杭州湾、长江口余流及其物质输运作用的模拟研究Ⅱ冬季余流及其对物质的运输作用

首先分析了杭州湾、长江口冬季余流和物质输运作用的观测特征,提出了几个值得继续研究的问题．然后,利用杭州湾、长江口三维联合模型,综合考虑径流、风应力、密度流、中国东部海域背景环流和Ｍ２,Ｓ２,Ｋ１,Ｏ１四个分潮的综合作用,模拟出了冬季的余流结构及其对物质的输运作用．在此基础上,针对所总结的几个问题,进一步作数值模拟,讨论余流和物质输运作用形成的机制。     

长江口外海区叶绿素a浓度分布及其动力成因分析

2000年8月在长江口外海区应用现代化的观测设备进行了多学科的综合观测. 现场观测资料分析表明, 长江口外海区浮游植物的爆发存在着两个源. 面积广、强度大的一个源存在于表层的羽状锋区, 是由长江径流入海携带大量营养盐造成富营养化和低浊度海水产生良好的光透射引起光合作用产生的. 光合作用产生叶绿素a, 同时释放氧气和吸收二氧化碳, 故出现高浓度叶绿素a分布对应于高浓度溶氧和pH值分布. 面积小强度弱的一个源位于台湾暖流的温跃层中, 但高浓度的叶绿素a并不对应于高浓度的溶氧和pH值, 可能是由台湾暖流的远距离平流作用产生的. 长江大量营养盐入海造成的富营养化是产生长江口外海区赤潮爆发的主要原因. 福建和浙江沿岸海区发生的赤潮可能随台湾暖流影响到长江口外海区. 三维数值模式模拟的流场分布支持上述结论.     

海平面变化与城市安全——以上海市为例

从流域—河口—海洋连续水动力系统角度,分析长江河口吴淞潮位记录(1912～2000年)中的理论海平面变化、构造沉降、三峡大坝导致的河口河槽冲刷、城市地面沉降、河口深水航道整治与促淤围垦工程导致雍水的复合效应,预测2030年长江河口地区海平面上升10～16cm.海平面上升将导致近岸海域潮位上升、潮流流速增大,设计高潮位和设计波高抬升,海塘防潮和供水安全标准降低.为此,提出上海市应对相对海平面上升的近期、中期和远期应对行动指南.     

黄海、东海夏季环流的数值模拟

基于ECOM -si,建立了一个垂向取σ坐标、水平取球面坐标的三维高分辨率湍流闭合的黄海、东海海洋环流数值模式 .考虑实际岸线和水深、边界通量、密度梯度力和风应力 ,应用该模式较成功地模拟出了夏季黄海、东海环流 (黑潮、台湾暖流、对马暖流、黄海冷水团环流和沿岸流 ) ,摸拟结果与以往实际观测和研究结果较为一致 ,表明所建立的模式能较成功地应用于该海区环流的研究     

论我国海岸带陆海相互作用研究

阐述海岸带陆海相互作用（ＬＯＩＣＺ）研究的意义和国内外研究现状,在此基础上提出选择典型地区开展我国陆海相互作用的构想,并以长江河口为例,对其研究目标,研究思路和研究内容作简要介绍。     

海洋对热带气旋响应的一种改进模式

建立一个改进的二层非线性原始方程海洋模式，研究海洋对热带气旋的响应。采用湍流动能收支参数化风应力产生的垂直混合（夹卷），其中考虑了盐度对层结强度的影响。通过海洋对７００２号台风响应的数值模拟，结果表明，在引起海表温度下降的各热通量分量中，夹卷约占了８３％，余下的海表面热通量占了１７％。在台风路径转向的右侧，海洋出现强烈的降温表现出明显的右偏性。降温的幅度、范围和形状均与观测结果较为一致。     

预估修正法对河口海岸海洋模式稳定性的提高

河口海岸海洋模式时间差分为欧拉前差格式，在涡动粘滞系数较小的情况下，模式存在着弱不稳定性。为提高模式的稳定性，采用预估修正法对模式中科氏力项作半隐式处理。首先在理论上证明了模式稳定性的提高，随后设计一个高分辨率网格，考虑实际岸线和水深、边界通量、密度梯度力和风应力，把模式应用于冬季渤、黄、东海环流的数值模拟，数值试验也证明了模式稳定性的提高。改进后的河口海岸海洋模式较成功地模拟出了冬季渤、黄、东海环流（黑潮、台湾暖流、对马暖流、黄海暖流和沿岸流），与实际观测和研究结果较为一致。     

长江口区可能最高潮位估算研究

利用《西北太平洋热带气旋年鉴》资料,简要分析了影响上海地区可能最高潮位的台风路径、强度变化特征.分析表明,造成上海地区严重风暴潮的台风路径有3种类型,它们分别是登陆浙江沿海西行类、近海北上类和正面袭击上海类.上海及其近海区域台风强度随纬度增加而减弱的变化特征明显,在东海北部,近50a内尚未出现过中心气压低于920hPa的台风.利用特定的统计模式,根据假想台风路径、强度变化给出的可能最大增水只有210cm,其值明显偏小,认为用统计方法进行上海地区最大可能增水的估算似乎不合适.在考虑可能变化的台风路径、强度、移动速度以及天文大潮汛等综合因素后,利用高分辨率ECOM-Si的数值模式计算出的上海地区(吴淞)可能最大增水是由5612台风以10km/h速度北抬纬度2°并取所在位置的历史最低气压值造成的,其可能最大增水为367cm,如以长江口区天文可能高潮值420cm计算,则获得长江口的最大可能水位为787cm.     

长江口宝钢码头溢油事故油膜漂移扩散数值模拟

溢油事故发生后,油膜的漂移扩散会对周围水域和环境敏感目标造成污染。研究溢油事故后油膜漂移扩散,可为溢油事故的处理提供理论指导。本文应用河口海岸三维水动力模式ECOM-si(semi-implicit estuarine,costal and ocean model),耦合溢油漂移扩散模块,模拟和分析长江口宝钢码头发生溢油事故后油膜的漂移扩散,以及对环境敏感保护目标的影响。基于长江口崇明东滩气象站实测风速风向资料,给出影响溢油漂移的主导风和不利风向。在冬季多年平均1月径流量11700m³·s^–1、主导风、3个不利风和潮汐作用下,数值模拟并详细给出了宝钢码头溢油事故发生后油膜的平面分布、油膜到达和离开4个水库取水口和饮用水水源保护区以及其他环境敏感保护区的时间、持续影响时间和最大油膜厚度。长江口宝钢码头溢油事故发生后,油膜随涨落潮流作上下游来回振荡,径流使油膜向海输运,风使油膜朝风向方向漂移。在主导风北风5.6m³·s^–1风速下,油膜沿长江口南岸向下游漂移扩散,小部分进入北槽南侧。在不利风向东南风4.0...     

海洋对热带气旋响应的研究

利用中二层非线性原始方程海洋模式，研究海洋在自身不同热力结构下对热带气旋的响应。计算结果表明，初始混合层（ＭＬ）深度和层强强度对海表温（ＳＳＴ）和ＭＬ深度变化起着十分重要的作用。初始ＭＬ深度对海流量值影响较大，层结强度则较小。东海陆架区特殊的海洋热力结构，极易造成ＳＳＴ下降。海洋对７００２号台风响应的模拟结果与观测资料较一致。