COMPARISON OF THE EULERIAN AND LAGRANGIAN TIDAL RESIDUALS IN THE BOHAI SEA

Tidal residual is very important to the transport of water particles, nutrients, plank-ton, etc. in the coastal sea. Eulerian scheme and Lagrangian scheme are two different ways to get the time averaged residual. Solution of the Bohai Sea‘s hydrodynamic system using a semi-implicit layer aver-aged numerical model yielded different direction Eulerian and Lagrangian tidal residuals. The latter were stronger than the former in most sea areas. Their different directions produced different ciretdation pattern in some areas. Compared with the Eulerian residual, the Lagranglan residual seemed to be more in accord with the observation.     

光滑海面上风、温、湿廓线的层结订正模式及海气整体交换系数

详细介绍了光滑面标量粗糙度ＺＴ,Ｚｑ与风速粗糙度Ｚ０的相似表达式,论述了把Ｍｏｎｉｎ－Ｏｂｕｋｈｏｖ相似理论推广到光滑面上湍流气层的合理性,从而得到光滑面风、温、湿层结订正廓线与粗糙面廓线相统一的形式。总结了用该模式处理的三个海上梯度观测资料的计算结果,揭示出了微风时通过光滑海面的海气通量及整体交换系数受层结影响远大于风速影响的特征。并给出光滑界面上不同层结的整体交换系数随风速变化的拟合公式。     

渤海多年月平均温盐场的季节变化特征及形成机制的初步分析

根据 1 970～ 1 996年渤海观测资料的各月平均值 ,绘制大面、38.5°N断面分布图与典型海域的季节变化图 ,进而概述渤海的温盐场特征 ,并探讨其成因 ,更好地为研究渤海环境变异提供高分辨率的平均场。研究表明 ,渤海温盐度对气候因子、径流量变化等因素响应很快 ,大约滞后 1个月左右 ,具有明显的季节特征。外强迫、岸形和地形所共同诱导的海水平均环流 ,是形成其水平分布和季节变化的决定因素之一。     

湍能封闭模型在渤海潮流模拟中的应用

将一个三维湍能封闭模型应用于渤海潮流模拟，通过流速分解的初边值方法，计算了渤海全海区潮波系统、潮流结构，结果与观测符合较好。计算同时给出了湍粘性系数和湍动能的时空分布，比较常湍粘性系数和湍的垂直抛物分布及湍能封闭模拟表明，湍粘性系数的不同选取会对流场结构有显著影响。     

东海内陆架春季跃层和内波影响下的环境要素分布

基于东海内陆架P2连续站春季流速和环境要素的观测数据,发现该站存在由浙闽沿岸水系和陆架混合水系界面形成的较强跃层,跃层的浮频率在1×10-3s-2左右。跃层上下水体的温盐值变化和流场的变化有相关关系。环境要素在跃层的影响下呈现显著的分层结构,说明跃层对环境要素的垂直交换起到了限制作用。同时跃层的存在也为内波的产生提供了条件,斜压结构主要由具有半日潮频率的内潮和近惯性频率的内波组成。在观测开始和结束时刻,跃层深度显著抬升,跃层中存在Ri-1大于4的情况,这与叶绿素溶解氧跨跃层现象存在的时刻对应,说明这两个时刻水体由于内波活动改变了跃层深度并存在剪切不稳定的情况,进而引起了水体的垂向交换,为环境要素的跨跃层混合提供了条件。跃层和内波分别对环境要素的垂直混合起到了阻碍和加强的作用。     

青岛外海夏季水母路径溯源研究

2011年夏季,青岛外海发现大量大型水母,如沙海蜇、海月水母和白色霞水母等,而在冬、春季未在当地海区发现其幼体。本文采用拉格朗日方法,以粒子代表水母,不考虑水母自身运动,进行反向追踪,追溯其运动路径及可能源地。不同追踪实验结果显示,在不同时间不同深度处释放的粒子路径不同。在海面处释放的粒子分别可以追溯到海州湾、江苏沿岸及长江口附近的海域,其中8月1日和8月15日在海面释放的粒子最远可以追溯至长江口外海域;2m层上释放的粒子最远也可到达长江口附近,而10m层以深释放的粒子基本分布在35°N以北。由于反向追踪只考虑海流的影响,追踪过程可逆,因此,从运动路径来看,青岛外海的部分水母可能来源于海州湾、江苏沿岸及长江口附近海域。从水母种类分布特征来看,海州湾、江苏沿岸及长江口附近海域在有粒子分布时期的水母种类与7、8月份青岛外海部分水母种类一致,为寻找青岛外海夏季水母的潜在的来源地提供了依据。     

2013~2019年渤海夏季高温现象及机制分析

在全球变暖背景下,海洋上层平均温度的上升将可能导致更频繁的极端高温事件。渤海生态系统将会面临更大的风险和挑战,了解海洋极端高温事件的发生过程,可为应对将来气候变化和防灾减灾提供有力支撑。通过长期现场观测和卫星遥感数据,发现渤海8月海表温度(sea surface temperature,SST)在2013年发生温度跃迁,并利用regional ocean modeling system(ROMS)物理模型分析了2013年之后渤海夏季升温的影响因素。2013～2019年阶段8月的SST,比1994～2012年阶段整体高1.37℃。在空间分布上,表层水体升温较大区域主要集中在3个海湾及渤海中部浅滩。在水体温度结构上,2013年之后夏季上混合层温度整体升高,上混合层厚度变薄,温跃层整体变浅;表底温差增大,水体层结增强约17.5%。2013年之后渤海表层水体的升温现象总体上存在于春季和夏季,升温幅度在春季呈线性增强趋势,而在夏季处于稳定的状态。春季的热量累积为夏季升温提供了一个较高的温度初始值,是导致近年来渤海连续多年夏季高温现象的主要因素。春季升温受春季云量减少和短波辐射增强的影响。渤海春夏...     

近岸典型养殖海区的潮流垂直结构特征

2006年7月在我国北方典型养殖海域桑沟湾进行现场观测,探讨养殖生物和养殖设施影响下潮流垂直结构的特征.结果显示:①夏季的桑沟湾,大量养殖生物和养殖设施的存在造成了潮流垂直结构中出现了潮流上边界层这一独特现象;②建立1个双阻力模型来描述这个现象,得到湾口北侧海带养殖区的潮流上边界层平均阻力系数-CDS=5.4×10-2和底边界层平均阻力系数-CDB=1.5×10-2;湾中部贝藻兼养区的-CDS=4.9×10-2,-CDB=1.9×10-3,并与同在黄海的自然海区青岛外海做比较;③在半日潮占优的桑沟湾海区,养殖阻力和底应力均具有1/4潮周期特征.在养殖阻力大于底应力的情况下,该海区出现了表层海水先涨/落潮的现象,这与浅海潮流底层海水先涨/落潮的一般规律截然不同.     

基于IPCC-CMIP5的中国东部近海表层水温未来预估分析

近海海表温度（sea surface temperature,SST）的变化对我国沿岸海洋生态环境和渔业资源具有重要影响,研究其变化规律尤其是预估其未来变化一直是物理海洋学的重要研究课题。政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC）第五次评估报告（The fifth Assessment Report,AR5）对全球及部分典型区域的未来气候变化进行了预估,已成为全球公认的研究气候变化的科学依据。本文利用IPCC第五次评估报告的模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project phase 5,CMIP5）中五个具有代表性的模式（ACCESS1.3、BCC-CSM1.1、CCSM4、GFDL-ESM2G、MPI-ESM-MR）,对未来80年（2030、2060、2090年）相对于2010年中国东部近海（渤海、黄海、东海）表层水温的年代际及季节性变化规律在RCP4.5气候情景下进行了预估分析。通过分析发现中国东部近海表层水温在未来80年内有明显升温趋势：从年代际上看,到2090年表层水温升温幅度达1.18—1.71℃,其中2030—2060年升温最快,2060—2090年升温速度减缓;从季节上看,不同海域不同季节表层水温升温幅度达1.16—2.04℃,中国东部近海各海区在夏季升温幅度较大,冬季较小。     

渤海弱层化期湍流混合观测特征分析

利用2017年9月在渤海共享航次中取得的湍流混合直接观测数据,本文研究了渤海海域湍流混合的空间分布特征及有关的影响因素。9月观测海区水体垂向层结较弱,莱州湾受黄河冲淡水影响出现高温低盐结构,位于渤海中央浅滩南北两侧洼地的双中心冷水结构依旧存在。湍流观测结果表明湍动能耗散率在10~(-9)～10~(-5)W/kg之间变化,统计上满足对数正态分布。耗散率强值区出现在辽东湾及渤海湾湾口近岸处,相应的垂向湍扩散系数约为10~(-6)～10~(-2)m~2/s。垂向上,水体表、底层混合较强,进一步研究发现弱层化水体的平均湍动能耗散率〈ε〉与风速和正压潮流速的大小存在正相关关系。另一方面,耗散率ε与浮性频率N近似满足ε=2.0×10~(-8)+3.0×10~(-7)(N~2/N_0~2)~(-5)的拟合函数关系,反映了层化对水体垂向混合的抑制作用。