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黄海M_2分潮的数值模拟

一、引言 关于黄海潮波的数值模拟,我国、苏联、南朝鲜等学者都有不少的研究〔1、”、生、“、7〕。模拟的方法,一般采取边值法和直接求解潮波原始方程组,即H一N方法两种。我国已有作者在渤海用H一N方法进行了计算。南朝鲜的崔秉昊用这种方法做了整个东中国海主要日潮和半日分潮的数值模拟〔4〕,并进行了比较详细的描述,但他的计算在朝鲜沿岸比较准确,在中国沿岸误差较大。为了通过计算更深刻地认识黄、渤海区的潮汐潮流特征,特别是中国一侧的特征,并给某些小范围的数值模拟提供水界边界条件,我们进行了这项工作,并与我国丰富的实测资料进行了对比,得到了一些有益的结果。特别地,我们对苏北辐射状沙洲地区进行了研究,进一步探讨了形成这种沙洲的动力因素。二、方法二维潮波的原始方程取球坐标表达,即一)一不匹~丝纽道之些十夕以些里塑型些些虹不一。允eos甲L口凡口甲J(1) “Reos甲口“口口u—宁~-二二户一一口凡左口甲“”tg甲 R一2切sin甲一刀 十十灭一...  (本文共7页) 阅读全文>>

中国海洋大学
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东中国海环流与混合的研究

海洋环流与混合是海洋中普遍存在的现象。它们不仅在整个海洋动力研究中占有举足轻重的地位,而且对海洋环境与资源的开发和保护,推动其它相关学科的深入研究也有重要的作用。本文通过现场观测和数值模式相结合的方法对东中国海环流与混合进行研究,所做的工作及取得的结论主要有如下几个方面。首先,基于POM模式,建立了一个三维斜压同化模式来模拟东中国海的海流场和温度场。我们利用大洋模式OCCAM的计算结果作为开边界条件,从而提高了开边界上流场和温盐场的匹配程度,解决了以往模拟中黑潮延伸到31oN左右这一与观测不符的问题。同时,改进了温度遥感资料Nudging同化技术,从而在一定程度上克服了热通量资料的误差对温度模拟的影响。模拟的结果能较好的反映东中国海海流场和温度场的基本特征。松弛因子中的待定参数α0对计算稳定性和模拟精度有很大影响,当待定参数α0等于0.5时,同化模式的计算结果最优。此外,同化模式的计算精度随季节而异,其由高到低的季节依次为秋季、...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国海洋大学
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渤海海域夏季环流及其对溢油漂移影响的数值模拟

近些年来,各国对于石油的开采、勘测、炼制和输运正逐年增加,导致随之而来的溢油突发事件也逐年增加,造成的损失也越来越大,数以万计的石油流入海洋,河流以及其他水域,对环境造成了严重的破坏,同时也会通过食物链对人体造成巨大的危害。溢油事故发生后,泄漏的原油会在潮流、风海流和风的共同作用下发生漂移和扩散,因此有必要对受污染海域进行潮流和风海流的研究和模拟,并在此基础上建立溢油模型进行溢油漂移速度和方向的预测,为相关部分及时采取行之有效的措施应对溢油事故提供科学依据。本文首先对此研究的背景和意义进行了简要的介绍,同时对国内外风场,潮流场,渤海环流以及溢油模型的研究状况进行了详细的叙述。具体的操作步骤和结论如下所示:1、利用MM5模式建立了渤海海域风场预报模型,并在此基础上对渤海海域在2011年6月间的风场进行了数值预测,模拟了逐时风场并计算出日平均风和月平均风,同时通过几个沿岸城市的当月气象资料进行了验证,比对的结果显示较好,以此证明了风...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

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三维正压潮汐潮流伴随同化模型数值建模及应用研究

潮汐潮流运动是海洋中的基本运动之一,它是动力海洋学研究的重要组成部分,对它的研究直接影响着波浪、风暴潮、环流、水团等其他海洋现象的研究,在大陆架浅海海洋中,对潮汐潮流的研究更具重要性.伴随同化方法是建立在严格的数学基础之上的一种有效的四维变分同化技术,它将变分原理与最优控制理论相结合,以海洋动力模型作为约束条件,通过同化可观测到的海洋要素优化控制变量,达到反演无法观测到的海洋要素的目的.潮汐潮流数值模拟中最大的难点莫过于开边界条件和底摩擦系数的确定,在数学物理反问题的框架下,伴随同化方法可以把开边界条件和底摩擦系数的确定变成依赖于区域内部观测资料的数值迭代过程,实现了调试控制参数的自动化和最优化.本文对伴随同化方法在潮汐潮流数值模拟中的应用进行了深入研究.本文建立了一个球坐标系下的二维非线性潮波伴随同化模型,并基于渤、黄、东海M2分潮的数值模拟,对空间分布底摩擦系数处理方法进行了伴随法反演研究.孪生实验结果表明,空间分布底摩擦系...  (本文共159页) 本文目录 | 阅读全文>>

《海洋与湖沼》2013年06期
海洋与湖沼

西南黄海M_2分潮的数值模拟

迄今为止,有关黄海潮汐、潮流的研究非常之多。80年代,沈育疆(1980)、丁文兰(1984)、沈育疆等(1984)采用边值法,把渤、黄、东海作为一个整体计算了几个主要天文分潮,使人们对渤、黄、东海的潮波运动有了一定的了解和认识,但还存在一些问题。譬如,边值法要求给定岸界和水侧边界的潮位,其计算效果依赖于边界值的可靠性,假如沿岸观测站分布稀疏,就会造成计算区域内部的可观误差(叶安乐等,1995),并且其计算精度也不够高。Choi(1980)采用初值法模拟了渤、黄、东海的主要天文分潮,Fang(1986)采用初值法并结合实测资料也对渤、黄、东海的主要天文分潮进行了研究,并绘制了一份较完整的潮汐图,以上工作成果可以得出一致的中国北部近海各分潮的无潮点分布情况,但是其研究仅限于垂向平均的二维潮波数值模拟。Ogua(1933)在20世纪30年代最早制作了黄海三维潮流的分布图。Choi(1984)也对渤、黄、东海的三维潮流进行了模拟,但未考...  (本文共7页) 阅读全文>>

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中国近海潮汐潮流的数值模拟与研究

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/...  (本文共90页) 本文目录 | 阅读全文>>