2023年 第45卷 第2期
2023, 45(2): 1-12.
doi: 10.12284/hyxb2023001
摘要:
风涌浪分离是研究风浪、涌浪各自特性的基础，但受限于海浪谱数据的匮乏，基于海浪谱的风涌浪分离方法难以普及应用，有效的解决办法是采用波浪观测中容易获取的基本波要素进行风涌浪分离。现有方法无法利用基本波要素全面计算出风浪、涌浪的比例及其特征参数，为此本文将机器学习引入到风涌浪分离中，以多层感知器模型为基础，提出了一种利用基本波要素、风要素准确计算出风涌浪参数的方法。该方法需要每个测站提供至少466笔、建议766笔及以上的实测波浪数据作为训练样本，适用于台湾海峡3个测站，在计算精度上显著优于基于海浪频谱的传统风涌浪分离方法，可为本海域缺乏海浪谱的测站提供替代性的风涌浪计算方案，有助于扩大实测风涌浪资料的来源，进而加强风涌浪分布特性以及预警预报研究。
风涌浪分离是研究风浪、涌浪各自特性的基础，但受限于海浪谱数据的匮乏，基于海浪谱的风涌浪分离方法难以普及应用，有效的解决办法是采用波浪观测中容易获取的基本波要素进行风涌浪分离。现有方法无法利用基本波要素全面计算出风浪、涌浪的比例及其特征参数，为此本文将机器学习引入到风涌浪分离中，以多层感知器模型为基础，提出了一种利用基本波要素、风要素准确计算出风涌浪参数的方法。该方法需要每个测站提供至少466笔、建议766笔及以上的实测波浪数据作为训练样本，适用于台湾海峡3个测站，在计算精度上显著优于基于海浪频谱的传统风涌浪分离方法，可为本海域缺乏海浪谱的测站提供替代性的风涌浪计算方案，有助于扩大实测风涌浪资料的来源，进而加强风涌浪分布特性以及预警预报研究。
2023, 45(2): 13-26.
doi: 10.12284/hyxb2023045
摘要:
本文基于第3代海浪模式WAVEWATCH III （WW3）模拟的1996–2015年海浪后报数据，分析了南海北部有效波高及其极值的时空变化特征，并采用Pearson-III和Gumbel两种极值分布方法对该区极值波高重现期进行了估算。结果表明，南海北部有效波高的季节变化和空间分布与季风风场基本一致，呈现秋冬高春夏低，并自吕宋海峡西侧向西南降低的特征，与ERA5再分析数据结果高度相似。有效波高极值（简称极值波高）的时空分布特征受时间分辨率强烈影响，采用极值数据的分辨率越高（如逐小时），所展现的台风型波浪特征越显著。扣除季节变化信号后的有效波高和年极值波高均体现出较强的线性增高趋势，近20年升高的比例分别为7.7%和31.6%，值得警惕和关注。该区多年一遇极值波高存在若干个大值区，且与台风的路径、强度有直接联系，表明台风是引发该区域极端大浪的最主要机制。对比Pearson-III和Gumbel极值分布估算结果发现：若极值波高较低，频率随极值波高升高缓慢降低，此时两种极值分布的估算都比较准确，差异极小，可忽略不计；但当研究时间范围内，某年极值波高远超其他年份时，Pearson-III极值分布估算结果明显高于Gumbel极值分布估算结果，且更接近实际极值波高，即Pearson-III极值分布在此情况下表现更好。本研究表明对于特定海区，在出现超强台风引发极值波高远超出其他年份时，不同计算方法对极值波高的估算差异较大，会显著影响重现期的评估。此外，南海北部年极值波高的强烈增高趋势，也可能给计算未来极值波高重现期和海上工程防护带来不可忽视的影响。
本文基于第3代海浪模式WAVEWATCH III （WW3）模拟的1996–2015年海浪后报数据，分析了南海北部有效波高及其极值的时空变化特征，并采用Pearson-III和Gumbel两种极值分布方法对该区极值波高重现期进行了估算。结果表明，南海北部有效波高的季节变化和空间分布与季风风场基本一致，呈现秋冬高春夏低，并自吕宋海峡西侧向西南降低的特征，与ERA5再分析数据结果高度相似。有效波高极值（简称极值波高）的时空分布特征受时间分辨率强烈影响，采用极值数据的分辨率越高（如逐小时），所展现的台风型波浪特征越显著。扣除季节变化信号后的有效波高和年极值波高均体现出较强的线性增高趋势，近20年升高的比例分别为7.7%和31.6%，值得警惕和关注。该区多年一遇极值波高存在若干个大值区，且与台风的路径、强度有直接联系，表明台风是引发该区域极端大浪的最主要机制。对比Pearson-III和Gumbel极值分布估算结果发现：若极值波高较低，频率随极值波高升高缓慢降低，此时两种极值分布的估算都比较准确，差异极小，可忽略不计；但当研究时间范围内，某年极值波高远超其他年份时，Pearson-III极值分布估算结果明显高于Gumbel极值分布估算结果，且更接近实际极值波高，即Pearson-III极值分布在此情况下表现更好。本研究表明对于特定海区，在出现超强台风引发极值波高远超出其他年份时，不同计算方法对极值波高的估算差异较大，会显著影响重现期的评估。此外，南海北部年极值波高的强烈增高趋势，也可能给计算未来极值波高重现期和海上工程防护带来不可忽视的影响。
2023, 45(2): 27-41.
doi: 10.12284/hyxb2023013
摘要:
近20 a来，受高强度人类活动影响，珠江伶仃洋滩槽已发生远超自然过程的异变，其河口动力结构必然发生响应，影响物质输运过程。本研究利用三维水动力数值模型，探讨了伶仃洋河口小潮期余环流结构的变化特征及原因。结果表明：近20 a来伶仃洋底层余流强度提高，沿深槽上溯时向中滩偏转，易引起泥沙汇聚于此。中滩存在表层向西，底层向东的横向余环流结构，主要由非线性对流项和科氏力项驱动。中滩大规模采砂后引起对流项变化，造成余环流结构东移，表、底层余流增强，可加快表底层物质交换。西槽内存在表层向海、底层向陆的纵向余环流结构，主要由正压和斜压梯度力驱动。受浚深影响，向陆斜压梯度力和非线性对流项均增强，引起表层余流减小22%，而底层增大24%，这将削弱小潮期西槽内水体交换能力，即减慢物质输出，易造成西槽淤积、水环境恶化等影响。研究成果对研究人类活动干扰下的河口余环流结构及物质输运响应具有一定借鉴意义。
近20 a来，受高强度人类活动影响，珠江伶仃洋滩槽已发生远超自然过程的异变，其河口动力结构必然发生响应，影响物质输运过程。本研究利用三维水动力数值模型，探讨了伶仃洋河口小潮期余环流结构的变化特征及原因。结果表明：近20 a来伶仃洋底层余流强度提高，沿深槽上溯时向中滩偏转，易引起泥沙汇聚于此。中滩存在表层向西，底层向东的横向余环流结构，主要由非线性对流项和科氏力项驱动。中滩大规模采砂后引起对流项变化，造成余环流结构东移，表、底层余流增强，可加快表底层物质交换。西槽内存在表层向海、底层向陆的纵向余环流结构，主要由正压和斜压梯度力驱动。受浚深影响，向陆斜压梯度力和非线性对流项均增强，引起表层余流减小22%，而底层增大24%，这将削弱小潮期西槽内水体交换能力，即减慢物质输出，易造成西槽淤积、水环境恶化等影响。研究成果对研究人类活动干扰下的河口余环流结构及物质输运响应具有一定借鉴意义。
2023, 45(2): 42-50.
doi: 10.12284/hyxb2023011
摘要:
为了探究冰层侧向融化过程，定量分析影响冰层侧向融化的主导因素，在低温实验室水槽内实施了浮冰融化实验。同步测量了冰底面和表面生消过程、浮冰侧向融化过程，同时记录了实验室气温、冰样内部不同深度处的冰温及开阔水域不同深度处的水温，利用相关分析方法研究了不同要素之间的关系及其对浮冰侧向融化速率的影响规律。结果表明，融冰前期冰样内部不同深度处的侧向融化缓慢且均匀，平均融化速率为0.05 mm/h；融冰中后期不同深度处的侧向融化速率显著增加且不再均匀，平均融化速率为0.15 mm/h。平均侧向融化速率与气温的相关系数较好（r=0.82），优于其与平均水温（r=0.74）和水–冰温度差（r=0.48）的相关系数。建立侧向融化速率随温度（气温、水温）和深度变化的定量关系，可以准确描述浮冰侧向融化过程的非均匀性。同时验证了进行非均匀性侧向融化试验技术的可行性，为更加接近北极真实情况考虑风速和光源条件的海冰试验奠定了基础。
为了探究冰层侧向融化过程，定量分析影响冰层侧向融化的主导因素，在低温实验室水槽内实施了浮冰融化实验。同步测量了冰底面和表面生消过程、浮冰侧向融化过程，同时记录了实验室气温、冰样内部不同深度处的冰温及开阔水域不同深度处的水温，利用相关分析方法研究了不同要素之间的关系及其对浮冰侧向融化速率的影响规律。结果表明，融冰前期冰样内部不同深度处的侧向融化缓慢且均匀，平均融化速率为0.05 mm/h；融冰中后期不同深度处的侧向融化速率显著增加且不再均匀，平均融化速率为0.15 mm/h。平均侧向融化速率与气温的相关系数较好（r=0.82），优于其与平均水温（r=0.74）和水–冰温度差（r=0.48）的相关系数。建立侧向融化速率随温度（气温、水温）和深度变化的定量关系，可以准确描述浮冰侧向融化过程的非均匀性。同时验证了进行非均匀性侧向融化试验技术的可行性，为更加接近北极真实情况考虑风速和光源条件的海冰试验奠定了基础。
2023, 45(2): 51-61.
doi: 10.12284/hyxb2023029
摘要:
海表短波辐射收支是海–气界面能量交换的重要物理过程。本研究利用2019年南海北部夏季科考航次的走航观测数据，评估了ERA5再分析数据的海表短波辐射通量收支。结果表明，ERA5的向下短波辐射相比观测偏小，11时和15时（北京时间）的偏差最大，可达−100 W/m2 。与此同时，ERA5的海表反照率整体偏低，其中高太阳高度角时段偏差较小，约为−0.03，低太阳高度角时段偏差较大，约为−0.15。向下短波辐射和反照率的偏差共同造成ERA5白天平均海表净短波辐射通量比观测偏小约25.4 W/m2；其中，反照率低估抵消了约50%向下短波辐射偏差的贡献。研究表明，在不同大气透射率情况下，ERA5的海表辐射收支偏差存在不同表现。ERA5海表反照率的低估可能与其采用的参数化方案在南海北部的适用性不足有关。基于观测本研究也给出了一个简单的参数优化方案。
海表短波辐射收支是海–气界面能量交换的重要物理过程。本研究利用2019年南海北部夏季科考航次的走航观测数据，评估了ERA5再分析数据的海表短波辐射通量收支。结果表明，ERA5的向下短波辐射相比观测偏小，11时和15时（北京时间）的偏差最大，可达−100 W/m2 。与此同时，ERA5的海表反照率整体偏低，其中高太阳高度角时段偏差较小，约为−0.03，低太阳高度角时段偏差较大，约为−0.15。向下短波辐射和反照率的偏差共同造成ERA5白天平均海表净短波辐射通量比观测偏小约25.4 W/m2；其中，反照率低估抵消了约50%向下短波辐射偏差的贡献。研究表明，在不同大气透射率情况下，ERA5的海表辐射收支偏差存在不同表现。ERA5海表反照率的低估可能与其采用的参数化方案在南海北部的适用性不足有关。基于观测本研究也给出了一个简单的参数优化方案。
2023, 45(2): 139-150.
doi: 10.12284/hyxb2023003
摘要:
在2004–2019年间，人类通过大规模围填海以及陆源排污等活动对钦州湾造成了不可逆转的深远影响。本文基于卫星遥感影像和海图资料，利用非结构网格有限体积海洋模型建立的高精度钦州湾水动力–水质模型，分析了十几年来人类活动的累积效应对钦州湾水质的影响。受围填海和陆源排污两者的影响，钦州湾内化学需氧量（COD）的浓度略有下降（0.976 mg/L下降到0.909 mg/L），但湾内无机氮（DIN）和无机磷（DIP）的浓度分别从0.146 mg/L和0.023 mg/L增加到0.230 mg/L和0.027 mg/L，无机氮的浓度增加较为显著；统计结果表明，湾内超四类水质海域面积和重度富营养化水域面积大幅度增加，水质环境状况不容乐观。此外根据钦州湾内排污的特点，利用分担率法计算了不同时期下钦州湾的环境容量，结果表明湾内排污量远超最大允许排污量，茅岭江、钦江两条河流的排污量亟需削减；由于围填海导致的海湾面积减小和水交换能力降低，钦州湾环境容量较2008年有明显下降。对茅尾海局部采用排海通量最优法的计算表明，茅岭江应当分担比钦江更多的排污量，才能有利于茅尾海内的水质改善。通过估算发现双重人为压力共同对钦州湾造成了约每年26.95亿元的环境容量价值损失，因此在开发利用海洋前应慎重考虑环境容量损失的补偿方案。
在2004–2019年间，人类通过大规模围填海以及陆源排污等活动对钦州湾造成了不可逆转的深远影响。本文基于卫星遥感影像和海图资料，利用非结构网格有限体积海洋模型建立的高精度钦州湾水动力–水质模型，分析了十几年来人类活动的累积效应对钦州湾水质的影响。受围填海和陆源排污两者的影响，钦州湾内化学需氧量（COD）的浓度略有下降（0.976 mg/L下降到0.909 mg/L），但湾内无机氮（DIN）和无机磷（DIP）的浓度分别从0.146 mg/L和0.023 mg/L增加到0.230 mg/L和0.027 mg/L，无机氮的浓度增加较为显著；统计结果表明，湾内超四类水质海域面积和重度富营养化水域面积大幅度增加，水质环境状况不容乐观。此外根据钦州湾内排污的特点，利用分担率法计算了不同时期下钦州湾的环境容量，结果表明湾内排污量远超最大允许排污量，茅岭江、钦江两条河流的排污量亟需削减；由于围填海导致的海湾面积减小和水交换能力降低，钦州湾环境容量较2008年有明显下降。对茅尾海局部采用排海通量最优法的计算表明，茅岭江应当分担比钦江更多的排污量，才能有利于茅尾海内的水质改善。通过估算发现双重人为压力共同对钦州湾造成了约每年26.95亿元的环境容量价值损失，因此在开发利用海洋前应慎重考虑环境容量损失的补偿方案。
2023, 45(2): 62-73.
doi: 10.12284/hyxb2023017
摘要:
为阐明珠三坳陷西北部珠江组一段上亚段浅海陆架砂体成因机制，综合地质与地球物理数据，首先搭建了五级层序地层格架，并以此为约束，开展浅海陆架砂体识别与定量描述，剖析其时空演化规律，进而讨论其成因机制。结果表明：（1）研究区珠江组一段上亚段可划分为4个五级层序，自下向上编号为FS4、FS3、FS2与FS1；（2）研究区发育潮流沙脊与滨外沙坝两种类型陆架砂体，两者整体呈NW−SE向展布，潮流沙脊主要分布于研究区西部，滨外沙坝则集中于东部；（3）FS4、FS3与FS2 3个五级层序中，潮流沙脊与滨外沙坝均呈现较大规模与较多数量，最上部FS1五级层序中，规模与数量达到最小；（4）沉积基准面（水动力）、同沉积地貌、沉积物碎屑供给等因素共同影响了潮流沙脊与滨外沙坝的发育规模、展布特征与时空演化规律等，综合构成了珠三坳陷西北部浅海陆架砂体的成因机制。
为阐明珠三坳陷西北部珠江组一段上亚段浅海陆架砂体成因机制，综合地质与地球物理数据，首先搭建了五级层序地层格架，并以此为约束，开展浅海陆架砂体识别与定量描述，剖析其时空演化规律，进而讨论其成因机制。结果表明：（1）研究区珠江组一段上亚段可划分为4个五级层序，自下向上编号为FS4、FS3、FS2与FS1；（2）研究区发育潮流沙脊与滨外沙坝两种类型陆架砂体，两者整体呈NW−SE向展布，潮流沙脊主要分布于研究区西部，滨外沙坝则集中于东部；（3）FS4、FS3与FS2 3个五级层序中，潮流沙脊与滨外沙坝均呈现较大规模与较多数量，最上部FS1五级层序中，规模与数量达到最小；（4）沉积基准面（水动力）、同沉积地貌、沉积物碎屑供给等因素共同影响了潮流沙脊与滨外沙坝的发育规模、展布特征与时空演化规律等，综合构成了珠三坳陷西北部浅海陆架砂体的成因机制。
2023, 45(2): 74-84.
doi: 10.12284/hyxb2023021
摘要:
受限于海洋动力条件的复杂性，基于陆架泥质沉积重建的古气候或古环境一直存在争议。为此，本文在北黄海地区沿沉积物输运路径采集3根柱样，通过沉积物粒度及其端元组分和基于器测数据的东亚冬季风指数和黄海暖流强度，分析了不同泥区沉积物粒度端元组分对冬季风暴和黄海暖流变化的响应机理和强度，揭示了上述变化在不同区域产生的沉积效应。结果表明，近百年以来黄河远端泥北支的沉积物组分变化受到了自然因素和人类活动的共同影响。1980年以后，人类活动对黄河沉积物入海通量及其组成的影响开始增强，并掩盖了自然演化信息。而1980年以前，不同泥区的不同端元组分对冬季风暴和黄海暖流的响应机理和强度存在差异，具有显著的区域沉积效应：粗端元组分受冬季风暴强度变化主导，能够反映山东半岛北岸跨锋面物质输运强度的变化；细端元组分受到黄海暖流强度变化主导，反映沉积物从北黄海西部泥区到辽东半岛东岸泥区的输运过程。上述结论说明，虽然粒度是表征古气候和古环境变化的重要标志物，但应根据不同泥区沉积物来源和沉积动力环境的特点，谨慎选择敏感端元组分，正确地使用粒度指标。
受限于海洋动力条件的复杂性，基于陆架泥质沉积重建的古气候或古环境一直存在争议。为此，本文在北黄海地区沿沉积物输运路径采集3根柱样，通过沉积物粒度及其端元组分和基于器测数据的东亚冬季风指数和黄海暖流强度，分析了不同泥区沉积物粒度端元组分对冬季风暴和黄海暖流变化的响应机理和强度，揭示了上述变化在不同区域产生的沉积效应。结果表明，近百年以来黄河远端泥北支的沉积物组分变化受到了自然因素和人类活动的共同影响。1980年以后，人类活动对黄河沉积物入海通量及其组成的影响开始增强，并掩盖了自然演化信息。而1980年以前，不同泥区的不同端元组分对冬季风暴和黄海暖流的响应机理和强度存在差异，具有显著的区域沉积效应：粗端元组分受冬季风暴强度变化主导，能够反映山东半岛北岸跨锋面物质输运强度的变化；细端元组分受到黄海暖流强度变化主导，反映沉积物从北黄海西部泥区到辽东半岛东岸泥区的输运过程。上述结论说明，虽然粒度是表征古气候和古环境变化的重要标志物，但应根据不同泥区沉积物来源和沉积动力环境的特点，谨慎选择敏感端元组分，正确地使用粒度指标。
2023, 45(2): 85-97.
doi: 10.12284/hyxb2023025
摘要:
本研究旨在揭示九龙江口潮滩有机质含量及其来源的时空分异规律，寻找有效识别潮滩沉积环境的有机碳指标，以便更好地将有机碳应用于河口沉积微相识别和古环境研究。在九龙江口潮滩不同地貌单元，于夏季和冬季采集41个表层沉积物，进行粒度、总有机碳（TOC）、总氮（TN）和稳定碳同位素（δ13C）测试。结果显示：从高潮滩至低潮滩，沉积物粒度逐渐变粗，TOC、TN和C/N变小，δ13C值偏正。高潮滩有机质来源以陆源和红树林贡献为主，中潮滩以海源和互花米草贡献为主，低潮滩以海源贡献为主。九龙江口潮滩有机质的分布和来源受控于河口陆海相互作用的季节变化、潮滩沉积动力分异和潮滩植被分布。高潮滩与中–低潮滩之间，TOC存在显著性差异，TN、δ13C存在极显著性差异，因此参数组合TOC、TN和δ13C可作为高潮滩与中–低潮滩的有效判别指标。
本研究旨在揭示九龙江口潮滩有机质含量及其来源的时空分异规律，寻找有效识别潮滩沉积环境的有机碳指标，以便更好地将有机碳应用于河口沉积微相识别和古环境研究。在九龙江口潮滩不同地貌单元，于夏季和冬季采集41个表层沉积物，进行粒度、总有机碳（TOC）、总氮（TN）和稳定碳同位素（δ13C）测试。结果显示：从高潮滩至低潮滩，沉积物粒度逐渐变粗，TOC、TN和C/N变小，δ13C值偏正。高潮滩有机质来源以陆源和红树林贡献为主，中潮滩以海源和互花米草贡献为主，低潮滩以海源贡献为主。九龙江口潮滩有机质的分布和来源受控于河口陆海相互作用的季节变化、潮滩沉积动力分异和潮滩植被分布。高潮滩与中–低潮滩之间，TOC存在显著性差异，TN、δ13C存在极显著性差异，因此参数组合TOC、TN和δ13C可作为高潮滩与中–低潮滩的有效判别指标。
2023, 45(2): 98-109.
doi: 10.12284/hyxb2023005
摘要:
前人已开展了大量的关于图解法和矩值法数值结果的相关性分析和相互转换方程的确定工作，但针对定性结果的对比仍较为罕见。本文选取了琼州海峡两岸15个海滩22条断面105个表层沉积物为典型研究对象，分别采用Folk和Ward图解法和Friedman矩值法获取粒度参数结果，构建定量结果的回归关系和对比定性结果的异同。结合前人的研究成果，本文进一步探讨了两种方法结果的可对比性，并分析两种方法的方法差异对沉积物粒度信息提取及使用造成的可能影响。研究结果表明：（1）就定量结果而言，图解法和矩值法计算的平均粒径和分选系数具有强相关性（R2 ≥ 0.951），而偏态和峰态则表现为中等相关（R2 = 0.586）和不相关（R2 = 0.011），表明图解法和矩值法计算粒度参数定量结果之间的相关性并不稳定，这与前人的研究结果基本一致；（2）就定性结果而言，图解法和矩值法的结果之间存在较大偏差，分选系数、偏态和峰态不一致的占比分别达30.48%、55.24%和71.43%，这与定量结果的相关性存在一定程度的偏差，表明定量结果的相关性程度并不能完全用于指示定性术语结果的一致性程度。鉴于最大化地揭示沉积物的差异是粒度参数分析方法追寻的目标，在选择何种方法计算粒度参数时需充分考虑沉积物粒径概率分布曲线的特征。本文提供了一个以海滩沉积物为研究对象的图解法和矩值法粒度参数结果对比的典型案例，研究结果有助于提升对粒度参数分析方法的差异、原因和科学使用等方面的认识。
前人已开展了大量的关于图解法和矩值法数值结果的相关性分析和相互转换方程的确定工作，但针对定性结果的对比仍较为罕见。本文选取了琼州海峡两岸15个海滩22条断面105个表层沉积物为典型研究对象，分别采用Folk和Ward图解法和Friedman矩值法获取粒度参数结果，构建定量结果的回归关系和对比定性结果的异同。结合前人的研究成果，本文进一步探讨了两种方法结果的可对比性，并分析两种方法的方法差异对沉积物粒度信息提取及使用造成的可能影响。研究结果表明：（1）就定量结果而言，图解法和矩值法计算的平均粒径和分选系数具有强相关性（R2 ≥ 0.951），而偏态和峰态则表现为中等相关（R2 = 0.586）和不相关（R2 = 0.011），表明图解法和矩值法计算粒度参数定量结果之间的相关性并不稳定，这与前人的研究结果基本一致；（2）就定性结果而言，图解法和矩值法的结果之间存在较大偏差，分选系数、偏态和峰态不一致的占比分别达30.48%、55.24%和71.43%，这与定量结果的相关性存在一定程度的偏差，表明定量结果的相关性程度并不能完全用于指示定性术语结果的一致性程度。鉴于最大化地揭示沉积物的差异是粒度参数分析方法追寻的目标，在选择何种方法计算粒度参数时需充分考虑沉积物粒径概率分布曲线的特征。本文提供了一个以海滩沉积物为研究对象的图解法和矩值法粒度参数结果对比的典型案例，研究结果有助于提升对粒度参数分析方法的差异、原因和科学使用等方面的认识。
2023, 45(2): 110-117.
doi: 10.12284/hyxb2023015
摘要:
为向拟建、在建和已建冰区所有冷源取水工程海域的海冰环境监测和动态风险预警提供技术支撑，本文构建了海冰–海洋耦合条件下的拉格朗日粒子追踪预测模型，并以辽东湾某核电站取水口为例，模拟并探讨了寒潮天气下高风险冰块在24 h、48 h和72 h的运移轨迹及其进入取水口的概率。结果表明，由于取水口的走向与流向和风向几乎垂直，因此在口门外随机释放的1 200个高风险冰块粒子中只有不到6%的粒子进入到取水口内。通过分区域标识粒子颜色，发现这些粒子多来自于靠近取水口300 m范围内。敏感性分析的结果表明，当释放粒子数量增至5倍时，结论不变。该项研究为冷源取水安全预警提供了一种新方法。
为向拟建、在建和已建冰区所有冷源取水工程海域的海冰环境监测和动态风险预警提供技术支撑，本文构建了海冰–海洋耦合条件下的拉格朗日粒子追踪预测模型，并以辽东湾某核电站取水口为例，模拟并探讨了寒潮天气下高风险冰块在24 h、48 h和72 h的运移轨迹及其进入取水口的概率。结果表明，由于取水口的走向与流向和风向几乎垂直，因此在口门外随机释放的1 200个高风险冰块粒子中只有不到6%的粒子进入到取水口内。通过分区域标识粒子颜色，发现这些粒子多来自于靠近取水口300 m范围内。敏感性分析的结果表明，当释放粒子数量增至5倍时，结论不变。该项研究为冷源取水安全预警提供了一种新方法。
2023, 45(2): 118-129.
doi: 10.12284/hyxb2023009
摘要:
海底地理实体的划定与命名是当前国际海洋权益领域的热点研究问题之一。然而，由于海底地理实体边界的量化界定技术缺乏，导致其界线确定不可避免地存在人为性，为此，本文提出了一种基于D-P算法和最优路径的海底地理实体边界划定方法。将高分辨率水深模型转换为二维水深矩阵，从横向与纵向进行剖面分析，采用极值点简化和D-P算法进行二次简化的方法，通过坡度变化定位和基部高程定位等基本条件综合判断，从而实现了单体海山的山体与其基部的自动划分；在此基础上，采用路径寻优的方法实现了连体型海山的自动分割。该方法在南海海底地理实体划定中进行了验证，取得了良好的应用效果。
海底地理实体的划定与命名是当前国际海洋权益领域的热点研究问题之一。然而，由于海底地理实体边界的量化界定技术缺乏，导致其界线确定不可避免地存在人为性，为此，本文提出了一种基于D-P算法和最优路径的海底地理实体边界划定方法。将高分辨率水深模型转换为二维水深矩阵，从横向与纵向进行剖面分析，采用极值点简化和D-P算法进行二次简化的方法，通过坡度变化定位和基部高程定位等基本条件综合判断，从而实现了单体海山的山体与其基部的自动划分；在此基础上，采用路径寻优的方法实现了连体型海山的自动分割。该方法在南海海底地理实体划定中进行了验证，取得了良好的应用效果。
2023, 45(2): 130-138.
doi: 10.12284/hyxb2023007
摘要:
在多波束测深中，温盐深剖面数据的准确性对测量精度起到非常重要的作用，而在实际测量中，温盐深误差又不可避免地存在。为了分析温盐深变化对波束脚印坐标的影响规律并将其影响值量化，本文在声速剖面间接测量数据的基础上，选择精度较高、适应性较强的声速经验公式推导其误差公式，计算温盐深变化所引起的声速误差值，并且在常梯度声线跟踪模型的基础上推导出声波旅行轨迹的水平位移和垂直位移误差公式，然后结合声速剖面计算出声速误差对波束脚印坐标的影响程度。实验结果表明，温度变化对声速的影响最大，盐度和深度依序次之；温度、盐度、深度3个参量的变化引起波束脚印Z坐标的变化量均大于X、Y坐标，最高可达变化前深度的0.6%。温度和盐度的变化引起的三轴坐标值变化量随入射角的增大而减小，而深度变化引起的三轴坐标值变化量几乎不随入射角的变化而变化。本文研究结果可为温盐深误差对多波束测深精度评估工作提供借鉴作用。
在多波束测深中，温盐深剖面数据的准确性对测量精度起到非常重要的作用，而在实际测量中，温盐深误差又不可避免地存在。为了分析温盐深变化对波束脚印坐标的影响规律并将其影响值量化，本文在声速剖面间接测量数据的基础上，选择精度较高、适应性较强的声速经验公式推导其误差公式，计算温盐深变化所引起的声速误差值，并且在常梯度声线跟踪模型的基础上推导出声波旅行轨迹的水平位移和垂直位移误差公式，然后结合声速剖面计算出声速误差对波束脚印坐标的影响程度。实验结果表明，温度变化对声速的影响最大，盐度和深度依序次之；温度、盐度、深度3个参量的变化引起波束脚印Z坐标的变化量均大于X、Y坐标，最高可达变化前深度的0.6%。温度和盐度的变化引起的三轴坐标值变化量随入射角的增大而减小，而深度变化引起的三轴坐标值变化量几乎不随入射角的变化而变化。本文研究结果可为温盐深误差对多波束测深精度评估工作提供借鉴作用。
Email alert
RSS
