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1.
气流作为湖泊、湿地等有限水域的主要驱动力之一，其演化特征是研究水-气间能量与物质传递的基础，决定了水域水环境与水生态格局，具有重要研究意义.采用室内风洞水槽，通过设置不同试验风速，研究近水面气流与风速和吹程的响应关系与演化特征，并将光滑壁面条件下的气流特征作为试验对照组，分析时间域内风速垂向分布形式、摩阻风速、特征粗糙度等变化规律，剖析频率域内风速的主频变化与波致气流边界层厚度等参数的分布特征.结果表明：近水面时均风速符合对数分布，摩阻风速与特征粗糙度均与风速呈正相关，且同等风速与吹程条件下两者均大于光滑壁面条件，波致气流边界层厚度与风速和吹程均呈正相关.分析了采用风速作为气流动力参数存在不妥的原因，认为采用摩阻风速或切应力作为气流动力参数更具合理性，基于前人研究数据的统计分析，给出了特征粗糙度与风速、吹程和水深的回归关系式.探讨了气流-风浪“同频率”的互馈模式，发现波致气流边界层厚度不只与波长有关，还受波高、波周期和水深等多因素影响，建立了考虑风浪非线性特征的波致气流边界层厚度关系式. 相似文献
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利用水波动力学中的浅水Stokes波理论建立了随机波统计模式,并由此导出了浅水非线性海浪的波高概率分布函数．所导出的以浅水波陡和浅水因子作为参数的波高概率分布在物理上更为合理．这两个参数既可作为控制波高分布函数变化的参量,又能通过它们体现波高分布偏离瑞利分布的程度．新的波高分布克服了瑞利分布大波预报过高,而众值预报过低的不足之处;同时也使得小概率对应的波高值比瑞利分布预报的为低．浅水波陡的作用与深水情况类似,而浅水因子的作用则体现在分布众值对应的波高随着浅水因子的变小而逐渐降低以及浅水波浪分布更为集中等方面．资料验证表明,本文结果更具合理性． 相似文献
3.
水体浊度是影响水下光场及营养盐循环的关键要素之一，其变化过程与水生生态环境演变关系密切.基于2015-2016年7个时段于太湖贡湖湾内外的金墅和上山村两站点的水体浊度及东山气象站的逐时风场数据，利用分位统计等方法，探讨了风速、风向及时间累积效应对水体浊度的影响.结果表明：在以风场驱动为主要动力来源的大型浅水湖泊中，春、秋两季水体浊度的变化频率高于夏、冬两季，且春季变率更为突出；冬季风场和水体浊度的变率均较夏季明显.风场（包括风速、风向及其累积时间）是影响水体浊度变化的关键因素.其中风速是主要决定性因子；风向对水体浊度有较明显的影响，其通过对风速效应的修正进而影响水体浊度，该修正作用可用三角函数表征；水体浊度变化同时还受前期风场累积的影响，其前期时间累积效应的有效时段为2~10 h.该研究给出了风速、风向及风场累积效应的耦合对水体浊度的影响模型，有助于弄清风场对水体浊度变化的影响机制. 相似文献
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基于实测数据，利用验证良好的SWAN风浪模型开展了2018年巢湖风浪变化及分布特征研究.巢湖2018年平均有效波高和波周期分别为0.16 m和1.22 s，整体春季风浪大，秋季风浪小.月均最大值出现在4月，分别为0.22 m和1.36 s，月均最小值出现在11月，分别为0.11 m和1.06 s，变化幅度分别为最大值的52%和22%.月均值整体中巢湖最大，东巢湖次之，西巢湖最小.巢湖月最大有效波高和波周期主要出现在东巢湖或中巢湖，各值月间差异显著，最大变化幅度分别为最大值的61%和27%.不同湖区计算的月均有效波高和波周期较大值分布范围所占湖区的比例不同，中巢湖与东巢湖较大，西巢湖最小.不同月份及湖区较大有效波高出现的时间占比是不一致的，9-11月份时间占比较小，将有利于蓝藻水华的出现. 相似文献
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为明晰太湖风浪的空间分布及季节变化,在湖心区设立波浪观测站,利用其记录的波浪数据证明SWAN模型能够较好地模拟太湖风浪.基于所建模型,对2013年自然风场条件下太湖不同湖区风浪季节动态进行模拟分析,结果表明:受岸线、地形和岛屿等地理因素影响,大太湖的风浪总是最强,其有效波高均值为0.523 m;而东太湖风浪最小,有效波高均值为0.305 m.受盛行风场季节变化影响,太湖春、夏季有效波高均值明显大于秋、冬季.太湖波浪的能量主要来源于风场,其有效波高随风速增大而增大,两者呈极显著正相关.而风向则可以通过改变风区长度来影响风浪生消.在偏东风作用下,太湖湖西区的风浪大于东部湖区;而受盛行于冬季的偏北风影响,太湖南部水域风浪要大于北部.同时,太湖风浪的时空分布特征是造成太湖水质参数、沉积物和水生植物空间分布差异的重要原因之一. 相似文献
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西藏湖泊水体中主要离子分布特征及其对区域气候变化的响应 总被引：3，自引：0，他引：3
于2009 2010年对西藏34个湖泊表层水体进行采样和水质参数测量,测试不同湖泊水体主要离子浓度,分析其分布特征和对区域气候变化的响应.研究表明,不同湖泊水体的主要离子浓度及其水质参数存在差异,西藏大部分湖泊离子浓度高于全国甚至全球湖泊平均水平.湖泊的水化学类型主要为氯化物型,少部分是硫酸盐型.西藏湖泊受强烈蒸发作用的影响,水化学类型从东南到西北依次为碳酸盐型-硫酸钠型-硫酸钾型-氯化物型.对比1990s前的研究发现,大部分湖泊水体的主要离子浓度较上世纪有所降低,且部分湖泊水化学类型也发生了变化,该变化反映了过去几十年来西藏湖泊水化学对区域气候变化的响应. 相似文献
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由于风浪对浅水湖泊底泥的强烈扰动作用,底泥再悬浮的生态效应研究成为目前国际研究热点之一.但方法的缺乏极大地限制了有关底泥再悬浮环境效应的深入研究.本研究应用一种新的沉积物再悬浮装置,模拟了太湖南部长兜港水域不同风浪影响下悬浮物的垂向分布,获得水柱总悬浮物量(T)与扰动频率(n)的定量关系:T=19.77×exp(n/2.61)-71.7.结合现场实测风情下的水柱总悬浮物量,建立了室内水动力条件、水柱总悬浮物量和现场风情的定量关系.研究2004年10月至2005年10月太湖全年代表性小风、中风及大风与再悬浮装置的扰动频率对应关系,估算了小风、中风和大风常规风情引起的总悬浮物量分别为159、230、425 g/m2.结果表明,模拟获得的太湖悬浮物垂向分布规律与现场状况较为接近,是目前较为适用的浅水水体沉积物再悬浮模拟方法. 相似文献
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湖泊水体的对流混合是最基本的物理过程,其能显著影响湖泊生态系统温室气体等循环,但浅水湖泊水体对流混合的研究鲜有报道.本研究基于太湖(面积2400 km2,平均水深1.9 m)中尺度通量网的原位、高频、连续和多点的观测数据,分析该大型浅水湖泊水体对流混合速率w*的时空特征.结果表明太湖水体w*的均值为2.49 mm/s,因太湖的风速、水温和辐射等物理参数无空间变化,w*也无明显的空间变化.但是研究表明w*呈现显著的昼夜变化和季节变化,且昼夜变化幅度强于季节变化.总体上夜间w*是白天的4倍多,冬季w*(均值1.79 mm/s)明显低于春季(均值2.42 mm/s)、夏季(均值2.91 mm/s)和秋季(均值2.82 mm/s).太湖w*主要受风速和能量收支影响,白天风速是主要驱动因子,夜晚能量收支是主要驱动因子. 相似文献
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长江中下游湖泊沉积物中磷的形态及藻类可利用量 总被引：13，自引：1，他引：13
调研了长江中下游地区25个浅水湖泊的35个样点表层沉积物中磷的地球化学形态特征,以及太湖沉积物中藻类可利用磷(AAP)的空间分布,垂向分布特征及其蓄积量,探讨了浅水湖泊表层沉积物中磷的赋存量,地球化学形态及其与水草,湖水磷浓度,叶绿素(Chl-a)浓度之间的关系.结果表明,长江中下游地区浅水湖泊的表层沉积物中可交换态磷(Ex-P)含量与水体总磷(TP),溶解性总磷(DTP)及溶解性反应活性磷(SRP)浓度关系密切,有水草湖区的沉积物中生物易利用磷(Bio-P)含量显著低于无水草湖区及藻型湖区.太湖梅梁湾沉积物泥芯中,表层3 cm沉积物中Ex-P含量显著增高,而夏季还原条件下容易转变为溶解态磷的铁磷(Fe-P)含量峰值则出现在4～10cm深度.太湖表层沉积物的Bio-P含量与夏季叶绿素浓度密切相关,说明表层沉积物的Bio-P及AAP可以作为沉积物内源释放风险的指示参数.太湖表层1 cm底泥中所含有的AAP量估计多达268.6吨,风浪扰动能将大量的AAP带入水体,对太湖蓝藻水华暴发起着不可忽视的作用. 相似文献
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人类活动对太湖水环境影响的稳定氮同位素示踪 总被引：4，自引：3，他引：1
人类活动对湖泊环境变化的影响是目前全球变化研究的热点之一.识别水体中人为氮源的贡献对于研究人类活动对湖泊环境变化的影响十分重要.稳定氮同位素组成(δ15N)是水环境中人为氮源的有效示踪剂.太湖是我国典型的大型浅水富营养湖泊,位于人口稠密、经济发达的长江三角洲地区,是研究人类活动对水环境影响的理想对象.太湖水体δ15N值的空间分异规律大致反映了不同湖区人类活动影响水环境的方式,上游宜兴小流域及河口主要受农业活动影响,胥口湾和东太湖则主要是水产养殖的贡献,梅梁湾受城市生活污水影响较大.而且水体δ15N值的水平反映了人类活动的影响从南部湖区到北部湖区逐渐加强的趋势,表现为南部河口—东太湖—梅梁湾不同水体从草型水体到藻型水体δ15N值增加的趋势.另外,夏季(6月)太湖水体δ15N值的变化响应于初级生产力的变化,体现了生物作用的影响.在蓝藻水华暴发时期,利用水体δ15N值识别人为氮源的结果可能会受到生物过程的干扰. 相似文献
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采用包括耗散的射线跟踪方法，计算了在水平不均匀风场作用下，不同尺度重力波从对流层直至220km观测高度的传播，结果表明，垂直于重力波传播方向的风以及风剪切能够引起波射线的折射，从而导致重力波明显偏离初始传播方向.在强顺风场作用下，由于风场引起的捕获，大量重力波不能传播到观测高度.由于风场引起的多普勒频移，小周期的重力波在弱顺风条件下能够传播到观测高度.由于反射作用，强逆风场不支持周期低于约18min的较高频重力波的传播.而在弱逆风作用下，大部分中尺度范围重力波都能够传播到观测高度.本文统计了武汉电离层观象台的TID观测数据随热层风场的分布，统计结果与模拟结果符合较好. 相似文献
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Sediment resuspension under action of wind in Taihu Lake,China 总被引：2，自引：0，他引：2
A field study was undertaken to investigate the changes of the current speed, wave parameters and sediment resuspension under different wind speeds in the Taihu Lake. The Acoustic Doppler Current Profi... 相似文献
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Wave measurement and modeling in Chesapeake Bay 总被引：4，自引：0，他引：4
Three recently measured wind and wave data sets in the northern part of Chesapeake Bay (CB) are presented. Two of the three data sets were collected in late 1995. The third one was collected in July of 1998. The analyzed wind and wave data show that waves were dominated by locally generated, fetch limited young wind seas. Significant wave heights were highly correlated to the local driving wind speeds and the response time of the waves to the winds was about 1 h. We also tested two very different numerical wave models, Simulation of WAves Nearshore (SWAN) and Great Lakes Environmental Research Laboratory (GLERL), to hind-cast the wave conditions against the data sets. Time series model–data comparisons made using SWAN and GLERL showed that both models behaved well in response to a suddenly changing wind. In general, both SWAN and GLERL over-predicted significant wave height; SWAN over-predicted more than GLERL did. SWAN had a larger scatter index and a smaller correlation coefficient for wave height than GLERL had. In addition, both models slightly under-predicted the peak period with a fairly large scatter and low correlation coefficient. SWAN predicted mean wave direction better than GLERL did. Directional wave spectral comparisons between SWAN predictions and the data support these statistical comparisons. The GLERL model was much more computationally efficient for wind wave forecasts in CB. SWAN and GLERL predicted different wave height field distributions for the same winds in deeper water areas of the Bay where data were not available, however. These differences are as yet unresolved. 相似文献
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针对长江中下游中尺度地形特点以及暴雨过程发生发展期间风垂直切变的主要观测特征,设计了一系列中尺度地形的三维理想数值试验,分析了干大气地形流和重力波特征,探讨了条件不稳定湿大气地形对流降水的模态分布,在此基础上研究了圆形、直线风垂直切变和切变厚度对中尺度地形对流降水强度和模态分布的影响.结果发现:在 Fr≈1的干大气条件下,气流遇到地形后分支、绕流和爬升现象同时存在,地形激发的重力波在水平和垂直方向上传播,其在迎风坡、背风坡、地形上游和下游的振幅不同,并组织出不同强度的垂直上升运动.在Fr > 1的条件不稳定湿大气下,地形对流降水主要存在三种模态,即迎风坡和背风坡准静止对流降水以及地形下游移动性对流降水,地形对流降水的形成与重力波在低层组织的上升运动密切相关.风垂直切变对地形对流降水的强度和模态分布有重要作用,其中圆形风垂直切变(风随高度旋转)不仅影响地形下游对流降水系统的移动方向,而且影响迎风坡和背风坡山脚处对流降水中心的分布和强度;直线风垂直切变(风随高度无旋转)主要影响地形对流降水的移动速度和强度.风随高度自下而上顺(逆)时针旋转,地形对流系统向下游传播时向右(左)偏移.风垂直切变主要通过影响地形重力波的结构和传播以及对流系统的形成、移动方向和速度,来影响地形对流降水的模态分布,其中对流层中低层的风垂直切变对地形对流降水强度和模态分布有重要影响. 相似文献
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基于上海佘山台四分量钻孔应变仪在6次西太平洋台风期间的观测记录,利用小波分解、优势振动方向等处理方法提取出台风所激发的显著低频扰动信号,并详细分析扰动信号在时频域及空间域的表现特性。结果显示:在低频区间,台风激发的扰动信号优势周期为2~4 min,信号能量随台风进程而变化,并主要与台风量级、台风中心的位置(海上或陆域)及其与台站间的距离有关。在台风中心不断逼近海岸时,佘山台4个分量记录的扰动信号均开始增强,但不同方向记录的信号强度存在较显著的差别,其中振动强度最大的方向(即优势振动方向)为160°,该方向与台站所处海岸线的走向密切相关。最后结合扰动信号的时频及空间响应特征,对比地表风速、海洋浮标记录后认为分量应变仪记录的低频扰动信号与近海浪高的相关性较好;综合信号的频谱特征,认为应变仪记录的台风扰动信号是由近岸浅海区域的海洋长重力波激发产生的。 相似文献
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本文利用2006年5月至2013年4月COSMIC干温廓线数据,提取了青藏高原地区大气重力波势能,以此研究了青藏高原大气重力波势能的分布频率模型和大气重力波活动的时空变化特征,并进一步分析了高原大气重力波活动与高原地形、风速和高原大陆热辐射之间的相关性.青藏高原地区大气重力波势能的分布频率服从对数生长分布;青藏高原地区大气重力波在16~18km和28~31km高度较活跃,而在20~26km高度较平静;高原大陆边缘各季节重力波活动均较活跃,而高原大陆上空大气重力波活动呈明显季节性变化,其在冬春季节较活跃,在夏秋季节较平静;2010年冬季青藏高原大气重力波活动异常平静;各季节整个高原上空大气重力波活跃度有随大气高度升高而降低的趋势,高原上低层大气重力波向高层传播会发生耗散作用.地形与风速是影响青藏高原大气重力波活动的重要因素.地形主要影响平流层底部的重力波活动;纬向风比经向风对该地区平流层大气重力波活动的影响大,纬向风总体上会促进高原大气重力波活动.青藏高原大陆热辐射对高原大气的加热作用是导致青藏高原大气重力波活动呈季节性变化的重要因素. 相似文献