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中国近海潮汐潮流的数值模拟与研究

朱学明  
【摘要】: 本文基于FVCOM海洋数值模式,采用无结构化、可变分辨率的不规则三角形网格,基于有限体积法,同时考虑了垂直混合、底摩擦、非线性和天体引潮力等作用的影响,在球坐标系统下,建立了包含整个中国近海的潮汐、潮流数值模型。本模型的研究区域包含了渤海、黄海、东海、日本海和鄂霍次克海的全部以及南海北部和部分西北太平洋海域;水平分辨率从靠近开边界的50公里到中国近岸的1.5公里均匀变化,垂直方向分为10个等间隔的σ层;采用趋近法同化了120个沿岸潮汐验潮站资料。模型模拟结果与314个沿岸观测站的实测潮汐调和常数进行比较,得出M2、S2、K1、O1四个主要分潮振幅和迟角的绝对平均误差分别为4.2cm和6.5o,3.0cm和8.6o,3.4cm和8.3o,2.0cm和5.9o;同方国洪等(1986,1988)模型所得黄海东部90个计算点的潮流调和常数进行对比,得出M2分潮流东、北分量振幅和迟角的绝对平均偏差为5.1cm/s和16.0o、4.9cm/s和7.2o;K1分潮流东、北分量振幅和迟角的绝对平均偏差为1.3cm/s和29.8o、2.1cm/s和21.5o。验证结果表明,计算与实测符合良好,模拟结果令人满意,可以用于中国近海潮汐、潮流分布特征的分析与研究。 通过对模拟结果的分析与讨论,在整个研究海区内共得到8个半日分潮和5个全日分潮的独立的旋转潮波系统,以及2个半日分潮和1个全日分潮的退化旋转潮波系统,全部呈逆时针方向旋转,并给出了各无潮点的具体位置。在国内,首次给出了鄂霍次克海内的3个半日分潮旋转潮波系统,验证了宗谷海峡和津轻海峡的两个全日潮无潮点的存在。在中国近岸海区,共给出了22个半日分潮流的圆流点,渤海3个、黄海8个、东海6个、南海5个,其中通过模拟结果首次给出的8个圆流点分布于辽东湾顶1个,黄海中部3个,冲绳岛东侧1个,奄美岛的两侧各1个,海南岛东南沿岸1个;给出28个全日分潮流的圆流点,渤海2个、黄海7个、东海9个、南海10个,其中通过模拟结果首次给出的7个圆流点分布于青岛近岸海域2个,日本九州岛西侧1个和西南角3个,海南岛东侧沿岸1个。 此外,还给出了模拟海区内4个主要分潮的潮能通量分布,并对各海区内的潮能耗散进行准确的计算。结果表明,西北太平洋内的潮能通量主要向西传至中国近岸海区、向北传入鄂霍次克海内并耗散;传入中国近海的潮波能量中,半日分潮能主要耗散在东中国海,而全日分潮能主要耗散在南海。


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