地位的是自海峡北边界传入的半日潮波。潮汐类型为正规半日潮和不正规半日潮的海区约占整个计算区域的92%以上。海峡内由四个主要分潮引起的理论最大潮差平均值为320cm,其中最大理论潮差可达681cm,出现在海峡西北部的海坛岛至兴化湾一带。     

北部湾东北部潮锋的观测与分析

近海潮锋的分布与温度、盐度乃至海洋生产力的分布都存在紧密联系。基于北部湾东北部的实测数据,对比分析2016—2017年北部湾东北部海域的温度、盐度、密度等分布,并利用ROMS(Regional Ocean Model System)正压与斜压模式,计算Simpson-Hunter (S-H)参数,阐述了潮锋出现位置及其与温度、盐度和密度的关系。结果表明:北部湾东北部潮锋发生的主要区域位于雷州半岛附近,潮混合区温盐密混合较为均匀。利用ROMS模式计算所得的最大垂直平均流速来计算S-H参数,认为潮锋出现位置位于S-H参数值为2处,与实测结果较为一致,且认为正压模式比斜压模式更能准确模拟潮混合区。另外,分析观测数据发现,温度、盐度、密度锋终年存在。近岸处密度锋主要受盐度锋控制,而潮混合产生的盐度锋又容易被径流掩盖。风力较大时三种锋都易向水深更深处推进,潮混合区终年垂向混合较好。     

北部湾潮汐数值预报及其分析

采用二维非线性运动方程和连续方程组，以多个分潮同步输入，做耦合数值模拟，进行潮汐数值预报。结果表明，K1潮波等振幅线分布与历史潮波图明显不同，此线呈舌状向北伸展，特别在湾的南部海域，其中央区振幅很小，10cm等振幅线可以伸至北纬19°以北。O1分潮的分布与K1分潮类似；北部湾北部以全日潮为主，湾的南部潮汐性质指标数2．0的等值线呈舌状向湾内神，两侧为不正规日潮，中间为不正规半日潮。4．0等值线向北推移，在19°N以南中央海区预报结果与前人的结果不同；南部海区中央一带潮差很小，最大可能潮差不超过2m，这种分布与前人结果有较大差异。     

珠江河口海区潮流的数值模拟

应用ADI法首次对整个珠江口河口海区的潮汐和潮流进行了数值模拟。与实测值相比,潮位、潮流场、佘流场和八大河口门潮量等的模拟计算结果令人满意;还计算了拉格朗日余流场和拉格朗日标识质点运动轨迹,并对此进行了探讨。     

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。     

极浅海域潮流数值模型

通过对以往的浅水环流数值模型进行改进，建立适用于极浅水域的且能达到较高分辨率的潮汐环流数值模型。模型的主要特点是：（１）通过改进海底摩擦项的表达式来克服传统的二次方律在极浅的潮滩区所产生的不稳定问题；（２）采用逆风格式处理动量方程中的平流项，有效地抑制由于岸边界移动引起的数值短波的扩散。结合老虎滩湾海上工程的需要，利用本模型进行一系列的数值模拟试验。经过实测资料验证表明，改进后的模型具有良好的稳定     

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。     

近岸浅海潮流数值模型及其应用

在Casulli提出的半隐式有限差分方法的基础上,通过改进底摩擦力公式以避免在超浅水域底摩擦项过大的缺点,对底摩擦项进行线性化处理以获得隐式效果,对平流项采用适当的差分格式以减小假扩散及对活动边界引入误差的传播,采用高效的选代格式提高运算速度,建立了适合于近岸浅海的潮流数值模型。该模型有良好的稳定性,计算时间步长不受CFL条件的限制。在防城港的潮流模拟中,模型的验证结果良好。     

北部湾VI钻孔岩芯的重矿物组合研究

本文对北部湾XI钻孔岩芯中各种沉积相中的重矿物组合分别作了研究,结果表明,在湖相沉积物中自生黄铁矿物含量高,滨海相沉积物中稳定矿物(钛铁矿、电气石、锆石)特别富集,浅海相沉积物中则出现大量的自生海绿石,由此说明,重矿物组合的研究对阐明沉积相是有其重要意义的。     

北部湾VI钻孔岩芯的重矿物组合研究

本文对北部湾XI钻孔岩芯中各种沉积相中的重矿物组合分别作了研究,结果表明,在湖相沉积物中自生黄铁矿物含量高,滨海相沉积物中稳定矿物(钛铁矿、电气石、锆石)特别富集,浅海相沉积物中则出现大量的自生海绿石,由此说明,重矿物组合的研究对阐明沉积相是有其重要意义的。     

北部湾红鳍笛鲷年龄与生长特性的初步研究

利用2006年7月～2007年8月北部湾渔业商业捕捞流刺网和底拖网渔获物中采集的样本,对北部湾红鳍笛鲷的年龄与生长特性进行了初步研究.结果表明,北部湾红鳍笛鲷优势年龄2～4龄,占61.29%;logistic生长模型为其最适生长模型,模型中的参数分别为:L∞=808.04mm,k=0.48,t0=3.48;体长与体重的生长拐点分别为3.48龄和5.43龄.     

海洋环流和潮,余流数值计算中海区内较小尺度建筑物的一种处理方法

在海洋流场数值计算中，当流场中建筑物尺度相对平面网格步长太小时，计算中难以引进其作用，在所得计算结果中难以反映其影响。本文依据流量连续、能量守恒规律，通过水力学物模实验，求得建筑物存在情况下的谢才系数Ｃ，解决了计算中的难题。     

长江口潮流的一种数值模式

为了解二维潮流方程(在水深上求平均),本文给出了一种一般化了的有限差分格式。应用这个方法模拟了长江口的潮流,计算结果与现场观测资料相当一致。 平面区域是由锐角三角形元素所组成。在节点上,一阶和二阶偏导数已被定义。在潮流基本方程中,水平涡动粘滞项也已考虑。 这个方法有一个很大的优点,能灵活地模拟图形,即边界更精确和在感兴趣的区域能被任意分割。而且,这个方法是经济的。     

NUMERICAL MODELLING OF POLLUTANT DISPERSION BY TIDAL CURRENT IN THE BOHAI SEA

This paper deals with numerical modelling of organic pollutant (COD) in the Bohai Sea. One of the main purposes is intended to provide a useful numerical model for predicting the water quality in the Bohai Sea.A two-dimensional advective-dispersion equation and a set of corresponding ADI difference scheme are used. The computations were executed on the computer in a specially designed program IMEP-TD for modelling dispersion of pollutant. From the modelling results, present water quality in the Bohai Sea is, generally speaking, still fine except the areas near the estuaries and inlets where sea water is contaminated. To protect ecosystem in the Bohai Sea, the inflow load should not keep increasing rapidly.