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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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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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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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由于存在极高的初级生产和高效的碳代谢速率, 珊瑚礁海域二氧化碳(CO2)的汇/源属性仍存有争议。为明晰中国典型珊瑚礁海域CO2的汇源属性及驱动因素, 作者基于2022年11月(秋季)和2023年2月(冬季)在深圳杨梅坑海域的调查结果并结合室内培养实验所获得的数据, 探究了枯水季节典型亚热带珊瑚礁海水二氧化碳分压(pCO2)的分布特征及主要控制机制。结果表明, 调查期间pCO2的变化较大, 其范围为233.3~465.3 μatm。秋季表现为大气CO2的汇, CO2吸收通量为1.66±0.41 mmol C/(m2/d);冬季表现为大气CO2的弱源, 其释放通量为0.36±0.17 mmol C/(m2/d)。调查期间(枯水季)杨梅坑海域受淡水输入的影响较小, 季节性温度影响下的生物过程是驱动pCO2变化的关键因素, 其贡献pCO2总变化量的73.6%(表层)和66.5%(底层)。其中, 浮游植物光合作用的季节差异是导致海水CO2汇源转变的主要成因, 而微生物呼吸作用的影响甚微。相比较, 物理过程(CO2海-气交换、温度和盐度变化)对pCO2的影响相对较小, 其作用结果远低于生物过程。此外, 珊瑚的代谢活动对杨梅坑局部海域pCO2分布产生一定影响, 造成礁区pCO2值高于非礁区。因此, 海气CO2通量估算中不能忽视局部海域珊瑚代谢作用的影响。 相似文献
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根据Kjeldsen对畸形波的定义：波高大于有效波高的2倍（H/H1/3＞2），基于实测波浪资料，统计分析了江苏射阳海域和广东南澳海域的畸形波个数和波浪要素。江苏射阳海域畸形波发生概率为0.005 7%，广东南澳海域畸形波发生概率为0.007%。用Rayleigh分布、双参数Weibull 分布和MER分布对实测数据得到的特征波高进行了拟合，研究了海域内畸形波发生的概率分布。拟合结果表明：MER分布更适合描述两个海域畸形波的发生概率，两个海域畸形波的发生概率均高于Rayleigh分布和Weibull分布。在测量数据期间，台风在海域过境可能增加畸形波的发生概率；同时两个海域的双峰谱占比为22.7%和5.8%，可能也是导致畸形波发生概率增加的原因之一。 相似文献
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东海中北部海域秋季表层海水中无机碳与海气界面碳的迁移 总被引：2，自引：0，他引：2
基于2010 年11 月对长江口外东海中北部海域的综合调查, 系统研究了该海域的无机碳体系参数的分布特征、海?气界面二氧化碳通量及其影响因素。研究结果表明, 该海域秋季溶解无机碳(DIC)高值区主要出现在调查海域东北部及长江口附近海域, 而调查海域南部DIC 含量较少且变化平缓, 其主要是受台湾东部流向东北方向的黑潮支流及长江冲淡水的影响; 表层海水CO2分压(pCO2)值变化范围为40.8～63.5 Pa, 呈现沿黑潮支流流入方向由东南向西北逐渐增高的趋势。秋季表层海水pCO2与温度(T)、盐度(S)有较好的负相关性, 说明海水温度升高和盐度增加, pCO2降低, 反之亦然。另外, 通过估算得出, 秋季CO2海-气交换通量为2.69～33.66 mmol/(m2·d), 平均值为(14.35 ± 7.06 )mmol/(m2·d),其在长江口邻近海域相对较大, 而在调查海域南部相对较小; 2010 年秋季水体向大气释放CO2的量(以碳计)为(2.35 ± 1.16)×104 t/d, 是大气CO2较强的源, 说明东海中北部海域秋季总体上是CO2的源。 相似文献
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当渔业资源出现衰退时,加强资源增殖放流以养护渔业资源、提高渔业产量对于渔业资源可持续利用具有重要意义;与此同时,增殖放流的实施会对基于资源开发与管理的评估的结果产生影响。基于2001~2015年间东海北部海域三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)渔业数据,采用增殖剩余产量模型,对东海北部海域三疣梭子蟹的最大可持续产量(MSY)及取得MSY时所需捕捞努力量(EMSY)和原存生物量(BMSY)进行了评估,并与传统Schaefer模型评估结果进行了比较。结果表明,当年增殖放流量约在3×106~95×106尾之间时,三疣梭子蟹年产量逐渐增加, MSY在14.2×104 t和14.6×104 t之间, EMSY基本在15×104吨位左右。增殖放流量增加,其对应的MSY也越高,能承受的EMSY也越高(从15×104~15.4×104吨位之间),相反BMSY则减小(从188.4×104 t降至186.6×104 t)。与传统的Schaefer模型评估结果相比,增殖剩余产量模型由于考虑了增殖放流生物量的因素,得到了MSY和EMSY有所增加,而BMSY有所下降的结论。研究结果有望为该研究海域三疣梭子蟹可持续地捕捞、放流与管理提供科学依据。 相似文献
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基于2018年5月胶州湾海域共计20个站位所获取的生物及环境数据，研究胶州湾大型底栖生物多样性以及群落结构特征。调查海域共发现大型底栖生物208种，大型底栖生物总平均丰度和生物量分别为2 654.38 ind./m2和1 024.512 2 g/m2，大型底栖生物物种数、丰度和生物量均呈现北部高、南部低的分布趋势；调查海域优势种以多毛类为主，IRI值最高的物种为菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum；香农维纳指数与ABC曲线均表明调查海域底栖生态环境整体清洁；在40%相似性水平上，可将调查海域大型底栖生物划分为4个群落；底温和底盐影响调查海域大型底栖生物丰度分布。 相似文献
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辐射传输模式HydroLight是研究水体辐射传输特性的有效工具,同时也是进行石油类水体辐射传输特性的有效模型。本文基于2018年8月在辽宁大连港海域实测的石油类污染水体的表观及固有光学量数据,通过设置不同浓度的配比模拟试验,利用HydroLight对油类物质和藻类物质的单一组分和两者混合水体的遥感反射比（remote sensing reflectance,Rrs）光谱进行了模拟。模拟结果表明：（1）在仅含油类物质单一组分的水体中,Rrs随着油浓度Coil的变化分为两个特征波段：400~480 nm和480~700 nm。在400~480 nm波段范围内Rrs随Coil的增加而减小,在480~700 nm随Coil的增大而增大;（2）在仅含藻类物质的单一成分水体中,叶绿素的光谱特性需要其浓度Cchl达到一定值才能表现出来,在低Cchl时的Rrs光谱特性反映为纯水的光谱特性;（3）在油藻混合水体中,随Coil的增加会增大叶绿素的Rrs,但不会明显改变叶绿素的Rrs随波长的变化趋势,这说明油藻混合水体的光谱形状主要受叶绿素的影响,油类物质的存在只改变光谱的量值。利用HydroLight对石油类污染水体的Rrs展开研究,有助于丰富水色遥感基础研究,对完善各类水体生物光学模型研究具有重要的理论意义。 相似文献
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瓯江口是一个径流量变化剧烈的强潮河口。本文基于非结构网格FVCOM模型，建立瓯江口海域大范围三维数学模型，研究不同时间尺度（潮周期、大-小潮）的盐度变化，并利用势能异常动力方程对数值模拟结果分析了瓯江口层化过程的动力机制。同时，利用河口Ri数和层化参数△s/<s>研究了不同时间尺度的层化稳定性及其空间变化，得出决定层化状态的潮差和径流量的阈值。结果显示：瓯江北口上段、中段和口门在潮差分别超过3.8m、4.0m和4.6m时呈完全混合状态。当径流量小于280 m3/s或大于510 m3/s，北口上段持续完全混合；而在口门附近，完全混合和层化的临界径流量约为280 m3/s。研究认为瓯江河口北口存在周期性的层化，北口下段在落潮和涨潮初期呈部分混合状态，而其它时段为完全混合。上段只在落潮初期存在层化。层化增强主要是纵向对流与横向速度剪切导致，而湍混合和纵向潮应力是层化减弱的主要因素。 相似文献
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An analytically derived whitecap coverage model 总被引：3，自引：0，他引：3
Ａｎａｎａｌｙｔｉｃａｌｌｙｄｅｒｉｖｅｄｗｈｉｔｅｃａｐｃｏｖｅｒａｇｅｍｏｄｅｌ￥ＸｕＤｅｌｕｎａｎｄＬｉｕＷｅｎｔｏｎｇ（ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＯｃｅａｎｏｇｒａｐｈｙ，ＯｃｅａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＱｉｎｇｄａｏ，Ｑｉｎ... 相似文献
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More and more researches show that neither the critical downward acceleration nor the critical slope of water waves is a universal constant. On the contrary, they vary with particular wave conditions. This fact moders the models either for the probability of wave breaking B or for the whitecap coverage W based on these criteria difficult to apply. In this paper and the one which follows we seek to develop models for the prediction of both B and W based on the kinematical criterion. First, several joint probabihstic distribution functions (PDFs) of wave characteristics are derived, based on which the breaking properties B and W are estimated. The estimation is made on the assumption that a wave breaks ff the horizontal velocity of water particles at its crest exceeds the local wave celerity, and whitecapping occurs in regions of fluid where water particles travel faster than the waves. The consequent B and W depend on wave spectral moments of orders 0 to 4.Then the JONSWAP spectrum is used to represent the fetch-limited sea waves in deep water, so as to relate the probahility of wave breaking and the whitecap coverage with wind parameters. To this end, the time-averaging technique proposed by Glazman (1986) is applied to the estimation of the spectral moments involved, and furthermore, the theoretical models are compared with available observations collected from published literature. From the comparison, the averaging time scale is determined. The final models show that the probability of wave breaking as well as the whitecap coverage depends on the dimensionless fetch. The agreement between these models and the database is reasonable. 相似文献
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Based on the nonlinear model of two-dimensional random sea waves, a statistical distribution of wave surface slope exact to the third order is derived by using the expansion of the characteristic function and direct calculations of each order moment. Based on the distribution of wave surface slope derived in this paper, a whitecap coverage is proposed by using the limit surface slope as a criterion of wave breaking. The whitecap coverage expressed by the model depends on three parameters which can be determined in principle by the linear wave spectrum and three kinds of wave-wave interaction. 相似文献
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基于海浪模式WAVEWATCH Ⅲ模拟北太平洋海浪要素,结合NDBC浮标资料进行验证,发现模拟出的有效波高与浮标测量值具有很好的一致性。基于改进型白冠覆盖率耗散模型,利用海浪模式模拟出的有效波高、有效波周期和摩擦速度等海浪要素计算出单位面积水柱内因海浪破碎产生的湍动能通量。通过改变环流模式sbPOM湍动能方程的上边界条件,引入海浪破碎产生的湍动能通量,并探究海浪破碎对北太平洋海表面温度模拟的影响。研究表明,由于海浪破碎的引入,环流模式sbPOM对北太平洋海表面温度模拟的准确程度得到提升,这为大气模式提供一个准确的北太平洋下边界条件具有重要意义。 相似文献
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The paper considers the effects of wave age and air stability on the whitecap coverage at sea. This is made by using the logarithmic mean wind velocity profile including a stability function as well as adopting a recent wave age dependent sea surface roughness formula. The results are valid for wind waves in local equilibrium with the steady wind. Examples of results demonstrate clear effects of wave age and air stability on the whitecap coverage. Comparisons are also made with field measurements by Sugihara et al. [Sugihara, Y., et al., 2007. Variation of whitecap coverage with wave-field conditions. J. Mar. Syst. 66, 47–60], representing unstable air stability conditions. Although the data basis is limited, the wave age independent Charnock sea roughness based predictions capture the main features of the observed whitecap coverage, suggesting a stronger dependence on air stability than on wave age in the data. 相似文献
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Xu Delun Yu Dingyong Lu Hongmin Professor Physical Oceanography Laboratory Ocean University of Qindao Qingdao Associate Professor Engineering School Ocean University of Qindao Qingdao Senior Engineer Physical Oceanography Laboratory Ocean University of Qingdao Qingdao 《中国海洋工程》1998,(1)
Using the limit surface slope as a criterion of wave breaking,a simple model for estimatingthe spatial fraction of breaking surface of sea at an instant,which is regarded as the whitecap coverge inthis paper,is analytically derived from the probability density of surface slope based on Gaussianstatistics.The resulting fraction is found depending on the fourth moment of wave spectum,m_4,as well asthe critical threshold of surface slope.By expressing the fourth moment in terms of the Neumannspectrum,a formula linking the fraction and wind speed for fully developed sea states is obtianed.Anotherformula relating the fraction to both wind speed and fetch(or duration)is achieved by expressing m_4 interms of the Krylov spectrum and applying the empirical relationships used in the SMB ocean wave pre-dicting technique.A comparison between these results and the field data of whitecap coverage collected byMonahan and O＇Muircheartuigh shows an encouraging agreement. 相似文献