Observations of wave pump efficiency

Currently available data on wave pump efficiency is reviewed. The obtainable efficiency is an important consideration in the design of practical devices for the extraction of wave energy and the analysis of natural systems (e.g., coral flats and rip currents). We find that the peak efficiency is 0.5 for very steep (∼ 40–45°) ramps where the waves break over the top of the ramp. For flatter (< 30°) ramps, the breaking process is more gradual and the peak efficiency is less than 0.1. We have identified natural atoll lagoon systems where the flushing is wave driven and successfully modeled it as driven by a wave pump. The same is the case for rip currents. For both of these natural systems, the pump efficiency is around 0.035. In addition a numerical swash model is used to estimate wave pump efficiency and is seen to match the experimental results for natural systems or breaking wave scenario.     

弱流场调制下的海面微波散射模拟研究

根据海面微波散射的多尺度模型以及波流相互作用理论,对一维弱流场调制下的海面微波散射截面进行了数值模拟。结果表明,利用数值方法直接求解波作用量方程获得的海浪调制谱并结合多尺度模型可以较好地模拟弱流场引起的雷达散射截面的变化。内波等海洋现象调制了海浪谱,使得雷达散射截面反映出这些海洋特征,整个调制过程的模拟对于分析这些海洋现象并更好地利用其雷达数据具有重要意义。     

The mid-depth circulation of the northwestern tropical Atlantic observed by floats

A comprehensive analysis of velocity data from subsurface floats in the northwestern tropical Atlantic at two depth layers is presented: one representing the Antarctic Intermediate Water (AAIW, pressure range 600–1050 dbar), the other the upper North Atlantic Deep Water (uNADW, pressure range 1200–2050 dbar). New data from three independent research programs are combined with previously available data to achieve blanket coverage in space for the AAIW layer, while coverage in the uNADW remains more intermittent. Results from the AAIW mainly confirm previous studies on the mean flow, namely the equatorial zonal and the boundary currents, but clarify details on pathways, mostly by virtue of the spatial data coverage that sets float observations apart from e.g. shipborne or mooring observations. Mean transports in each of five zonal equatorial current bands is found to be between 2.7 and 4.5 Sv. Pathways carrying AAIW northward beyond the North Brazil Undercurrent are clearly visible in the mean velocity field, in particular a northward transport of 3.7 Sv across 16°N between the Antilles islands and the Mid-Atlantic Ridge. New maps of Lagrangian eddy kinetic energy and integral time scales are presented to quantify mesoscale activity. For the uNADW, mean flow and mesoscale properties are discussed as data availability allows. Trajectories in the uNADW east of the Lesser Antilles reveal interactions between the Deep Western Boundary Current (DWBC) and the basin interior, which can explain recent hydrographic observations of changes in composition of DWBC water along its southward flow.     

船载ADCP资料的潮流分离方法在厦门港断面重复走航中的应用

本文运用Candela等提出的潮流分离方法,选用高斯函数作为基函数,采用Matlab程序,首次对厦门港嵩鼓水道的船载ADCP断面重复走航资料进行潮流分离计算．通过对14个计算点的Candela方法计算结果与引进差比关系准调和分析方法计算结果的分析比较可见：（1）两种方法计算所得余流在大、小潮的相关系数分别为0．9882和0．8521,余流相对误差在大、小潮分别为0．065和0．150,而所得余流方向在大、小潮的相关系数分别为0．9982和0．9865,余流方向相对误差在大、小潮分别为0．023和0．027．两种方法计算的余流及其方向的相关性很高（在样本数为14,置信度为α=1％时,相关系数大于0．6610,结果是可信的）,而平均相对误差也很小．（2）对14个计算点的M2、S2、K1、O1、M4和MS4等6个分潮的计算结果（共有84个样本数据）进行分析比较,两种方法计算所得6个分潮的长轴、长轴方向和短轴在大潮的相关系数分别为0．9838、0．8960和0．2335,而在小潮的相关系数分别为0．9656、0．7555和0．2209．这两种方法计算所得6个分潮的长轴、长轴方向和短轴在大潮的平均相对误差分别为0．375、0．071和0．753,而在小潮的平均相对误差分别为0．287、0．254和0．845．两种方法计算的分潮长轴及其方向的相关性很高（在样本数为84,置信度为α=1％时,相关系数大于0．283,结果是可信的）．相应的分潮长轴的相关性略低,但是在样本数为84,置信度为α=5％时,相关系数均大于0．217．可认为在置信度为α=5％时,计算结果是可信的,而平均相对误差则略显较大．综上所述,我们认为采用Candela等的方法对船载ADCP断面重复走航资料进行潮流分离计算是可行的．     

渤海的环流、潮余流及其对沉积物分布的影响

阐明渤海环流和潮余流的分布特征及其与沉积物输运之间的关系。本文根据80年代以来的实测海流资料得到：辽东湾的环流是顺时针向的；黄河三角洲外海存在着一支流向东北偏北向流，与辽东湾西部的东北向海流相接；渤海湾内的环流北部为反时针向，南部为顺时针向回转的双环结构。上述环流趋势与渤海沉积物分布相一致。渤海沿岸主要入海河流的特征矿物分布正是上述环流存在的最好佐证。文中进一步讨论了潮余流分布特征及其对渤海环流的贡献。     

渤海的环流、潮余流及其对沉积物分布的影响

阐明渤海环流和潮余流的分布特征及其与沉积物输运之间的关系。本文根据８０年代以来的实测海流资料得到：辽东湾的环流是顺时针向的；黄河三角洲外海存在着一支流向东北偏北向流，与辽东湾西部的东北向海流相接；渤海湾内的环流北部为反时针向，南部为顺时针向回转的双环结构。上述环流趋势与渤海沉积物分布相一致。渤海沿岸主要入海河流的特征矿物分布正在上述环流存在的最好佐证。文中进一步讨论了潮余流分布特征及其对渤海环流的     

渤海夏季底层环流的观测与模拟

通过分析用人工水母在渤海夏季进行的首次底层环流的 L agrange观测 ,发现在渤海底层 Lagrange余流只有几 cm/s,在海峡处基本是北进南出的情况 ,在辽东湾有 1个逆时针的环流 ,在渤海湾有 1个顺时针的环流。但是进一步分析发现 ,底层人工水母的运移 (代表了物质输运 )并不完全反映环流的方向 ,在有些站位甚至出现相反的趋势。通过数值模拟知道瞬时的扩散及沉降等过程是产生这种结果的原因 ,而根源在于环流场的不均匀性。     

渤海盐度年代际变异对环流结构的影响

收集并利用1950年代~1990年代后共5个年代的渤海盐度统计资料,诊断计算了不同时期的渤海密度流分布及其变化。通过对比分析,揭示了冬、夏两季渤海盐度的年代际变异特征及其对环流结构的影响。结果显示,自1980年代以来,渤海的盐度格局发生了显著的变化,盐度的水平梯度减小,渤海内部盐度由明显低于海峡区向普遍高于海峡区转变。渤海密度流在冬季较弱,对总环流的贡献较小,而在夏季较强,并在总环流中占优。夏季,渤海密度流随盐度变异有所改变,在1990年代后环流系统在海区中部、渤海湾以及莱州湾呈现出局部的差异,原有流动明显减弱。夏季渤海重要断面的密度流流量和盐通量值整体上呈减小趋势,渤海与外海间的平均水及盐交换量由1950年代的7.85×104 m3/s、2.49×106kg/s降至1990年代后的7.09×104 m3/s、2.27×106 kg/s。     

山东荣成湾月湖口门落潮干道的推移质输运

改进了Gao等 ( 1 994)方法 ,并用以计算潮汐汊道口门落潮干道的垂线平均流速。利用月湖潮汐汊道系统冬、夏季各一个月的潮位资料 ,计算落潮干道的潮流流速和推移质输运率。结果表明 ,流速的计算值和实测值呈良好的相关性 ,落潮干道内落潮流的输沙能力高于涨潮流输沙能力     

北太平洋风海流季节变化的数值模拟

用绝热表层风海流模式,以1949～1979年COADS资料,研究北太平洋表层风海流及相应水位场随季节变化的特点、某些特定年表层风海流的异常。模式采用二次动量守恒的有限差分方法,保证了计算稳定性。在数值积分中考虑了陆界、水界条件和近岸地形对风海流及水位场的影响。计算表明:模式反映了北太平洋主要流系的季节变化规律,能较敏感地反映上层海洋对大气动力作用的响应。给出了北太平洋主要流系的强弱与黑潮大弯曲的对应关系。