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波浪破碎是一个强非线性过程,破碎时产生的大量气泡在海面上表现为白冠,白冠覆盖率是刻画波浪破碎一个重要参数。研究表明,白冠覆盖率与海上风速、海浪状态和大气稳定度等多种海洋环境因素有关。综合前人的观测数据,本文给出了更为可靠的依赖风速的白冠覆盖率公式,发现海水温度越高,白冠覆盖率越大。提出了以波浪破碎耗散函数为参数的白冠覆盖率公式,同时发现波龄小于某个临界值时,白冠覆盖率随波龄增大,波龄大于临界值时,白冠覆盖率保持不变,该临界值随风速增大而减小。 相似文献
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海浪破碎使得海面产生飞沫水滴，由于飞沫水滴的存在改变着大气和海洋之间的能量传输。飞沫生产函数一般认为是水滴初始半径和风速的函数，但海浪时刻存在于海-气界面，仅仅考虑海面风的作用，而忽略海浪的影响是不够完善的。白冠覆盖率是海浪破碎的重要特征参数，有研究者发现白冠覆盖率与海面风速和海浪均存在相关性。本文尝试从白冠覆盖率出发，构建飞沫水滴的生成函数参数化方案，将描述不同飞沫水滴半径的飞沫生成函数基于白冠覆盖率参数有机整合，然后结合白冠覆盖率和海浪状态的关系，利用实验室观测数据，分析不同海浪状态条件下海浪对飞沫生成函数的影响。研究结果表明，新的考虑波浪效应的飞沫生成函数可以合理地描述不同海浪状态条件下飞沫水滴的生成过程。 相似文献
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破碎波峰线长度的速度谱Λ(c)及其高阶矩是研究破碎能量耗散、动量通量等关键问题的有效工具。活跃破碎的图像识别是正确计算Λ(c)的一个关键前提。Kleiss等2011年给出了一种基于对数累积灰度函数(L)的导函数区分活跃破碎与尾迹的阈值方法,但阈值的确定仍存在一定的主观性,得到的破碎阈值可能偏低。我们通过对渤海海域拍摄的白冠破碎观测资料的分析,发现L函数的二阶导数往往存在稳定的次峰,次峰所对应的灰度值正可作为区分活跃破碎与尾迹的灰度阈值,由此提出一种基于L函数二阶导数次峰的阈值确定方法。 相似文献
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基于高分辨率MASNUM第三代海浪模式并根据Yuan等(2009)提出的波浪破碎统计物理模型,对乳山湾外海2008年各个季节波浪特征要素(有效波高和跨零周期等)与波浪破碎参数(白冠覆盖率、卷入深度和破碎能量损耗率)进行了数值模拟。利用Janson-1卫星高度计观测资料对有效波高模拟结果进行了检验,平均误差在0.17m左右。模拟结果显示,该海域波浪参数具有明显的季节变化特征,在2008-08乳山湾邻近海域受大风天气过程影响期间,有效波高在1.0~1.8m,破碎参数变化显著,白冠覆盖率最大达4.5%,卷入深度在1.5m以上,相应的破碎能量损耗率量值在6~11kg/s3。结果表明,波浪破碎过程对该区域海洋动力环境有着重要影响,是造成乳山湾口表层高溶解氧的可能机制之一。 相似文献
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基于卫星数据改进计算白冠覆盖率的模型 总被引：2，自引：1，他引：1
本文基于白冠覆盖率的历史研究,总结了计算白冠覆盖率的参数化方案和海浪破碎统计模型,并分析比较其优缺点。通过结合基于卫星数据的参数化公式,利用最优拟合的方法,得到不同限制条件下模型中的系数Cen和n。通过分析考虑海浪破碎条件,确定了适用于一般海浪状况的系数值。通过比较白冠覆盖率的卫星数据和原始模型的模拟结果,可知改进后模型的结果更合理,同时与历史研究结论相符。文中还分析了从1998年到2008年十年平均的全球白冠覆盖率的季节性分布特征。在中高纬度海域,全年白冠覆盖率的值最大,而在低纬度和赤道海域,白冠覆盖率小于0.5%,全球白冠覆盖率的平均值大约为1% ~3%。北半球中高纬度海域的白冠覆盖率的季节性变化显著大于南半球。 相似文献
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由运动方程和涡度方程所导得的两个首次积分估计给出了海波破碎的发生条件和破碎波的波面限制。由这两个条件所构造的新的破碎波统计模式，可导出海波的破碎面积率、破碎体积率和破碎能量损耗率的解析表达式，加之一个简单的白冠物理模型又导出了一个新的白冠覆盖率的解析表达式。 相似文献
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基于南海1998年夏季调查航次诊断计算的流函数场,选取越南以东偶极子发生海域,进行不同的声层析观测站位设置实验。模拟计算声线传播时间信息,然后应用基函数重建方法进行了流函数场的模拟反演研究,讨论了不同随机观测误差对反演结果的影响。研究结果表明该方法是可行的,在所选取的约833 km×833 km海域内,在观测海域外围配置19个声层析观测站位就能够很好地重构原流函数场,空间分辨率约为63.7 km,可以分辨模拟海域中尺度涡场结构,这是传统的基于海流计(CM)或声学多普勒剖面仪(ADCP)等观测方法所不能企及的。该观测技术和方法可以实际应用于近海大范围流场结构的遥感实时监测,为近海污染物等的扩散研究,海洋环境变化等提供实时观测流场资料。 相似文献
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安达曼海是内波频繁发生的海区之一,对其内波的研究是当今海洋研究的热点。本文利用2013—2016年间覆盖整个安达曼海的3 000多幅Terra/Aqua MODIS、GF-1、Landsat-8、Sentinel-1 等卫星遥感图像,从中提取和解译了内波波列线和波向信息,得到安达曼海海洋内波的时间分布特征,并绘制了内波空间分布图。结果表明,安达曼海及其邻近海域内波主要出现在4个区域:苏门答腊岛以北海域、安达曼海中部海域、安达曼海北部海域以及尼科巴群岛以西海域,尺度较大的内波主要分布在苏门答腊岛以北海域和安达曼海中部海域。在时间分布上,2013—2016年间安达曼海内波的年发生次数相近;在热季、雨季及冬季遥感都能观测到内波的发生;2-4月遥感观测到的内波最多,其次为8、9月,7月遥感观测到的内波较少,这可能是由于雨季光学影像受云影响,安达曼海海域晴空影像过少造成,还需要借助更多的遥感影像进一步证明。在波向上,安达曼海多数内波向岸传播,在苏门答腊岛北部、安达曼海中部海域,内波向东或向东南传播;在安达曼群岛东部,内波向东传播,传播一定距离后与海底地形交互作用,一部分继续向前传播,一部分产生反射,向西南方向传播至安达曼群岛;在尼科巴群岛以西海域,内波由尼科巴群岛向孟加拉湾传播。 相似文献
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竹荚鱼(Trachurus japonicus)是我国南海北部近海主要渔获物之一。根据2014—2017年对南海北部开展的8个航次近海渔业资源和环境调查数据, 采用地统计学方法分析竹荚鱼时空分布特征和相关生态动力过程。结果表明, 竹荚鱼总体布局以低密度为主, 高密度海域较少, 季节性集聚特征明显, 依次为夏季>春季>秋季>冬季。竹荚鱼空间分布具有极强的空间异质性, 空间结构性比例均在75%以上, 变异模型以高斯模型为主, 空间相关距离(变程)大约在0.52°左右, 且季节性特征明显。对地统计参数值和单位捕捞努力量(catch per unit effort, CPUE)的相关关系研究发现, 竹荚鱼资源密度越大, 空间异质性特征越明显。通过统计各向分维值分析竹荚鱼各向异质性特征, 发现西北—东南向的空间异质性较为显著, 表明该方向的海洋动力过程将对竹荚鱼洄游分布产生重要影响。此外, 基于克里格插值分析, 发现竹荚鱼呈西南—东北向洄游分布规律, 空间布局呈片状和斑块状, 且易受极端气候(厄尔尼诺和拉尼娜等事件)影响。 相似文献
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微尺度滑动平均方法计算海浪谱奇阶矩的公式 总被引：2，自引：0，他引：2
Glazman提出了一种计算海浪谱高阶谱矩的微尺度平均方法,但是,他利用随机过程理论导出的计算偶阶矩的公式和参照偶阶矩结论定义的奇阶矩计算公式之间存在着内在的不一致性.本文在Glazman工作的基础上根据随机过程理论推导了“微尺度平均方法”计算奇阶谱矩的公式,纠正了他的错误.上述结论随即应用于讨论破碎对波面水质点水平速度分布的影响.通过破碎的加速度判据考虑了破碎对速度分布的限制,给出了未破碎波面上水质点水平速度的的统计分布的初步结果.该分布取决于谱宽度参数及白浪覆盖率的大小,当白浪覆盖率较大时明显偏离正态分布. 相似文献
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When waves propagate from deep water to shallow water, wave heights and steepness increase and then waves roll back and break. This phenomenon is called surf. Currently, the present statistical calcula... 相似文献
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海温是海洋环境影响因子之一,对于海洋生态环境、海水养殖业等尤为重要。本文以Argo数据提取的南海海洋温度场数据为例,结合GIS(GeographicInformationSystem)技术,研究南海海温点过程、面过程可视化表达的方法。利用GIS作为可视化框架提供南海海温场的可视化显示,包括放大、缩小和拖动等基本功能,绘制多种形式的数值图像并进行空间分析,包括海温数据曲线绘制、海温值查询、空间插值、等值线等。基于Argo数据可视化表达的结果,从南海海温年变化、随纬度的变化、垂向变化、季节分布特征四方面对南海的海温时空特征进行了分析,结果表明:(1)南海海表温度高温的持续时间比较长,升温过程比降温过程相对要短一些;(2)随着纬度的降低,温度整体升高,温度的年变化幅度越来越小。夏秋两季随着纬度的变化,温度变化不大,春冬两季的温度变化较大;(3)在0~30 m温度变化很小,在深度为30m处温度开始逐渐下降,到达500m以下,海温一年四季都比较接近;(4)冬季海温总体最低,夏季海温总体最高。冬季和秋季,在南海西南方向等值线呈现西北—东南向,等值线比较密集。海温的时空变化研究可以对海洋温跃层、海洋温度锋,海水不同层次的结构的研究提供一定参考。 相似文献
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基于一系列实验室风浪破碎实验,讨论破碎波群间隔的统计分布。实验时风速分别设定在6～9 m/s间几个不同的风速水平,破碎波群间隔定义为两个相继发生破碎的波群中破碎首发时刻之间的时间间隔,破碎依据波面信号和实验者同步记录的破碎标记信号判别,分布拟合检验采用Kolmogorov-Smirnov检验。数据分析结果表明:1)所有实验信号的破碎波群间隔都服从Gamma分布;2)低风速情形的破碎波群间隔大多服从指数分布——Gamma分布的一种特殊情形;3)相同实验条件下的破碎波群间隔具有相同的分布。这意味着破碎波群的发生可以视为一种更新过程。 相似文献
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The boundary layer characteristics beneath waves transforming on a natural beach are affected by both waves and wave-induced
currents, and their predictability is more difficult and challenging than for those observed over a seabed of uniform depth.
In this research, a first-order boundary layer model is developed to investigate the characteristics of bottom boundary layers
in a wave–current coexisting environment beneath shoaling and breaking waves. The main difference between the present modeling
approach and previous methods is in the mathematical formulation for the mean horizontal pressure gradient term in the governing
equations for the cross-shore wave-induced currents. This term is obtained from the wave-averaged momentum equation, and its
magnitude depends on the balance between the wave excess momentum flux gradient and the hydrostatic pressure gradient due
to spatial variations in the wave field of propagating waves and mean water level fluctuations. A turbulence closure scheme
is used with a modified low Reynolds number k-ε model. The model was validated with two published experimental datasets for normally incident shoaling and breaking waves
over a sloping seabed. For shoaling waves, model results agree well with data for the instantaneous velocity profiles, oscillatory
wave amplitudes, and mean velocity profiles. For breaking waves, a good agreement is obtained between model and data for the
vertical distribution of mean shear stress. In particular, the model reproduced the local onshore mean flow near the bottom
beneath shoaling waves, and the vertically decreasing pattern of mean shear stress beneath breaking waves. These successful
demonstrations for wave–current bottom boundary layers are attributed to a novel formulation of the mean pressure gradient
incorporated in the present model. The proposed new formulation plays an important role in modeling the boundary layer characteristics
beneath shoaling and breaking waves, and ensuring that the present model is applicable to nearshore sediment transport and
morphology evolution. 相似文献
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1986—2017年胶州湾水体透明度时空变化及影响因素研究 总被引：4，自引：1，他引：3
借助遥感技术能够获取长时序大范围数据的特点,利用1986-2017年的Landsat TM/ETM+/OLI影像,通过构建基于实测数据的定量反演模型,分析了32年来胶州湾海域水体透明度的时空分布特征和变化规律,并探究其主要影响因素。结果表明,年均水体透明度的变化范围为1.55~2.55m,且空间分布规律稳定,呈现东南高西北低的特点;季均水体透明度从高到低依次为冬季(2.09m)、春季(1.83 m)、秋季(1.82 m)、夏季(1.43 m)。利用气象数据及胶州湾流域的土地利用分类/景观格局数据,从自然环境和人类活动两方面分析影响胶州湾水体透明度时空分布的因素,发现胶州湾水体透明度与入海径流量、降水量存在显著的负相关关系,并受到近海养殖区破碎化程度和修建大型人工设施等人为因素的影响。 相似文献
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Based on the time-dependent mild slope equation including the effect of wave energy dissipation, an expression for the energy dissipation factor is derived in conjunction with the wave energy balance equation. The wave height of regular and irregular waves is numerically simulated by use of the parabolic mild slope equation considering the energy dissipation due to wave breaking. Comparison of numerical results with experimental data shows that the expression for the energy dissipation factor is reasonable. The effects of the wave breaking coefficient on the breaking point and the distribution of wave height after breaking are discussed through the study of a specific experimental topography. 相似文献
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This paper examines the influence of aSargassum forest on the pH distribution in a small cove facing Wakasa Bay. The diurnal changes in spatial distribution of density and pH were observed in May 1977 during the season of luxuriant seaweed growth, and in August 1977 during the season of little growth. The observations were made at three-hour intervals for 24 hr in May, and 9 hr in August. During the period of strong density stratification, the observed pH distributions were divided into two types: (1) lower pH inshore and higher offshore in the upper layer in the evening and early morning, and (2) higher pH inshore and lower offshore in the daytime. During the period of weak stratification, a homogeneous pH distribution was observed. The pH distribution influenced bySargassum forest during the season of luxuriant growth was different from that during the season of little growth. The process that brought these spatial distributions is discussed. From early dawn to forenoon during the season of luxuriant growth, the heavier water, produced inshore by cooling through nocturnal radiation, cascaded as a stable laminar flow under the lighter water remaining under canopies of the forest and detached floating seaweeds. Reaching the offshore lower layer, and co-acting with algal respiration, this cascade influenced pH distribution. Some dynamical parameters for the process of cascading are calculated and examined. 相似文献