珠江伶仃河口湾及邻近内陆架的纵向环流与物质输运分析

根据实测资料分析了珠江伶仃河口湾与邻近内陆架在不同径流影响下的水体混合空间状态和季节变化特征。主要由河口湾表、中层冲淡水和内陆架底层上溯的高盐补偿流构成了河口湾和内陆架之间的净环流，在高径流量和西南大风的情况下，环流下移向内陆架扩展增强。计算表明，７月纵断面上的净环流输运是盐分纵向净通量的控制因素，输运方向指向上游，而其余季节则以向海的净平流输运为主。悬沙净通量主要受净平流及潮抽吸输运控制，潮抽吸     

河口Si输运过程研究

基于拉格朗日余流及其输运过程的一种三维空间弱非线性理论，进一步假定Ｓｉ在河口的无因次化学转移项量级为ｋ＾２，给出了Ｓｉ的长期输运方程。对于一种二维模型河口，数值求解了零阶天文潮，欧拉余流、斯托克斯漂移、拉格朗日余流和盐度的分布；分别计算了平均逼留时间为１３，３０，６０，１８０ｄ等所对应的Ｓｉ浓度分布；给出了Ｓｉ－ｓ相关图，讨论了河口中Ｓｉ的保守性问题。     

连云港近岸海域物理自净能力研究及水质预测——Ⅲ.西大堤建成后对物质输运的影响

在连云港近岸海域计算潮流场基础上建立拉格朗日余流模型,并对连云港市两大堤建成前后的拉格朗日余流变化进行了分析,且选择有代表性的排污口进行了数值跟踪。     

胶州湾泛亚码头疏浚方案优选及悬浮物影响预测

采用有限元分步杂交方法,在已建潮流场的基础上,建立了胶州湾疏浚物悬浮泥沙的二维输运-扩散模型,并应用于胶州湾前湾港区泛亚码头工程疏浚区的疏浚物输运扩散的数值模拟预测。根据预测结果分析了泛亚码头疏浚区施工期间悬浮泥沙对附近海域水环境和生态环境的影响,并对不同的疏浚方案进行了优选。     

基于非充分掺混模式的流域来水组成模型

针对如何减小数值求解对流输运方程耗散误差的问题,引进断面计算浓度的概念来计算河段平均浓度,提出了非充分掺混模式的有限控制体积法离散对流输运方程的新算法,据此构建了模拟流域内的水源组成以及不同水源在流域内的时空变化情况的流域来水组成模型。通过数值试验与具体实例验证,结果表明所提出的非充分掺混模式的新算法可有效地提高流域来水模型的计算精度。     

大气边界层湍流能量交换特征研究进展

从一维湍流能量平衡方程出发,回顾了近几十年湍流能量平衡方程中的各项以及Karman常数k的研究成果,总结了大气边界层湍流能量交换特征的研究概况和热点问题,并对今后发展趋势做了展望。实验研究表明,湍流能量平衡方程中的各项在不同条件下有不同的形式;传统的能量产生和耗散的局地平衡假设存在不足,特别是在不稳定条件下,垂直的湍流输运和压力脉动对湍流能量收支起了非常重要的作用。Karman常数与Rossby数和Reynolds数无关,在比较光滑的下垫面上k近似等于040±001。     

近年来厄尔尼诺期间北赤道流输运的年际变化

为了研究近年来厄尔尼诺期间北赤道流输运的年际变化,本文利用海洋客观分析数据MOAA GPV(Grid Point Value of the Monthly Objective Analysis)以及P-vector方法计算了北太平洋绝对地转流,探讨了2001~2013年期间厄尔尼诺与北赤道流输运之间的关系。在此期间发生的4次厄尔尼诺事件中,北赤道流输运在2002~2003、2006~2007、2009~2010年的厄尔尼诺成熟期都出现了明显的增强,但是在2004~2005年的厄尔尼诺成熟期并没有明显的增强。进一步分析发现,在2002~2003年、2006~2007年、2009~2010年的厄尔尼诺成熟期,10°N以南的热带西北太平洋区域出现了负的海面高度异常和气旋式环流异常,这主要是由热带环流区域出现的西风异常和正的Ekman抽吸通过Rossby波西传到热带西太平洋区域所致;但是在2004~2005年厄尔尼诺成熟期,海面温度异常的分布明显不同,西风异常和正的Ekman抽吸异常明显北移,导致负的海面高度异常和气旋式环流异常出现在了10°N以北的西北太平洋区域,使得北赤道流输运在2004~2005年的厄尔尼诺成熟期没有明显的增强。     

海洋涡旋在模态水形成与输运中的作用

模态水在全球气候变化中有着重要作用.但是由于缺乏海洋次表层的高分辨率观测,对空间尺度为百公里的海洋中尺度涡旋如何影响空间尺度大于千公里的模态水的认识仍然欠缺.为了解决这一科学难题,在科技部的支持下,实施了一次成功的海上观测试验.系统梳理了基于该观测数据所发表的有关涡旋影响模态水潜沉和输运的主要研究成果:①捕捉并揭示了中尺度涡导致混合层水潜沉的过程和动力机制;②发现了中尺度涡携带模态水迁移的新路径;③阐明了模态水多核结构的形成机制.研究结果揭示了黑潮延伸体海域中尺度涡旋影响大尺度模态水的物理本质,为该海域多时空尺度海洋—大气相互作用作出了一定的贡献.通过对该次观测试验结果的分析和总结,得到了如下新的科学推论:海洋次中尺度过程对模态水的形成和耗散也具有重要影响.     

河口物质和水体长期输运分离的理论分析和观测验证Ⅰ.物质和水体长期输运分离的理论分析

基于单宽断面潮周期平均水体和物质对流输运通量,定义了二维水体和物质长期输运速度,它们分别描述单宽断面水体和物质长期输运的方向及快慢。通过二维水体和物质长期输运速度的对比分析,提出了物质和水体长期输运分离概念:受物质浓度影响,在物质和水体瞬时运动速度相同的情况下,物质和水体潮周期平均对流输运的方向和快慢可能存在差异。本文将二维物质长期输运速度分解为二维水体长期输运速度、二维潮泵输运速度和垂向切变输运速度,它们分别描述余流输运、潮泵输运和垂向切变输运,后两种输运造成单宽断面物质和水体长期输运分离。本文的分析表明,河口受地形、径流、潮流、密度梯度影响,存在有利于物质和水体长期输运分离的自然条件。     

海南岛近海海域7个沉积岩芯的现代沉积速率及其分布特征

利用多道α能谱仪,对2005年8～9月在海南岛近海采集的7个沉积岩芯进行了210Pb的沉积速率测定,探讨了海南岛近海陆架上现代沉积速率的区域性分布特征,结果表明:位于港湾内的B1168站位由于沉积物供应充足,有最高的沉积速率,达2.9 cm/a;位于河口海湾附近且受沿岸流影响的B289站位,有很高的沉积速率,可达1.6 cm/a,沉积环境较稳定;位于西南海底沙脊区北缘且靠近昌化江河口的B97、B135、B10站位也有较高沉积速率,分别达到1.0、0.89和0.47 cm/a,在表层都出现了210Pb放射性活度倒置的现象,表明所处区域有较强混合作用;处于西南外陆架的C4站位受北部湾环流影响,沉积速率为0.6 cm/a;位于东部外陆架的B377站位处于上升流区,沉积速率较低,为0.21 cm/a.可见,海南岛近海陆架上的现代沉积速率存在着明显的区域分布:在物质来源丰富的沿岸流作用区和河口区附近,现代沉积速率很高;在陆架环流沉积作用区,现代沉积速率也较高;在水深较大的外陆架上,由于沉积物供应相对匮乏,沉积速率一般较低;在近岸潮流沙脊区,由于水动力很强,无法形成现代细粒沉积.同时,在陆架上,沉积速率有随着水深的增加而降低的趋势.由此可见,海南岛近海海域的沉积速率与该区的物质供应、水动力条件和海底地形等因素有密切关系.