基于FVCOM的黃渤海潮汐潮流的數(shù)值模擬.pdf

1、潮波運(yùn)動(dòng)是海水的基本運(yùn)動(dòng)，潮汐和潮流是潮波運(yùn)動(dòng)的基本形式，是研究海洋其他過程和運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，直接影響著許多物理海洋學(xué)問題的研究。對(duì)于人類活動(dòng)頻繁的近海，潮波運(yùn)動(dòng)占據(jù)主導(dǎo)部分。因此，潮波的研究對(duì)物理海洋學(xué)的發(fā)展和國(guó)民生產(chǎn)有重要的意義。
　　本文基于FVCOM海洋數(shù)值模式模擬了黃渤海的水動(dòng)力場(chǎng)。在球坐標(biāo)系下，采用可變分辨率的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，同時(shí)考慮底摩擦、垂向混合、非線性等作用的影響，建立了黃渤海的水動(dòng)力模型。研究區(qū)域包括渤海和北緯36.1

2、5度以北的黃海。模型網(wǎng)格從開邊界處的5km到近岸1km均勻變化，垂向上分為5個(gè)σ層，邊界強(qiáng)迫使用ChinaTide預(yù)報(bào)的潮位，采用空間變化的底拖曳力系數(shù)來描述底摩阻。模型模擬結(jié)果同37個(gè)潮位站的實(shí)測(cè)調(diào)和常數(shù)進(jìn)行對(duì)比，得出 M2、S2、K1、O1分潮振幅的絕均差分別為5.0cm、4.9cm、3.0cm、2.0cm，遲角的絕均差分別為9.9°、10.8°、22.5°、5.2°，振幅相關(guān)性的可決系數(shù)（R2）分別為0.99187、0.97359

3、、0.91304、0.86013，遲角相關(guān)性的可決系數(shù)分別為0.9938、0.98592、0.99781、0.99619。使用四個(gè)不同時(shí)段的實(shí)測(cè)海流資料對(duì)潮流進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證之后發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合良好，可以作為后續(xù)相關(guān)模型研究的基礎(chǔ)。依據(jù)準(zhǔn)調(diào)和分析得到的結(jié)果，繪制了計(jì)算區(qū)域的潮汐潮流同潮圖、潮流橢圓圖、歐拉余流圖、潮汐潮流性質(zhì)分布圖。通過分析可以知道，研究海區(qū)的潮汐主要以半日潮汐為主，全日潮汐分布在秦皇島外海、海州灣外海和老黃河口

4、近海；潮流主要以半日潮流為主，全日潮流分布在渤海海峽東南部，近岸表現(xiàn)為往復(fù)流，外海表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)流。表層潮致歐拉余流最大能達(dá)到20cm/s以上，主要出現(xiàn)在獐子島附近島群、老鐵山水道、遼東灣、天津港和朝鮮半島西部海域，外海歐拉余流強(qiáng)度不大，僅有2~3cm/s，中層和底層與表層類似。計(jì)算區(qū)域共有3個(gè)半日潮汐無潮點(diǎn)和1個(gè)全日潮汐無潮點(diǎn)；4個(gè)半日潮流圓流點(diǎn)和4個(gè)全日潮流圓流點(diǎn)。通過比較，本文得出的無潮點(diǎn)和圓流點(diǎn)位置和前人研究成果預(yù)測(cè)的位置基本一致。