南海陆坡底流观测潜标上浮过程垂直运动数学建模及观测结果分析

发布时间：2019-10-13 05:44

【摘要】：基于“南海陆坡底流观测”项目,自2013年7月16日起,利用底流观测潜标,对南海北部陆坡某峡谷内M1站和附近开阔大陆坡上M3站的水动力进行了14个月的观测。两站分别执行了三次布放和回收,获取了距海底3-44 m连续、可靠的海流观测资料。以2014年南海北部陆坡M1站第二(春季)、第三次(秋季)底流观测潜标回收为例,建立数学模型分析潜标上浮过程中垂直运动特征。首先做出忽略水平海流影响、刚性连接以及主要部件外形简化等假设。通过刚性连接部分上浮数值试验,得到释放后各部件能够保持相对位置不变、整体上浮结论。视整个系统为刚体建立了垂直运动模型。分别模拟两次潜标回收,模型与高精度超短基线观测结果的对比表明:整个上浮过程可分为加速上浮和稳定上浮阶段;模型速度曲线与观测速度拟合线比较接近,平均模型速度与平均观测速度均相差0.2 m/s;实际观测和模型结果都表明,在稳定上浮阶段,稳定上浮速度随时间缓慢降低;各部件上浮的垂直速度振荡变化。模型可为相关水下仪器回收工作提供定量化依据。根据南海陆坡现场观测资料,对两站底流进行初步分析。首先考察观测数据质量,结果表明:ADCP在垂向上的深度变化主要来自水位,水平运动不显著,ADCP基本相对于海底静止,进一步可知,潜标基本相对于海底静止;潜标未发生沉淤;ADCP和AANDERAA等观测资料可靠。分别绘制两站观测海流时间序列、海流点聚图,统计海流数据基本特征,分析流速、流向联合概率分布。最后,根据海流进行潮流调和分析。海流初步分析结论如下:M1站(峡谷内)底流基本为顺着峡谷槽沟方向的往复流;整个海流剖面变化不大,最大流速不超过50cm/s,平均流速介于6 cm/s至13 cm/s之间;潮流类型系数0.6-0.8,为不规则半日潮,涨落潮历时存在月不等现象;地形在底流形成中扮演重要角色。M3站(陆坡上)底流呈旋转性;底流剖面最大流速不超过50 cm/s,平均流速介于8 cm/s至12cm/s之间;潮流类型系数为4,为不规则全日潮流。
【图文】：

海底地形,南海北部,地理位置,方框

ADCP 后处理底跟踪技术应用到深水峡谷区底流观测工作中，并采测与单点式观测相结合的并行观测方法。自 2013 年 7 月至 2014了四个航次，进行了三次布放和三次回收。历次深海潜标定位布据采集工作于 2014 年 9 月 25 日圆满完成。观测数据可靠、准确达 3 m，垂向分辨率达 1 m。查海区地形 2-1 给出了南海北部地理位置和海底地形。南海有宽广的大陆架、西、南三面，以西南部陆架最宽，北部次之，西部较窄，东南部北部和西北部陆架，指我国台湾岛南端至海南岛以南的华南沿岸及的浅水区。地势平缓，平均坡度为 3′40″，陆架长 1425 km，宽度，，最宽 310 km。大陆架之下是大陆坡，两者大致以 200 m 等深线部的大陆坡呈东北向分布，地形以陡坡和缓坡相间排列，并由西北降。

断面图,地形,断面,峡谷

南海陆坡底流观测潜标上浮过程垂直运动数学建模及观测结果分析 2-2 给出了研究区域内的详细地形。该区域主要由一个较大海沟和峡谷组成，它们均呈西北-东南向。该区域中布设了两个潜标站M1和M1 位于峡谷的中轴线偏东的位置，而 M3 处于开阔陆坡处，两者。M1 所在的峡谷方向为北偏西 8.1°，横断面基本为“V”字型。纵断°，峡谷两壁坡度为 2-3°，深约 100 m，宽约 5 km。图 2-2 中下图水深分布。M1 站计划站位水深约 1091m，M3 站计划站位水深约
【学位授予单位】：国家海洋局第一海洋研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P715.2

【共引文献】