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河口水流结构分解及斜压M4分潮流探讨

李谊纯 刘金贵 仉天宇 陆莎莎

李谊纯,刘金贵,仉天宇,等. 河口水流结构分解及斜压M4分潮流探讨[J]. 海洋学报,2022,44(10):1–9 doi: 10.12284/hyxb2022198
引用本文: 李谊纯,刘金贵,仉天宇,等. 河口水流结构分解及斜压M4分潮流探讨[J]. 海洋学报,2022,44(10):1–9 doi: 10.12284/hyxb2022198
Li Yichun,Liu Jingui,Zhang Tianyu, et al. Flow structure decomposition and baroclinic M4 constituent current exploration in estuarine zone[J]. Haiyang Xuebao,2022, 44(10):1–9 doi: 10.12284/hyxb2022198
Citation: Li Yichun,Liu Jingui,Zhang Tianyu, et al. Flow structure decomposition and baroclinic M4 constituent current exploration in estuarine zone[J]. Haiyang Xuebao,2022, 44(10):1–9 doi: 10.12284/hyxb2022198

河口水流结构分解及斜压M4分潮流探讨

doi: 10.12284/hyxb2022198
基金项目: 国家自然科学基金(41976200);广东海洋大学科研启动经费(060302032106);广东省普通高校创新团队项目(2019KCXTF021);广东省冲一流专项(080503032101-231420003)。
详细信息
    作者简介:

    李谊纯(1977-),男,河北省乐亭县人,从事河口海岸动力学、物质输运过程研究。E-mail: ychlee@163.com

    通讯作者:

    刘金贵,副教授,主要从事河口海岸动力学、泥沙运动和近海生态动力学模型研究。E-mail: jinguiliu1981@hotmail.com

    仉天宇,教授,主要从事风暴潮过程等海洋灾害防灾减灾研究。E-mail: zhaangty@sina.com

  • 中图分类号: P731.21

Flow structure decomposition and baroclinic M4 constituent current exploration in estuarine zone

  • 摘要: 河口水流是河口生态环境、河道演变、物质输运等物理过程的根本动力。由于径流、潮波、地形以及气象等因素的影响,河口水流呈现复杂的三维结构。其中既包括淡水注入形成的余流,也包括周期性的潮流、风生流、斜压流及河口非线性作用导致的流动等。为探究河口水流的组成及其潮内变化,基于瓯江口实测资料,利用主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)法对河口水流进行分解,探讨了PCA法对河口水流的分解性能及斜压分潮流的高频特征。研究认为,PCA法在河口水流结构研究中既可采用原始数据操作亦可用标准化的数据进行计算。PCA法可分解出斜压成分(河口重力环流型结构),但不能将正压成分(径流和潮流)分开,径流和潮流二者综合作用的结果体现在主成分的得分之中。主成分的取舍应根据水流结构和累计解释方差综合判断,不宜仅依据累计解释方差。河口斜压流动具有明显的高频特征,近似呈1/4日分潮的周期。
  • 图  1  理想水流的分离

    Fig.  1  Separation of idealized estuarine current

    图  2  瓯江口测点及流速

    Fig.  2  Measurement sites and velocity in the Oujiang River Estuary

    图  3  瓯江口流速测点的余流成分

    红色、蓝色分别表示第一、二主成分

    Fig.  3  Residual currents of measurement sites in the Oujiang River Estuary

    Red and blue lines mark the first and second principal component, respectively

    图  4  第一(S1)、第二(S2)主成分得分随时间的变化

    Fig.  4  Temporal variations of scores of the first principal component (S1) and second principal component (S2)

    图  5  瓯江口流速测点M4分潮的调和常数特征

    Fig.  5  Characteristics of harmonic constants of M4 constituent in the Oujiang River Estuary

    表  1  瓯江口流速测点PCA的主成分累计解释方差(%)

    Tab.  1  PCA cumulative variance (%) of velocity measurement sites in the Oujiang River Estuary

    L1L2L3L4L5L6L7L8L9
    PC199.5399.6999.0599.6599.7099.5799.6999.7198.66
    PC20.400.180.720.230.240.260.240.220.66
    PC30.040.090.140.090.040.130.040.050.38
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-13
  • 修回日期:  2022-06-27
  • 网络出版日期:  2022-07-21
  • 刊出日期:  2022-10-01

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