渤海、黄海和东海的潮余流特征及其与近岸环流输送的关系

渤海、黄海和东海是西北太平洋陆缘海,有宽广的大陆架,太平洋潮波长驱直入,在大陆架海域形成显著的潮汐运动,由此而产生的潮余流输送在许多地区显示出重要作用。已有很多学者(方国洪等,1985;黄祖柯,1992)用数值方法计算过渤海的潮波运动,并给出了那里的潮余流分布。渤海的潮余流计算大体上有两种方法:(1)用二维或三维潮波运动方程组计算潮汐和潮流,然后再计算欧拉潮余流(方国洪、杨景飞,1985;于克俊、张法高,1987;黄祖柯,1992);(2)以弱非线性三维拉格朗日平均流理论为基础,计算拉格朗日潮余流,它不仅包括最基本的欧拉余流,而且还包括在浅水比较显著(与欧拉余流同量级)的斯托克斯漂移速度和高阶的拉格朗日漂移速度订正值(郑连远,1992;王辉等，1993)。上述两种方法理应给出大体相近的潮余流分布,但从现有的计算结果来看,这两种方法在渤海给出了几乎完全相反的潮余流输送。 汤毓祥(1990)曾计算过南黄海和东海大陆架区的M2分潮余流,并考虑了斯托克斯速度漂移对它的影响,所得结果和已知的南黄海环流概况颇有相似之处,但由于计算边界取在东海大陆架外缘,那里的潮余流可能失真较大。Chio (1980) 也曾给出过渤海、黄海和东海大陆架区的欧拉潮余流分布,但由于他的开边界也取在东海大陆架外缘,面且他给出的潮汐、潮流数值在靠近中国大陆一侧,误差较大,因此所得潮余流也不能令人满意。 最近,我们完成了包括渤海、黄海和东海全海区的潮汐、潮流二维数值计算工作(Zhao et al,1993),与实测资料相比,其结果达到的准确程度,无论在潮位还是在潮流方面都比较好。本文以这一数值计算结果为基础,给出了渤海、黄海和东海全海区的潮余流分布，同时还讨论了潮余流与近岸环流的关系。     

利用伴随法优化非线性潮汐模型的开边界条件Ⅱ.黄海、东海潮汐资料的同化试验

本研究基于最优控制理论,采用变分数据同化法,通过建立伴随模型,把观测资料同化到陆架海域潮汐数值模型中去,优化开边界条件,以便提高数值预报的精度.潮汐模型的控制方程为考虑平流项、非线性底摩擦和侧向涡动粘性项的非线性浅水方程组.在第Ⅰ部分建立伴随模型和进行“孪生”数值试验的基础上,给出利用验潮站的水位资料以及TOPEX/Poseidon卫星测高数据在黄海、东海进行变分数据同化试验的数值结果.试验表明利用上述资料对模型进行变分同化校正是可行的.     

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。     

计算水位分布的标准差－偏度－峰度方法(BPF法)

海面水位各种高度的出现频率在海洋工程和航运中具有重要意义。为了得出其分布，最直接和可靠的方法当然是利用长期实测资料进行统计。但是在需要获得水位分布的地点往往没有足够长期的资料，这时就必须采用其他的方法来推算。 我国近海引起水位升降的主要因素是天文潮，故利用潮汐调和常数推算天文潮并考虑到到非天文因素的水位变化是一个比较可靠的办法。这个方法比较准确，但需要进行潮汐预报，计算量比较大。本文提出的方法所涉及的计算量很小，但仍能获得较好的效果。这个方法的基本出发点是：由于不同地点海面水位分布有一定的共性，水位分布和它的数字特征之间有密切的关系，而数字特征又决定于潮汐调和常数及非天文水位标准差，因而可利用潮汐调和常数及非天文水位标准差求得数字特征，然后进一步得出水位分布。这个方法所用到的数字特征为标准差、偏度和峰度，它们汉语拼音的第一个字母分别为B,P和F，故这个方法被称为BPF 法。 1977年我们提出 BPF 法时，主要应用于海图深度基准面，应用中的有关问题将另文讨论。     

关于台湾-对马-律轻流系的结构及其与黑潮的关系

作为世界两大洋流，黑潮和湾流有许多共同之处，但也有不少差异，其中之一是这两支强流的西侧陆架特征基本上是相反的。在湾流的离岸点——哈特拉斯角以北，陆架比较宽而离岸点以南则很窄。相反，黑潮离岸点——犬吠角以北则陆架很窄，而其南方，从台湾到九州这一段的西侧则有着很宽广的东海陆架。故对于位于副热带大洋西边界流西侧宽陆架上的这一流系的研究，在世界海洋的陆架环流研究中具有独特的意义。基于实际观测到的海流和水文资料，管秉贤［１４］指出，在我国东南近海存在着自海南岛以东海区向东北流经台湾海峡，穿过东海陆架并流向…     

一种二维和三维嵌套海洋流体动力学数值模式及其在北部湾潮汐和潮流数值模拟中的应用

研究设计了一种二维和三维嵌套、外模态和内模态分离的水动力学数值模式,既可用于潮汐,也可用于风暴潮的数值计算。该模型对全部海区进行二维计算,对其中重点关心的海区同时进行三维计算。在三维计算区域,采用了内、外模态既分离又耦合的计算技术。数值格式采用全部交错的网格结构,三维模型中垂直方向采用σ-坐标代替通常的z-坐标,垂直涡动粘性系数由混合长度理论确定,垂直粘性项采用隐式差分格式。作为算例,本文对南海北部湾潮波进行了细网格的数值计算。     

渤海M2分潮的伴随模式数值实验

根据渤海海域内M2潮汐调和常数的实测值,采用伴随方法来反演出开边界处的潮汐调和常数.为了取得较好的数值模拟结果,同时对给定的底摩擦系数进行了校正并对水深进行了微调.做了4个实验,并分别计算出调和常数的实测值与模拟值之差的绝对平均值:(1)只用19个验潮站的潮汐调和常数;振幅差为2.4cm,迟角差为5.0°.(2)只用37个观测点的高度计资料;振幅差为4.4cm,迟角差为5.7°.(3)同时利用19个验潮站的潮汐调和常数和37个观测点的高度计资料;振幅差为5.5cm,迟角差为8.5°.(4)同时利用19个验潮站的潮汐调和常数和14个观测点的高度计资料;振幅差为3.3cm,迟角差为5.6°.4个实验结果都较好地体现了渤海M₂潮波的特征.     

AN ESTIMATION OF TURBULENCE STRESSES IN TIDAL CURRENTS OF HANGZHOU BAY

Based on the momentum equations, the turbulence stresses and eddy viscosities along five sections in Hangzhou Bay are estimated by using the observed data of tidal currents and tides. The coefficient of bottom stresses obtained from the calculation is 0.67 × 10-3 on the average and the vertical profiles of the amplitudes of turbulence stresses are almost linear and slight concave downwards, and the phases are deferred continuously from sea-bed. The coefficient of vertical eddy viscosity reaches its maximum at the layer below the mid-depth with a value of about 60 cm2S-I on the average.     

南海南部海洋环流研究的新进展

综合近期南海南部环流研究的主要成果,描述南海南部的主要流系及其变化。指出研究海区环流主要由季风所驱动。东北季风期,其西部主要由气旋式环流所控制,东部则受较弱的反气旋式环流控制,在二者结合部形成强的逆风海流。西南季风期,海区大部分受反气旋式环流控制,其北侧为一气旋式环流,二者结合部形成强的东向离岸流。还讨论了环流的演变特性和流涡的形成机制。