COHERENS模式在长江口赤潮源推测中的应用

在COHERENS基础上,建立了一个σ坐标下的三维渤海、黄海和东海海域夏季环流数值模式,较好地模拟了夏季渤海、黄海和东海海域的环流系统(黑潮、台湾暖流、对马暖流和长江冲淡水)。在此斜压流场的基础上,进行了拉格朗日颗粒追踪和欧拉输运数值模拟来推测长江口及其邻近海域赤潮高发区的可能赤潮源。提出台湾海峡、福建浙江近海和台湾东北海底存在赤潮的“种子”,它们很可能就是我国长江口赤潮高发区的赤潮源,这仍需现场的海洋调查去证实。数值模拟推测赤潮源是对流-扩散输运方法在海洋生态学领域中的一个新应用。     

基于环境扩散条件的河流宽度分类判别准则

在河流排污引起的污染物扩散计算中,不同河流宽度类别对应不同的移流扩散解析解算式,但缺少具体的河流宽度分类判别准则,给实际应用带来很大困难。按照河流污染物扩散受边界反射影响程度的不同,从移流扩散解析解算式的简化条件出发,提出了宽阔、中宽、窄小的分类方法和定义;根据二维可忽略边界反射的条件和达到全断面均匀混合距离小于等于河流宽度的条件,分别求解了河流宽阔与中宽窄小的分区临界关系线和中宽与窄小的分区临界关系线,提出了相应判据的数学表达式;给出了河流宽阔、中宽、窄小的分类判别准则以及各类别河流移流扩散解析解算式的对应关系。最后指出基于环境扩散条件的河流宽阔、中宽、窄小分区是相对的,对于同一河流在不同水力要素、扩散系数、排污强度和允许浓度升高值等条件下,可以得到不同的分区结果。     

上海市气象场与SO2浓度数值模拟

采用地形坐标系下适合于复杂地形且满足地－气耦合的静力学三维中－β尺度气象预报模式，使用08时的实测流场经变分法初始化后得到的初始流场，模拟研究了上海地区的局地流场时空演变特征，模式较细致地考虑了湍流，长短波辐射，凝结，蒸发，地表热力平衡等因子，在此基础上，使用有限元法数值求解一阶闭合的三维区拉平流扩散方程，模拟了上海地区的SO2浓度分布，结果表明：上海的局地流场具有明显的日变化特征，受海陆温差的影响明显，日间风速较夜间风速大，风向呈顺时针旋转，在不同稳定层结情况下，高架点源排放的高空污染物对地面的污染物浓度有贡献，会千成地面污染物浓度升高。     

Study on the transport of COD in the sea area around Maidao off Qingdao coast using data assimilation

A two-layer pollutant advection-diffusion model is built to investigate the pollutant transport in the sea area around Maidao off Qingdao coast. An adjoint data assimilation technique is applied to estimate the optimal values of the model parameters. The experimental results on the initial field of pollutant indicate that the distribution of Chemical Oxygen Demand (COD) concentra- tion is sensitive to the horizontal eddy diffusivity. An appropriate value of horizontal eddy diffusivity is necessary in order to depict the influence of the initial field precisely, and it is also essential to the simulation of the advection-diffusion process of the pollutant. By inversion of the model parameters and optimization of the initial COD concentrations, the simulation results are improved sig- nificantly. The cost function is reduced to 40% of its first step value. The average misfit between the model outputs and the observa- tions in the upper layer decreases from 0.46 to 0.25 mg L-1, and that in the lower layer decreases from 0.22 to 0.14 mg L-1.     

上海市气象场与SO2浓度数值模拟

采用地形坐标系下适合于复杂地形且满足地-气耦合的静力学三维中-β尺度气象预报模式,使用08时的实测流场经变分法初始化后得到的初始流场,模拟研究了上海地区的局地流场时空演变特征。模式较细致地考虑了湍流、长短波辐射、凝结、蒸发、地表热力平衡等因子,在此基础上,使用有限元法数值求解一阶闭合的三维欧拉平流扩散方程,模拟了上海地区的SO₂浓度分布。结果表明:上海的局地流场具有明显的日变化特征,受海陆温差的影响明显,日间风速较夜间风速大,风向呈顺时针旋转;在不稳定层结情况下,高架点源排放的高空污染物对地面的污染物浓度有贡献,会造成地面污染物浓度升高。