全球及东中国海高分辨率潮波数值模拟

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本文基于SCHISM(Semi-implicit Cross-scale Hydroscience Integrated System Model)海洋模式,采用非结构三角网格,构建了全球大洋潮波数值模型。利用实测验潮站资料对模型的模拟结果进行验证,两者吻合良好。根据模拟结果,绘制了全球大洋4个主要分潮(M2、S2、K1、O1)的同潮图,并进一步分析了全球大洋4个主要分潮的潮波分布特征。最后利用构建的全球模型为区域模型提供开边界水位条件,构建了东中国海(渤、黄、东海)区域潮波模型(117.5~132°E,23.5~41°N),分析研究了渤、黄、东海4个主要分潮(M2、S2、K1、O1)的潮汐和潮流特征。主要研究结论如下:(1)全球M2分潮分布特征与对比模型(FES2014b、NAO.99b)的差别极小,潮波的分布特征极为相似。太平洋中分布有6个无潮点,大西洋中分布有4个无潮点,印度洋中分布有3个无潮点。赤道太平洋海域出现2个M2分潮高振幅区,其振幅均超过40cm,甚至60cm。总体上来说,M2分潮在北太平洋和北大西洋东岸附近海域的振幅大于西岸附近海域的振幅。S2分潮在太平洋中共分布有9个无潮点,大西洋中分布有4个无潮点,其位置与M2分潮几乎相同,印度洋中共分布有3个无潮点。S2分潮较M2分潮的振幅小很多,在绝大部分海域不超过20cm。全球K1分潮分布特征与对比模型(FES2014b、NAO.99b)的差别极小,潮波的分布形态几乎相同。太平洋中共分布有5个无潮点,大西洋中共分布有3个无潮点,印度洋中仅存在1个无潮点。K1分潮的振幅普遍较小,由大洋向近岸有增加的趋势。O1分潮的空间分布与K1分潮的空间分布具有一定的相似性。O1分潮在太平洋中共分布有5个无潮点,大西洋中分布有2个无潮点,印度洋中共分布有2个无潮点。太平洋中O1分潮的振幅较小,在绝大部分海域不超过20cm,由大洋向南北两极有增加趋势。(2)渤、黄、东海中分布有4个M2分潮无潮点。M2分潮的分布特征与前人的研究结果相似,南黄海60°等迟角线呈东西走向。潮波的高振幅区分布在黄海的西朝鲜湾、江华湾,台湾海峡北部海域,振幅均超过2m。S2分潮同潮图的分布形态与M2分潮类似,但是振幅相对较小。渤、黄、东海中分布有2个K1分潮无潮点,皆为逆时针旋转潮波系统。K1分潮的高振幅区位于辽东湾和西朝鲜湾湾顶,最大振幅超过40cm。O1分潮的分布特征与K1分潮类似,只是振幅相对较小。(3)东海、渤海中的M2分潮潮流椭圆主要呈顺时针方向旋转,黄海中的潮流椭圆主要呈逆时针方向旋转。M2分潮潮流强流区主要位于沿岸海域,在东海的杭州湾、黄海的江华湾和西朝鲜湾潮流流速达到甚至超过了1.0m/s;弱流区主要位于东海大陆架边缘、台湾海峡、对马海峡、南黄海中部和渤海海域。S2分潮潮流椭圆分布形态与M2分潮潮流椭圆分布形态基本相同,但是数值上相对较小。东海中的K1分潮潮流椭圆主要呈顺时针方向旋转,渤海和黄海则相反,潮流椭圆主要呈逆时针方向旋转。K1分潮潮流强流区位于朝鲜海峡和渤海海峡,朝鲜海峡的最大流速达到30cm/s,而渤海海峡的最大潮流流速接近50cm/s。黄海和东海中部海域的K1分潮潮流流速较小,基本不超过10cm/s。O1分潮的潮流分布特征与K1分潮基本相似,潮流强流区也位于渤海海峡和朝鲜海峡,最大流速达到30cm/s。
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