检索结果-内蒙古大学图书馆

气象科学 2011年第6期31卷 694-703页

作者：王坚红耿姗姗苗春生冯呈呈龚茂珣南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室南京210044 南京信息工程大学大气科学学院南京210044 国家海洋局东海预报中心上海200081

基于无结构三角网格和有限体积法的fvcom区域海洋模式,建立了长江口、杭州湾三维典型风暴潮研究模型。首先对研究海域模拟的潮汐潮流要素进行验证和讨论,结果表明:该模式可较好的再现长江口杭州湾的水动力状况;其次统计并分析近年来影... 详细信息

基于无结构三角网格和有限体积法的fvcom区域海洋模式,建立了长江口、杭州湾三维典型风暴潮研究模型。首先对研究海域模拟的潮汐潮流要素进行验证和讨论,结果表明:该模式可较好的再现长江口杭州湾的水动力状况;其次统计并分析近年来影响长江口杭州湾海域的22个台风个例,归纳出两类直接入侵长江口、杭州湾并造成显著增减水的台风:正面登陆型与沿海北上型。在此基础上建立两种典型风暴潮模型(台风原型为TC9806和TC0012)。模拟的海域水动力要素对台风的响应显示:风暴潮过程中海表余水位在近岸出现显著增、减水,去除潮汐成分的余水位增水可高达近1 m。台风强风场引导表层余流的流向,主导表层余流流速,与岸界地形及径流综合作用,在台风前部强风驱动下,其下表层余流形成急流带,流速可达1～1.5 m/s。垂直方向上余流最大梯度出现在近岸浅水区5～6 m深度。台风过程造成了海表急流动量下传,深度直达海底。

关键词：风暴潮台风入侵水动力要素响应 fvcom数值模拟

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近海水动力要素对入侵台风响应的fvcom数值模拟研究

近海水动力要素对入侵台风响应的FVCOM数值模拟研究

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第28届中国气象学会年会

作者：王坚红耿姗姗苗春生冯呈呈龚茂珣南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室南京信息工程大学大气科学学院国家海洋局东海预报中心

基于无结构三角网格和有限体积法的fvcom区域海洋模式,建立了长江口杭州湾三维典型风暴潮研究模型。首先对研究海域模拟的潮汐潮流等要素进行验证和讨论,结果表明该模式可较好的再现长江口杭州湾的水动力状况;其次统计并分析近年来影响... 详细信息

基于无结构三角网格和有限体积法的fvcom区域海洋模式,建立了长江口杭州湾三维典型风暴潮研究模型。首先对研究海域模拟的潮汐潮流等要素进行验证和讨论,结果表明该模式可较好的再现长江口杭州湾的水动力状况;其次统计并分析近年来影响长江口杭州湾海域的22个台风个例,归纳出两类直接入侵长江口、杭州湾并造成显著增减水的台风:正面登陆型与沿海北上型。在此基础上建立两种典型风暴潮模型(台风原型为TC9806和TC0012)。模拟的海域水动力要素对台风的响应显示:风暴潮过程中海表余水位在近岸出现显著增、减水,去除潮汐成分的余水位增水可高达近1m。台风强风场引导表层余流的流向,主导表层余流流速,与岸界地形及径流综合作用,台风前部强风区驱动其下表层余流形成急流带,流速可达1-1.5m/s。垂直方向上余流最大梯度出现在近岸浅水区5-6米左右深度。台风过程造成了海表急流动量下传,深度直达海底,影响单站增、减水的因素除与台风强度有关,还与台风移动的路径有关。表层海流对台风的响应最为显著,且表层流速增幅大于底层;风暴潮过程中单点海流流向仍呈现周期性演变,仅在台风到达时流向出现改变,体现了长江口、杭州湾海域天文潮的主导作用;台风与地形的联合作用使得海流在局地小范围出现环流。

关键词：典型台风入侵长江口杭州湾水动力要素响应风暴潮 fvcom数值模拟

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苏北浒苔生长期运移路径及温盐环境的数值模拟

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海洋学报 2021年第8期43卷 1-16页

作者：高丽萍范德江宋德海仲毅毕乃双迟万清中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室山东青岛266237

基于已验证的有限体积海岸海洋模型(fvcom)和拉格朗日粒子离线追踪模块,模拟了潮、风、环流、温盐、波等外界强迫不同组合下苏北海域水面粒子的5种运移路径,通过实际漂流瓶轨迹验证,并进行路径间的差异与对应单强迫流场对比研究,探讨发... 详细信息

基于已验证的有限体积海岸海洋模型(fvcom)和拉格朗日粒子离线追踪模块,模拟了潮、风、环流、温盐、波等外界强迫不同组合下苏北海域水面粒子的5种运移路径,通过实际漂流瓶轨迹验证,并进行路径间的差异与对应单强迫流场对比研究,探讨发端于苏北的浒苔运移路径及其影响因素。结果表明:浒苔运移路径先沿着苏北沿岸向北运移至废黄河口附近海域,之后向东北方向偏转继续运移,一直到山东半岛南部海域;影响苏北浒苔运移路径的外界强迫主要是风,其次是温盐、波浪、环流,潮流可以引起浒苔在局地的旋转往复运动,不能使其向北远距离漂移。漂流期间,苏北沿岸海域表层温度为18~24℃、盐度为28~31,温盐条件在浒苔最宜生长条件范围,是浒苔能边漂移边大面积暴发的原因之一。

关键词：苏北浒苔漂移路径 fvcom数值模拟拉格朗日粒子追踪外界强迫

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台风激发的南海北部陆架陷波研究

台风激发的南海北部陆架陷波研究

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作者：曹雪峰中国海洋大学

学位级别：博士

陆架陷波是能量限制在陆架上、显著受到地转科氏力影响的亚惯性周期的波动。作为陆架和陆坡区域的潮下带水位和沿岸流的中尺度波动的重要组成部分，陆架陷波的研究对于进一步了解陆架海环流、水交换和混合都具有重要的科学意义。台风是... 详细信息

陆架陷波是能量限制在陆架上、显著受到地转科氏力影响的亚惯性周期的波动。作为陆架和陆坡区域的潮下带水位和沿岸流的中尺度波动的重要组成部分，陆架陷波的研究对于进一步了解陆架海环流、水交换和混合都具有重要的科学意义。台风是陆架陷波产生的重要诱因之一，而南海是世界上受台风影响最频繁的海区之一。因此，全面、系统地研究南海台风激发的陆架陷波的传播特征就变得非常有必要，对于南海近海环流动力学的发展意义重大。　　本文基于实测数据、再分析数据和有限体积方法三角网格的水动力fvcom数值模型对台风激发的南海北部陆架陷波做了研究。首先总结了陆架陷波的研究历史和现状，包括理论研究和模型研究等，并指出南海陆架陷波研究成果存在不足，提出了一些尚未解决的问题。然后通过台风风场参数化方案和拖曳系数Cd参数化方案研究，选择适合于南海的参数化方案，奠定了风暴潮数值模拟的基础。在确保了fvcom模型数值模拟具有良好的精度之后，结合局地风与局地水位的相关性分析、EMD分析、小波分析、Lanczous滤波、EOF分析方法等方法，对台湾海峡附近海域和琼州海峡附近海域的不同路径台风过程激发的陆架陷波传播特征做了研究，指出了不同路径台风引发的陆架陷波对北部湾的不同影响，进一步结合地形敏感试验明确了台湾浅滩和雷州半岛在陆架陷波传播过程中的重要作用，揭示了海南岛东侧陆架陷波传播相速度变慢的机制。另外，2011年Nesat台风进入北部湾期间，广西沿岸白龙潮位站在10h内出现了剧烈的水位异常震荡现象，本文对其产生机制做了初步探究。　　台风在从西太平洋移行进入南海的过程中，激发的陆架陷波存在两种传播形态。第一种形态为岸边高水位、外海低水位的结构，近岸余流响应为西南向，形成原因为南海沿岸的偏北向风分量驱动向岸的Ekman输运，水位堆积而形成。第二种形态为岸边低水位、外海高水位的结构，近岸余流响应为东北向，是由台风路径所导致的。这两种水位结构作为陆架陷波的初始波源沿着南海北部近岸海域向西南传播，波动能量聚集在岸界处，传播速度介于5.8~29.2m/s。不论下游的局地风向如何变化，也不会改变这种传播趋势。多个断面的EOF分析结果表明，陆架陷波引起的余流流幅可以达到150km左右，流速变化以正压响应为主。　　南海北部的陆架陷波传播至台湾浅滩处时，地形突变导致强烈的反射、散射和非线性效应，余流方向由上游的西南向转变为较强的南向流，陆架陷波的周期变长，相速度存在明显的减慢现象。地形敏感试验显示台湾浅滩不存在时，相速度传播可以加快一倍以上。受地形影响，陆架陷波在传播至琼州海峡处时，波动分为两支，一支穿过琼州海峡向西进入北部湾，波动振幅明显减小;另一只越过琼州海峡后被海南岛俘获，顺时针运动形成绕岛波，相速度明显减慢。两个分支对北部湾的影响各自不同，琼州海峡分支导致北部湾体现为北部沿岸高水位，向南侧递减的特征;绕岛分支则呈现出以海南岛西侧为中心，水位向北部湾北部沿岸一侧逐渐递减的特征。雷州半岛的存在对于两个分支的能量分配具有重要作用，自由陆架陷波试验显示：雷州半岛存在时，琼州海峡分支与绕岛分支的能量之比为0.66;反之，能量比值为2.59。绕岛分支相速度变慢的机制在于南海西北部宽阔的200km陆架宽度在海南岛东侧突变收窄至50km，陆架宽度的突变引起陆架陷波的低阶模态向高阶模态转变，且高阶模态间也存在相互作用，导致能量更快地耗散，引起了相速度的变慢，而雷州半岛处的曲折岸线引起的散射影响并不显著。另外，北部湾虽然会受到东面传播而来的陆架陷波影响，但是台风路径导致的假潮也会造成异常水位震荡的增幅现象。

关键词：陆架陷波南海北部台风 fvcom数值模拟

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长江口盐度锋面流态特征与影响机制研究

长江口盐度锋面流态特征与影响机制研究

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作者：吴梦圆华东师范大学

学位级别：硕士

河流把淡水、泥沙以及陆源物质输运到河口和沿海区域,在往外海扩展输运的过程中,与外海高密度海水形成密度差,形成河口盐度锋面。锋面作为一个动力辐聚带,对物质交换起着屏障作用,使水体中的溶解态或颗粒态物质水平输运和垂向扩散受到限... 详细信息

河流把淡水、泥沙以及陆源物质输运到河口和沿海区域,在往外海扩展输运的过程中,与外海高密度海水形成密度差,形成河口盐度锋面。锋面作为一个动力辐聚带,对物质交换起着屏障作用,使水体中的溶解态或颗粒态物质水平输运和垂向扩散受到限制,所以往往会形成海洋高生产力区和污染物聚集区。了解河口锋面区域水动力特性有助于我们进一步理解河口环流、泥沙及沉积物输运、浮游生物生长等物理和生物地球化学过程。长江河口作为径潮流相互作用河口,在夏季受到充沛径流量及剧烈台风袭击的影响,是研究复杂动力条件下锋面区域动力过程的理想实验场所。但盐度锋面区域的动力特征复杂,受多种动力因素如潮汐、径流、海表风场等的影响,锋面具有快速变化的特征,难以有效捕捉及准确系统地进行观测,因而对锋面区域的物理、生物地球化学和生态过程的认识存在不足。本文以长江河口为研究区域,利用盐度锋面区域附近的浮标观测数据,结合有限体积海洋模型(fvcom)对冲淡水盐度锋面动力过程开展研究,得到以下主要结论:(1)在夏季,长江冲淡水出口门后流速迅速减小,最大落急流速在1m/s及以上,在小潮期间往东南方向落潮流历时显著大于涨潮流历时;表层盐度波动范围大,受到台风和天文潮汐的影响显著。在盐度锋面区域,发现小潮期间存在准定向流的特征,如在2020年9月7-10日、22-24日以及2020年8月27-29日这些小潮期间,该区域全水深的水体出现准定向往南流。而在2020年8月13-15日小潮期间,在表层5m以内的水体存在准定向往东南流动的情况。在2020年7月15-17日、29-31日的两个小潮周期内,表层水体落潮往东南流历时久,在六至九小时,而西北向涨潮流历时短在三至六小时。(2)模型实验表明,夏季周期性准定向流的主要驱动物理因素是锋面和潮汐的主导作用。夏季大径流量使得盐度锋面区域形成显著层化;在小潮期间,潮混合作用较弱,锋面区域的地转流动能强烈,其强度大于小潮潮流流速,因此在口外锋面区域呈现较为稳定的南向流特征。夏季长江径流量的变化决定了锋面准定向流的空间位置以及持续时间。夏季盛行偏南季风抑制南向流;偏北风则可以增强南向流,这一加强作用使得南向流在偏北风期间更易于被发现;如在2020年8月27-29日小潮期间,受偏北风影响,全水深水体均可以呈现往南流动。通过锋生方程可以发现,在盐度锋面区域,由于强烈的水平平流造成的准定向流,这部分动能在舟山海域以垂向混合作用进行消散。(3)由于盐度锋面区域动力过程受到风场以及极端天气影响显著,所以将夏季影响长江口的台风分为登陆型(偏南风)和转向型(偏北风)进行分类研究。在登陆型超强台风“利奇马”的影响下,HU02站点旋转流特征消失,站点全水深出现持续近两天北向流;而在转向型强台风“巴威”的影响下,出现持续约三天的全水深南向流。模型的垂向剖面盐度场以及淡水输通量显示,台风过境可以破坏夏季典型的向海扩张的表层平流型羽流结构,促进盐度垂向混合,使得大量淡水堆积在靠岸一侧,加强了沿岸的淡水输运,进而形成底部捕获型羽流结构。对于登陆型台风“利奇马”的影响,淡水输运主要沿苏北海岸往北;而在转向型台风“巴威”偏北风的影响下,淡水则显著沿岸往浙闽海域流动。在这两种台风过后,表层淡水开始向海扩展,垂向盐度分层再一次呈现,在2-3天内完全恢复成表层平流型羽流结构。

关键词：长江羽状流盐度锋面台风 fvcom数值模拟

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填海造陆围堰工程龙口水动力数值模拟

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水运工程 2024年第10期 19-26页

作者：贾晗王鑫珏冯司宇中交第一航务工程勘察设计院有限公司天津300222

基于fvcom模型,结合实际工程建立工程区域水动力数值模型,分析填海造陆围堰工程在不同口门宽度和不同潮位条件下龙口处的流速变化情况。结果表明:1)龙口区域潮流方向垂直于口门方向,大潮时期流速较大,小潮时期流速较小,且随着口门宽度增... 详细信息

基于fvcom模型,结合实际工程建立工程区域水动力数值模型,分析填海造陆围堰工程在不同口门宽度和不同潮位条件下龙口处的流速变化情况。结果表明:1)龙口区域潮流方向垂直于口门方向,大潮时期流速较大,小潮时期流速较小,且随着口门宽度增大,流速逐渐变小;龙口端部的聚集效应导致流速最大值出现在距离口门两端20 m左右的位置,而在口门中部较小;涨急时刻的流速明显大于落急时刻。2)工程龙口宽度在保护期宜取200~250 m,堵口期宜取100~150 m;保护期应注意龙口两侧端部附近区域的冲刷情况,堵口期应选在月小潮期间。总体而言,龙口宽度对周边流速影响明显,总结了不同工况下口门流速特点,根据数值模拟结果给出龙口宽度建议值,并通过数据分析给出龙口堵口期的合理时间。研究成果可为类似工程设计和施工提供参考。

关键词：龙口水动力 fvcom数值模拟

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