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1.
根据海水密度场来间接计算深海海流速度的Helland Hansen方法,由于比较简便,至今仍得到广泛的应用。为了将该方法应用于浅海区的海流计算,人们已提出了不少改进方案,但这些方案都没有考虑海底的摩擦效应,因而计算结果往往与实际情况不符。本文提出的浅海海流计算方法,首先把浅海区中已建立的海水密度场往海底以下的虚构水体中外推,然后沿用经典的动力计算方法计算地转流速度,最后进一步考虑海底摩擦效应而计算出浅海密度流的速度。 相似文献
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由于大范围同步连续观测海流流速很困难,这才产生建立一定的理论及方法认真计算海流流速的要求.可是,过去沿用至今的动力计算[1],方法虽简便,但只能计算因密度分布所生的梯度流(或地转流),且存在着既不考虑风力,又不顾及湍流摩擦力,再加无运动面难以确定,即令设法作出浅海订正,其结果又往往与事实不符等根本性缺陷;而如籍Ekman漂流理论计算海流,又仅能计算因风所生的漂流,且还存在着既不考虑海水密度分布,又视海面无倾斜,再加湍流动力粘滞系量难以确定等与实际相差较远的理论依据.近代兴起的一些海流数值计算,又往往都局限于全流或深度平均流速的计算.因此,建立一种既考虑到海洋内部海水分布,又考虑到海面风力外加海面大气压力作用,顾及到海洋中湍流摩擦力,又体现流速随深度变化,而更重要的是应用起来简易的计算海流流速的理论及方法,便成为很需要解决的问题了. 相似文献
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迄今为止的调查研究表明,海洋中的海流,特别是那些流速较大的强流:大都以地转流为其主要成份。因此,可以根据地转关系,应用观测所得的海水质量分布(即温、盐度或密度分布)计算出与实际较为相符的流速流量。这种过程就是海流的动力计算。
但是,由于温度资料比盐度资栂精确且易得,因此,人们在根据海水质量分布计算海流时,曾进行了种种简化,试图只根据温度分布及变化来研究海流。这大致可分为下列两方面：
其一,认为海水密度分布主要决定于温度,如果仅欲求得海流分布变化的粗略结果,可以不考虑盐度,直接根据单一的温度分布来计算流速流量。近年来,国内外所开展的一些工作,已为这种简化提供了初步的但较有力的证据。例如, Bryden(1974)通过对中大洋动力实验(MODE)区域两个锚锭站的温度和海流实测资料的分析,得出了水平流速的垂直切変和温度水平梯度的垂直积分之间颇为一致的关系。管秉贤在研究通过苏澳一与那国岛断面的黑潮的变异时,找到了100-200米水层处的温度水平梯度最大值与流量之间较好的关系。
其二,为了求得较为精确的结果,引入了平均的T-S关系曲线来考虑盐度分布对密度的影响。例如, Emery和Wert(1976)曾利用太平洋上每10°方格海域中的平均T-S曲线,对大量的温度断面进行了动力高度计算。所得结果,除了个別区域外,与用温盐资料算得的动力高度相比,误差都比较小。另外,在中大洋动力实验中,对许多只有温度而没有盐度资料的观测站,也是应用该海区的平均T-S曲线进行动力计算的。
本文应用国际黑潮合作调查(CSK)资料,对台湾东侧黑潮区域的水温(T)和条件密度(σt)进行比较,得出了这一区域的T-σt的相关关系式。运用这一关系式对该海区的温度断面进行动力计算,所得流速与用经典的动力计算方法得到的地转流速相比,其方向和量级都是一致的。另外,对东海的黑潮区域的海水,也用本关系式进行了讨论。 相似文献
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景振华 《中国海洋大学学报(自然科学版)》1978,(1)
本文在仅考虑铅直湍流的情况下,提出一种计算海流流速及予报海流流速的理论及方法。是在海流基本上是由海洋内部密度分布及海面风力和气压作用下形成的认识下,依据一定的事实,先行确定水平压强梯度力及铅直湍流动力粘滞系量,而后计算定常恒速海流及予报海流流速的。在建立海流流速予报方程解时,除了要求得流速随时间变化的解,尚需求得海水密度随时间变化的解。在海水密度随时间的变化予知的情况下,即可依据予知的风速及降水、蒸发差等随时间的变化,予报海流。曾对东中国海黑潮流系进行了定常恒速水平流速的计算。 相似文献
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海底地形所引起的流场变化会调制海水表面的小尺度波动,从而可以被合成孔径雷达所探测。本文利用谱方法计算了一假想海底地形对均匀背景流场的影响。在袁业立有关海波高频谱形式及ＳＡＲ影像原理的理论分析基础上,本文进一步计算了海底地形ＳＡＲ影像Ｇ值分布图,并讨论地形的高度,背景流方向,北景流流速对海底地形ＳＡＲ影像的影响。 相似文献
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针对海洋实测流速资料极其匮乏的事实, 利用2004 年1 月~2009 年12 月月平均的Argo 温盐格点资料, 结合改进的P-vector 方法重构北太平洋绝对地转流流场。与卫星高度计和实测流速的比较以及相关性分析表明, 重构的绝对地转流是可信的, 可以用来研究不同大尺度环流特征及其动力结构。可以为研究海洋动力过程和气候变化提供一套有用的流场数据。 相似文献
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水下滑翔机其通过集成生物、化学、物理传感器可以测量如温度、盐度、溶解氧等多种海洋基础水文要素,其利用卫星定位系统获得实际出水速度和理论出水模型获得理论出水速度之差可以计算深度平均流,。本文利用海翼水下滑翔机获得温盐场及卫星定位数据评估深度平均流,结果显示利用温盐场获得深度平均地转流与水下滑翔机获得深度平均流相关系数0.95,表明其流场的一致性,同时根据船载观测ADCP误差分析法估算深度平均流误差约为0.036 m/s。借助深度平均流可以估算绝对地转流,包括正压地转流和斜压地转流。在零动力面的假设下,我们选取了海翼号水下滑翔机在南海的一组实验对流量误差进行了评估。该实验为2019年1月3日-2月16日海翼号水下滑翔机自南向北穿越西沙群岛附近一个中尺度涡观测。观测结果表明,该中尺度涡为冷涡流核,在涡心以南,绝对地转流为东向流,最大流速约为0.48 m/s;涡心以北,绝对地转流为西向流,最大流速约为0.47 m/s,稍弱于南侧。受不均匀时空观测计划影响,本文未对流量做出估计。 相似文献
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Ryoko Tokeshi Kaoru Ichikawa Satoshi Fujii Kenji Sato Shoichiro Kojima 《Journal of Oceanography》2007,63(4):711-720
A method to extract geostrophic current in the daily mean HF radar data in the Kuroshio upstream region is established by
comparison with geostrophic velocity determined from the along-track altimetry data. The estimated Ekman current in the HF
velocity is 1.2% (1.5%) and 48° (38°)-clockwise rotated with respect to the daily mean wind in (outside) the Kuroshio. Furthermore,
additional temporal smoothing is found necessary to remove residual ageostrophic currents such as the inertial oscillation.
After removal of the ageostrophic components, the HF geostrophic velocity agrees well with that from the altimetry data with
rms difference 0.14 (0.12) m/s in (outside) the Kuroshio. 相似文献
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由于卫星高度计数据分辨率高、观测范围广的特点,我们使用该数据开展了黑潮流的研究。在之前的研究中,卫星绝对地转流都被用于对黑潮流域的表层流场的时空变化特征进行研究,并采用了一些探测方法提取了黑潮流轴和流路。然而,海面绝对地转流是由绝对动力地形估计得到,应该被当做实际流场的地转分量,在实际应用中并不能代表真实流场。在本研究中,建立了气候态绝对地转流与网格平均的漂流浮标流场间的数学校验关系,以此对卫星绝对地转流场进行修正,即便这两种数据的性质存在些许偏差。因此,基于主成分探测法,修正后的卫星绝对地转流被用于探测黑潮流轴和流路。对比结果表明,由修正后的卫星地转流场探测得到的黑潮流轴和流路均要好于地转流和表层流估计结果。修正后的地转流有助于开展更加准确的黑潮流轴和流路的逐日探测。 相似文献
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Koji Hidaka 《Journal of Oceanography》1972,28(2):48-62
It is widely recognized that the geostrophic flows computed by the dynamic method of Bjerknes and collaborators represent the actual currents pretty faithfully. However, what would be the reason that a geostrophic current derived by only retaining the terms of Coriolis and the pressure gradient forces in the hydrodynamical equations agrees so closely with the actual ocean current of the same area? In this attempt was assumed an imaginative ocean of homogeneous water and uniform depth on a rotating earth but with neither continent nor islands. The average wind distribution observed along several meridians over the Pacific Ocean was assumed to prevail in this sea throughout with no variation in east-west direction. Taking the curvature of the earth surface, rotation of the earth, Coriolis forces, pressure gradients and the horizontal and vertical eddy viscosity into account, the equations of motion were solved and velocity components were derived for all latitudes. A comparison of the east-west components thus obtained with the corresponding components of the geostrophic flows, reveals that they agree well in higher latitudes but there appears a remarkable disagreement in lower latitudes. This means that a special care must be taken in replacing the existing currents with the geostrophic flows at lower latitudes. 相似文献
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The instability of long-wave disturbances of a geostrophic current with linear velocity shear is studied with allowance for the diffusion of buoyancy. A detailed derivation of the model problem in dimensionless variables is presented, which is used for analyzing the dynamics of disturbances in a vertically bounded layer and for describing the formation of large-scale intrusions in the Arctic basin. The problem is solved numerically based on a high-precision method developed for solving fourth-order differential equations. It is established that there is an eigenvalue in the spectrum of eigenvalues that corresponds to unstable (growing with time) disturbances, which are characterized by a phase velocity exceeding the maximum velocity of the geostrophic flow. A discussion is presented to explain some features of the instability. 相似文献
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Motohiko Kashima Shiro Imawaki Shin-Ichiro Umatani Hiroshi Uchida Yuji Hashibe Hiroshi Ichikawa Masao Fukasawa 《Journal of Oceanography》2003,59(3):291-301
Theoretically, the geostrophic approximation holds for the low-frequency flow field, but no detailed examination has been
done on how well the estimated geostrophic velocity corresponds with the observed velocity. Intensive surveys were carried
out during 1993–1995 in the Kuroshio and its recirculation regions south of Shikoku, Japan, including repeated hydrographic
surveys and direct current measurements at nominal depths of 700, 1500 and 3000 m. For these depth intervals, vertical differences
of estimated geostrophic velocity are compared with those of observed velocity. For the intermediate layer (between 700 and
1500 m depths), the slope of the regression line is 0.99, correlation coefficient is 0.98, and the root-mean-square of difference
from geostrophic balance is 2.8 cm/s which is close to the estimated error of 2.1 cm/s. For the deep layer (between 1500 and
3000 m depths), the corresponding values are 0.82, 0.93, 1.2 cm/s and 2.0 cm/s, respectively. The results indicate that the
estimated geostrophic velocity compares well with the observed velocity in these regions.
This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献
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南海 18°N 断面 上的体积和热盐输运 总被引：2，自引：0，他引：2
以2005—2008年4年中南海北部开放航次所获得的水文观测资料为基础,结合卫星高度计遥感资料,采用动力计算方法计算南海18°N断面的经向地转流,并与声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profilers,ADCP)走航观测资料进行对比,进而计算出通过南海18°N断面1000m以浅的各站位以及断面上总的经向地转体积、热、盐输运量。结果表明,2005—2008年南海北部开放航次期间18°N断面上的经向地转流呈相间带状分布,各站位经向地转流流速垂向分布和ADCP观测的大体一致。从卫星高度计获得的海面高度场可知,经向地转流流向的空间变化与海洋中尺度涡旋的活动密切相关。2005—2007年航次期间南海18°N断面上1000m以浅总的经向地转体积、热、盐输运均为南向输运,其3年的平均输运量分别为11.8Sv(1Sv=106m3.s 1)、0.38PW、418.8Gg.s 1;其年际间差别较大,经向地转体积、热、盐输运量均为2005年最大,2006年次之,2007年最小。2008年110°—117°E之间1000m以浅总的海水地转体积、热、盐输运量分别为7.3Sv、0.22PW、259.4Gg.s 1。 相似文献