基于耗散结构理论的千岛湖旅游地演化过程及机制

从耗散结构理论的视角,认为千岛湖旅游地是以外部自然与社会经济环境为支撑,以吸引物子系统、设施子系统、服务子系统和支持子系统为基础的旅游地耗散结构系统(TDSS)。分析了其演化过程,认为从1959 年新安江水库建成到1981 年“富春江-新安江”被确定为国家首批重点风景名胜区,千岛湖旅游系统处于萌芽状态,各子系统尚未完善成形;1982 年至1994 年为系统形成期,各子系统发展逐渐完善,旅游系统整体效应开始初步显现;从1995 年起,千岛湖旅游地系统进入发展期,各子系统基本上发育成熟完善,子系统之间相互作用明显,系统的整体效应显著;2000 年以后,千岛湖旅游地系统处于优化发展状态,各子系统之间进一步协调发展,旅游系统整体效应大大增强,并推动了旅游地的转型发展。探讨了其演化机制,认为旅游地系统演化的本质是耗散结构的负熵输入过程,系统要素的非线性作用是其演化动力,并通过基于外部环境和政府主导的中心控制的系统他组织与基于供给与需求、人地关系、区域协调以及利益主体平衡四类非线性作用的系统自组织而实现。     

中层耗散大气中Rossby波包的非线性相互作用理论

采用弱非线性近似得出中层耗散大气连续谱Ｒｏｓｓｂｙ波包的非线性时空演化方程,讨论了Ｒｏｓｓｂｙ波包的三波相互作用问题．数值计算表明,耗散和非线性的共同效应决定了Ｒｏｓｓｂｙ波包的演变．当一个Ｒｏｓｓｂｙ波包通过大气传播时,它的振幅若超过某个阈值,空间尺度分别比它大和比它小的两个次级Ｒｏｓｓｂｙ波包的振幅会随时间增长．特别当这两个次级波包同时随时空变化时,仅当主波的振幅超过一个更大的阈值,且其群速度介于两次级波包的群速度之间时,两次级波包的振幅才会随时空同时增长,即出现绝对不稳定现象,耗散和３个波包的频率失配都会增大不稳定的阈值．     

季节内SST和混合层深度变化的模式研究

用Niiler—Kraus类型的混合层积分模式,对TOGA—COARE强化观测期间由《实验3号》科学考察船观测资料得到的混合层深度和SST在季节内时间尺度的变化进行了模式研究。指出:1.混合层耗散参数与较长时间尺度过程风应力的变化存在着比较好的对应关系;2.模式可以较好的对风场和热通量场在季节内时间尺度的变化作出响应,模拟出季节内时间尺度SST的变化;3.Niiler,-Kraus模式在考虑耗散作用后,可用于海洋季节内时间尺度变化的模式研究。     

耗散源函数及LAGFD-WAM海浪数值模式的改进

本文是在LAGFD-WAM海浪模式方法基础上,根据破碎波统计理论给出了LAGFD耗散源函数形式。同时对LAGFD-WAM模式进行了改进并与WAM模式作了三种典型风场下的对比实验和实测结果检验,取得了较好的结果。     

南海北部陆架区内波的演变与耗散机制

海洋是多尺度强迫-耗散系统,机械能主要在大尺度输入,在小尺度耗散。在大、中尺度运动的能量向小尺度湍流传递过程中,内波扮演着重要角色。内波的生成和破碎可打破海洋动力平衡,而在陆架区,内波（主要是内孤立波）的浅化演变与耗散则是驱动湍流混合的关键过程。通过长期的理论、观测与数值模拟研究,目前已认识到内波浅化过程中主要发生如下演变：波形调制、极性转变、裂变、破碎与耗散。相较于直接发生破碎,浅化演变过程中的裂变及其引发的剪切不稳定和对流不稳定是内孤立波在陆架区的主要耗散机制,显著调制陆架区的跃层混合。从能量串级的角度讲,内孤立波浅化裂变为动力不稳定的高频内波是潮能串级的重要通道。本文简要回顾南海北部陆架区内波的研究历史,并着重总结内波在陆架区演变与耗散机制的研究进展。     

变性绕极深层水入侵时南极普里兹湾湍流混合特征研究

基于中国第28、29和31次南极科学考察中的CTD数据,利用Thorpe尺度方法计算了普里兹湾及其附近海域湍动能耗散率,分析了其分布特征,并对当地的水团结构进行研究.结果表明,普里兹湾及其附近海域中,前两个航次观测中次表层湍动能耗散率强度在陆架坡折区域达到最大.在水团分布方面,在第28和29航次中均观测到了变性绕极深层...     

绿色海堤的沉积地貌与生态系统动力学原理: 研究综述*

绿色海堤是传统结构工程与海岸生态系统共同组合而成的新型海堤, 用以应对未来海面上升、风暴加剧给低地海岸防护带来的挑战。需解决的问题主要有海岸生态系统消浪过程及生态系统在海堤体系中的配置方式。理论分析、现场观测、物模数模所获结果表明, 海岸生态系统确有显著的消浪功能: 1) 陆架泥区消浪, 其机制以再悬浮和浮泥运动为主, 底部摩擦为次; 2) 潮滩下部的粉砂细砂滩底部摩擦和推移质运动共同造成波能耗散, 而上部的泥滩则以再悬浮和悬沙输运为主; 3) 在盐沼、红树林、海草床等由植被构成的生态系统, 植物通过形态阻力、茎秆运动来阻滞水流、耗散波能, 其效能高于沉积物床面对波能的耗散; 4) 生物礁主要有珊瑚礁和牡蛎礁, 其消能作用主要通过床面摩擦和波浪破碎, 效能较高, 尤其是在风暴期间。生态系统如何成为海堤的有机组成部分, 尤其是侵蚀型海岸的生态位修复和绿色海堤整体设计, 还需进一步研究相关的科学问题: 与硬质工程结合的盐沼-牡蛎礁的适应性生物学; 未来环境变化条件下生态系统的稳定性; 绿色海堤生态系统空间配置及其与风暴事件的时间尺度匹配; 基于均衡剖面理论的海堤形态优化。     

波浪破碎下湍流混合的实验研究

波浪破碎过程产生的湍流动量和能量垂向输运对于加快海洋上混合层中垂向混合具有显著效果.采用二维实验室水槽中对波浪破碎过程进行模拟.对采集的波浪振幅时间序列采用希尔伯特变换定位破碎波位置,波浪的破碎率随有效波高的增加而增大,波浪谱分析得到的波浪基本周期与有效周期结果相似.实验中采用粒子图像测速技术(particle ima...     

Cotidal charts and tidal power input atlases of the global ocean from TOPEX/Poseidon and JASON-1 altimetry

The global distributions of eight principal tidal constituents, M₂ , S₂ , K₁ , O₁ , N₂ , K₂ , P₁ , and Q₁ , are derived using TOPEX/Poseidon and JASON-1（T/P-J） satellite altimeter data for 16 a. The intercomparison of the derived harmonics at 7000 subsatellite track crossover points shows that the root mean square （RMS） values of the tidal height differences of the above eight constituents range from 1.19 cm to 2.67 cm, with an average of about 2 cm. The RMS values of the tidal height differences between T/P-J solutions and the harmonics from ground measurements at 152 tidal gauge stations for the above constituents range from 0.34 cm to 1.08 cm, and the relative deviations range from 0.031 to 0.211. The root sum square of the RMS differences of these eight constituents is 2.12 cm, showing the improvement of the present model over the existing global ocean tidal models. Based on the obtained tidal model the global ocean tidal energetics is studied and the global distribution of the tidal power input density by tide-generating force of each constituent is calculated, showing that the power input source regions of semidiurnal tides are mainly concentrated in the tropical belt between 30 S and 30 N, while the power input source regions of diurnal tides are mainly concentrated off the tropic oceans. The global energy dissipation rates of the M₂ , S₂ , K₁ , O₁ , N₂ , P₁ , K₂ and Q₁ tides are 2.424, 0.401, 0.334, 0.160, 0.113, 0.035, 0.030 and 0.006 TW, respectively. The total global tidal dissipation rate of these eight constituents amounts to 3.5 TW.     

Comparison Study on Wind Input and Whitecapping Dissipation Expressions in Numerical Simulation of Typhoon Generated Waves

In order to investigate the effect of wind input and whitecapping dissipation on the simulation of typhoon-waves, three experiments are conducted with the latest version of SWAN （Simulating WAves Nearshore） model. The three experiments adopt the Komen, Janssens, and Westhuysen expressions for wind input and whitecapping dissipation, respectively. Besides the above-mentioned source tems, other parameterization schemes in these experiments are the same. It shows that the experiment with the Westhuysen expression result in the least simulation errors while that with the Janssens expression has the most. The results from the experiments with Komen and Westhuysen expressions show that the differenees in significant wave height （SWH） have a good correlation with the differences in dissipation energy caused by whiteeapping. This indicates that the whitecapping dissipation source term plays an important role in the resultant differences of the simulated SWH between the two experiments.