中国近海潮汐潮流的数值模拟与研究

发布时间：2020-03-23 01:04

【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。
【图文】：

矢量图,潮能,通量分布,分潮

68图 5-1 M2分潮潮能通量分布从该矢量图上来看，由吐噶喇海峡进入东海的潮能折向西北方向，呈前进波状继续向前传播。在到达五岛列岛附近时分成东、西两支：西支为主要分支，继续向西北方向经济州岛西南一侧，，直接进入黄海；东支，一部分经对马海峡传向日本海，另一部分遇到对马岛后亦转向西，与从日本海经对马岛西北部海峡通道传来的潮波汇合，再经济州岛北部传入黄海。进入黄海的潮波能量主要沿朝鲜半岛西岸北上，部分能量在北黄海折向西经渤海海峡进入渤海并消耗，其余部分则被山东半岛南岸折回，沿中国沿岸一侧向南传播，形成逆时针的旋转潮波系统。进入黄、东海的大部分能量分别消耗在苏北浅滩和浙江外海附近。从台湾岛东岸至冲绳岛之间进入东海的潮波能量，大部分作逆时针旋转绕过台湾北端后传入台湾海峡。

潮能,通量分布,分潮,海峡

中国近海潮汐潮流的数值模拟与研究和舍列霍夫湾口处形成潮能幅聚区并耗散，最高可达 1000KW/m 以上，另有小部分潮能经鞑靼海峡进入日本海。而在宗谷海峡和津轻海峡内分别有来自东、西两侧海域的潮波相遇形成旋转潮波系统。其中在宗谷海峡通道处，出现了类似于渤海海峡冬季水交换格局的情形，也形成了北进南出的分布，即在海峡北侧大部分潮波能量由鄂霍次克海向西传入日本海，而在海峡南侧潮能则由日本海向东传入鄂霍次克海。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：P731.23

【引证文献】