全球海平面变化规律及中国海特定海域潮波研究

论文题目: 全球海平面变化规律及中国海特定海域潮波研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 物理海洋

作者: 杜凌

导师: 左军成

关键词: 中国海特定海域,潮流,海平面变化,比容变化,潮波变化

文献来源: 中国海洋大学

发表年度: 2005

论文摘要: 从285个长期验潮站的分析结果看,海平面的长期变化趋势的变化幅度很大,就总体量级而言,基本上处于±2mm/a的量级,但某些站会出现极端值,如最大在马尼拉可达16.34mm/a。由于受地壳变化的影响,单站分析结果极不均衡,空间跳跃性很大。285个长期验潮站所得到的平均线性变化速率为1.69mm/a。根据对T/P高度计资料的分析,绘出的线性变化速率的等值线分布图说明,全球海平面变化趋势在空间上的分布也不均衡,表现出显著的区域特征,但不像验潮站的分析结果跳跃性那么大。全球的极值区出现在西太平洋赤道区域,以及西北太平洋（40°N,145°E）附近一个很窄的带内,其核心区值可达30mm/a。东太平洋为下降区,核心值可达-20mm/a。印度洋的西北海区为显著的下降区,其核心区值达-10mm/a。大西洋的变化比较平缓,基本在-2mm/a～5mm/a之间。就全球平均状况而言,海平面的上升速率为2.2mm/a。热膨胀是T/P高度计观测到的大尺度平均海平面季节变化的主要贡献者,尤其对带状区域和洋盆尺度的平均状况,北半球约为季节变化的80—90%。某些区域T/P结果与比容变化存在较大的不一致,尤其在南半球,这主要是因为温度观测数据稀少。另一个重要的因素是T/P资料较短,而比容估计则使用了很长的历史资料。两资料都表明,北半球比南半球有更强的季节信号,而南半球要弱得多。 T/P观测和比容模型得到的全球MSL变化的位相差是一系统偏差。除了前面提到的误差来源,还受如海洋、大气、陆地的水循环的水量重新分布对T/P观测的全球MSL变化的显著影响,而这在比容变化中无法考虑。本文采用三维斜压陆架浅海POM模式模拟了渤黄东海的潮汐潮流特征,得到与实测符合较好的结果。为了提高台湾海峡潮波的模拟精度,特选择有限元模型,以更好地拟合边界。本文基于POM模型的结论和其他学者的相关结果,构造台湾海峡两侧开边界,应用三维浅海有限元QUODDY模式,较准确地模拟了台湾海峡的潮波特征。渤、黄、东海的潮波模拟采用POM模型,水平网格是5′×5′。与159个测站的4个主要分潮平均绝对偏差分别为:M2分潮的振幅和迟角分别为1.69cm和5.03°,S2为3.52cm和13.78°;K1为1.95cm和4.69°,O1为8.18cm和8.34°。与15个观测点的实测的M2分潮流的东分量、北分量的调和常数的平均绝对偏差别为:7.4cm/s,12.8°和7.7cm/s,11.3°;K1的东、北分量的调和常数的平均绝对偏差为3.3cm/s,26.0°和3.7cm/s,

论文目录:

0 前言

0．1 海平面变化的研究意义

0．2 海平面变化研究的历史及现状

0．2．1 海平面变化趋势分析预测

0．2．2 绝对海平面变化规律和变化机制研究

0．3 潮汐的研究意义

0．4 中国海及其特定海域的潮波研究的历史和现状

0．4．1 潮汐研究的历史与现状

0．4．2 渤、黄、东海潮波的数值研究的回顾

0．4．3 中国海特定区域的潮汐、潮流特征研究

0．5 中国海潮波研究小结

0．6 本文的目的和主要工作

1 数据来源

1．1 高度计资料的来源及数据处理

1．1．1 TOPEX/Poseidon卫星简介

1．1．2 资料来源

1．1．3 高度计数据物理订正

1．1．4 网格点选取

1．1．5 时间序列的生成

1．1．6 奇异值剔除

1．2 月均海面资料

1．3 温度资料

1．3．1 OISST温度资料

1．3．2 WOA01温度资料

1．3．3 SODA温度资料

1．4 数值模拟采用的水深资料

1．5 作为验证所用的调和常数资料

2 采用的统计分析和数值计算方法

2．1 随机动态分析预测分析方法

2．1．1 确定性部分模型

2．1．2 寻找周期

2．1．3 周期显著性检验

2．1．4 残差序列性质的检验

2．1．5 随机序列模型初步识别

2．1．6 AR(P)模型阶数及系数的确定

2．1．7 建立叠合非线性模型及其求解

2．2 POM数值模型

2．2．1 模式简要介绍

2．2．2 POM模型的基本特点

2．2．3 模式的基本控制方程

2．2．4 边界条件

2．3 有限元QUODDY模型

2．3．1 模型简要介绍

2．3．2 基本控制方程

2．3．3 边界条件

2．3．4 波动方程

2．3．5 坐标系变换

2．3．6 数值计算方法

2．4 T/P卫星高度计资料潮汐信息的提取

2．4．1 潮汐高频混淆

2．4．2 TOPEX/Poseidon高度计资料的潮汐混淆周期

2．4．3 Rayleigh准则

2．4．4 调和分析方法

3 全球海平面变化的分析结果和讨论

3．1 世界大洋海平面变化趋势分析

3．1．1 验潮站长期海平面时间序列的随机动态分析

3．1．2 世界大洋T/P海面高度资料的随机动态分析

3．1．3 海面高度资料随机动态分析结果小结

3．2 海水比容变化对海平面变化的影响

3．2．1 数据

3．2．2 热膨胀模型

3．2．3 结果与讨论

3．2．4 海水比容变化对海平面变化影响小结

4 世界大洋潮汐

5 渤、黄、东海潮波数值模拟

5．1 POM数值模式设置

5．2 渤、黄、东海潮汐潮流特征

5．2．1 渤、黄、东海潮位数值模拟结果及其验证

5．2．2 潮流模拟结果及其验证

6 中国特定海域的潮汐潮流有限元数值模拟

6．1 中国海特定海域(台湾海峡)的有限元数值模拟设置

6．2 台湾海峡的潮汐潮流特征

6．2．1 台湾海峡的潮位特征

6．2．2 台湾海峡的潮流特征

6．2．3 余水位和潮余流特征

7 海平面上升对东中国海潮波的影响

7．1 渤、黄、东海各验潮站的年均海平面变化

7．2 海平面上升60cm后渤、黄、东海的潮波变化及实测资料验证

7．2．1 分潮振幅与海平面的关系

7．2．2 海平面变化对潮波传播的影响

8 结果与讨论

8．1 海平面变化

8．1．1 海面趋势变化

8．1．2 比容变化引起的海面变化

8．2 潮波

8．2．1 世界大洋

8．2．2 东中国海

8．2．3 台湾海峡

8．3 海平面变化对潮波影响的小结

9 创新点

10 展望

参考文献

发布时间: 2005-10-26

参考文献

[1].全球海平面变化的热力学机制研究[D]. 颜梅.中国海洋大学2008
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[4].北太平洋副热带环流变异对东中国海海平面变化的影响研究[D]. 李艳芳.中国海洋大学2012
[5].北黄海陆架晚第四纪地层结构与物源环境演变研究[D]. 陈晓辉.中国科学院研究生院（海洋研究所）2014
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[7].黄东海陆架晚第四纪古环境演化及海平面变化[D]. 庄丽华.中国科学院研究生院（海洋研究所）2002

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