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。     

深圳海域潮汐海啸波耦合数值研究

以COMCOT海啸模式和TPXO7.1全球潮汐模式为基础,采用三层嵌套网格,建立了南海海啸与潮汐耦合计算模型,分析深圳海域海啸和潮汐相互作用。潮汐计算结果与实测数据吻合较好,高、低潮位平均误差小于15 cm,20 cm;在潮汐验证的基础上,以马尼拉海沟潜在地震海啸源为案例,进行8.0,9.0级地震海啸与潮汐耦合情景模拟计算,计算结果表明,9级地震海啸在深圳海域外海波高为140~150 cm,如先行波为正波发生在高潮时将产生异常高潮位,负波发生在低潮时将产生异常低潮位,线性叠加计算结果偏大,在25.0 cm之内,到达时间差异小于6 min。     

对台湾海峡潮流的一点认识

近年来我国学者对台湾海峡的潮汐和潮流进行了不少研究。有关研究主要依据数值计算结果。计算中海峡两端的开边界条件多采用尝试法调整,并用两岸及岛屿测站潮汐资料校核,因而有关潮汐的计算结果一致性较好。至于潮流方面,除西岸少量观测之外所掌握的实测资料很少,因而影响了计算结果的可靠性。     

杭州湾潮汐潮流的数值计算

本文应用有限差分方法,对杭州湾的潮汐、潮流进行了数值计算,得到了全日((O_1+K_1)/2)、半日(M_2)和浅水(M_4,M_6)分潮的调和常数。计算结果与实测符合良好。文章根据计算结果描述了杭州湾的潮汐、潮流的分布及其特性。     

东海M2分潮的数值模拟

本文使用一种二维、非线性潮汐模式研究了东海的M_2分潮。所得结果与观测值符合良好。通过对计算结果的分析,给出了该海域潮汐、潮流和潮余流的主要特征。     

东中国海潮汐数值计算

东中国海作为太平洋的边缘海，它的潮差大，潮汐类型复杂，过去研究不多。Борис、Каган、安希洙等人曾对黄渤海潮汐做过数值研究，小仓伸吉曾用等高线法作等潮图研究过东中国海的潮汐。本文首次对整个东中国海潮汐做数值计算，旨在探索协振潮波的传播和潮汐分布的总规律。计算结果与实际资料基本符合。     

潮汐调和分析与应用研究

基于长江口外鸡骨礁、绿华山潮位站多年实测潮汐资料,开展潮汐调和分析与应用研究。采用最小二乘法计算调和常数,研究不同分潮组合及不同资料长度对调和分析结果的影响。采用规范法及直接预报法计算深度基准面,并分析计算结果。采用余水位订正方法推算潮位,并进行精度验证。结果表明:调和分析精度随分潮个数的增加而提高;采用年实测潮汐资料调和分析的精度总体高于采用多年实测潮汐资料调和分析的精度;采用预报年份相邻的年实测潮汐资料进行潮汐预报精度较高;理论最低潮面计算值,规范法较直接预报法偏小。基于绿华山站与鸡骨礁站实测资料进行余水位推算验证,精度基本满足实用要求。     

东中国海潮汐数值计算

东中国海作为太平洋的边缘海,它的潮差大,潮汐类型复杂,过去研究不多。安 希洙等人曾对黄渤海潮汐做过数值研究,小仓伸吉曾用等高线法作等潮图研究过东中国海的潮汐。本文首次对整个东中国海潮汐做数值计算,旨在探索协振潮波的传播和潮汐分布的总规律。计算结果与实际资料基本符合。     

台湾海峡潮汐和潮流的分布特征

台湾海峡潮汐和潮流的基本特征,曾被我国的有关学者探讨过。国外如美国海军海洋局(1970年)、越南(1975年)以及日本Nishida(1980年)等也曾进行过一些分析和研究。但这些分析和研究不是针对台湾海峡进行的,而是在讨论南海或西太平洋海域潮汐潮流特征时附带地进行了一般性的探讨。本文将对该海区的潮汐和潮流的特征进行比较全面的分析研究,主要资料根据:《英国海军部潮汐表》的沿岸潮汐调和常数和方国洪、杨景飞的台湾海峡潮流数值计算结果。对外海的潮汐、近最大潮流以及潮能传播的计算则是根据参考文献中的计算方法。计算结果如图1—12所示。据此,我们得到台湾海峡潮汐和潮流的基本特征大致如下:     

基于高、低潮的潮汐调和常数提取及潮汐预报

针对短、中期高、低潮数据情况下的潮汐调和分析问题,采用埃尔米特三次插值方法对高、低潮数据进行插值得到近似的逐时潮位,再使用最小二乘法求解调和常数,进而利用得到的调和常数进行潮汐预报;同时在此基础上利用MATLAB设计并开发了一个潮汐预报系统。本文分别对位于近海、河口、内河感潮河段等3种区域的验潮站的预报结果与潮位数据进行了对比分析,结果表明文中方法能够很好地对近海和内河感潮河段区域的潮汐进行预报,而对于水动力环境复杂的河口区域预报结果相对较差;对于进行调和常数计算的实测数据所对应较近时间段的预报结果优于较远时间段的预报结果;对比验证结果表明本文方法提取的调和常数和利用T_tide计算得到的结果基本一致。开发的潮汐预报系统可以方便地利用高、低潮潮位或更小时间间隔的潮位数据进行潮汐调和分析和预报。     

潮汐非调和常数的计算方法——Ⅰ.原理

潮汐非调和常数是一组用来描述港口潮汐特征的数据,应当从长期观测的高、低潮时间及高度中统计得出。然而在只有短期记录的情况下,由于潮汐存在着长周期的变化,直接统计得出的结果会出现相当大的误差。因此,在只有短期验潮的港口,人们常常利用潮汐的调和常数间接计算非调和常数;而调和常数则可利用短期记录求得,不会带来严重的误差。各国使用的潮汐非调和常数计算方法不尽相同。在我国,郑交振同志编著的《实用潮汐学》一书中全面地介绍了     

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。     

海道测量潮汐计算与应用

研究了应用于海道测量的潮汐数值预报方法,研制了海道测量潮汐计算与应用软件系统,介绍了该系统的组成与主要功能以及有关数学模型的建立与计算方法。应用本文的方法,可解决船载水深测量和机载激光测深的水位改正问题。     

使用MATLAB拟合工具箱进行潮汐调和分析

应用一个月潮汐资料分析的理论方法,将一个月潮汐资料调和分析和预测结果与实测情况进行比对,并进行决定系数和方差计算等分析,验证了MATLAB的曲线拟合工具箱可以非常简单地实现调和常数计算.建立的短期预报模式,预报结果与实测资料匹配较好,但也发现了因为意外天气系统干扰而造成实测潮位相对于天文潮位的较大偏离,是预报模型无法避开的缺陷.初步认为,该方法可以作为一种实用方法应用于短期潮汐资料的分析和预报,对于中远期的预报应用具有一定的参考价值.     

高、低潮数据的调和分析

本文给出了由高、低潮数据计算潮汐调和常数和由最大流速及转流数据计算潮流调和常数的方法。文章还讨论了不同频率分潮间的混淆效应,指出本方法用于混合型和全日型潮汐可获得比半日型潮汐好的效果。对两个港口实测高、低潮数据分析表明,所得调和常数与由逐时潮高分析所得的数值一般较接近,但对长周期分潮较差。本方法所得调和常数用于预报高、低潮或最大流速和转流时可得到很好的结果。     

利用伴随同化方法估计渤海潮汐模式的底摩擦系数

利用伴随同化方法，根据岸边潮位站的水位观测资料反演渤海二维非线性潮汐模型的底摩擦系数。计算结果与潮位站观测资料符合良好。结果表明利用伴随同化方法从岸边潮位观测资料估计潮汐模式的底摩擦系数是可行的。     

便携式潮汐预报仪的开发与研究

讨论了一种便携式潮汐预报仪的开发与实现。其内部集成嵌入式μC/OS-Ⅱ实时操作系统以及潮汐预报软件,能够根据用户需要实时计算待测港口的潮位信息。将预测数据与实测数据进行比对,说明本系统与传统纸质潮汐表及微机版电子潮汐预报仪相比,具有便携、使用方便、预测精度高等优点。     

渤海的潮汐余流

本文采用二维非线性潮波微分方程,依据目前的海图对渤海M_2、S_2、K_1、O_1的潮汐余流进行了数值计算,并进一步计算了由这4个分潮组成的总潮汐余流。计算表明,渤海以M_2的潮汐余流占主要地位,S_2、K_1、O_1的潮汐余流具有大约相同的量值。但是,它们比M_2小一个量级。为探讨渤海潮汐余流自30年代以来的变化情况,本文还依据30年代的渤海海图和设想数十年后渤海的海图,对M_2进行数值计算,求得这二个时代的M_2潮汐余流。结果表明,自30年代以来,莱州湾的潮汐余流发生了很大的变化。     

2017年辽东湾夏季潮汐锋位置变化的分析

近海潮汐锋的分布和变化,主要受表层风摩擦、底层潮混合、净热通量和浮力平流的影响。基于2017年7、8月份辽东湾东部海域的实测数据,并结合ROMS(RegionalOceanModelSystem)模拟结果,利用考虑浮力平流效应的Stigebrandt公式对夏季辽东湾潮汐锋的位置变化进行了诊断计算,计算结果与ROMS模拟的潮汐锋位置符合较好,进一步探讨了风、净热通量和浮力平流对锋面位置变化的影响。主要结论如下:(1)位于辽东湾北部和东、西沿岸浅水区的潮汐锋呈"几"字形分布;(2) 2017年6—7月潮汐锋位置变动不大, 7月份仅在辽东湾东、西两岸潮汐锋位置略微向深水区移动,这主要是净热通量整体略微减小和风场略微增大造成的,浮力平流作用效果不够显著;(3)2017年8月辽东湾潮汐锋位置较7月向深水区大幅移动,最大移动距离约为20km,辽东湾8月份净热通量的大幅减弱起到了重要作用,浮力平流使潮汐锋位置向浅水区偏移,其调节效果比较显著。     

基于非结构网格的波流耦合数值模式研究

本文采用ADCIRC模型和SWAN模型, 建立了一个基于非结构化网格的波流耦合数值模式, 风浪计算和潮汐风暴潮计算均采用同一套三角网格, 对复杂岸线和建筑物布置均有较好的描述, 且避免了模型插值, 提高了计算效率和精度。利用该模型对渤海湾西南海域几次强风过程中的风浪和潮汐风暴潮进行了研究, 通过实测资料对该模型进行了验证, 结果表明该模式具有较高的精度, 能较好地描述风浪、潮汐风暴潮的传播演变及其相互作用, 可应用于风浪与潮汐风暴潮的模拟计算。