資源描述：
《渤黃海潮汐潮流精細化數(shù)值模擬及可視化預(yù)報系統(tǒng).pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第28卷第4期2011年08月海洋預(yù)報MARrNEFORECASTSV01．28．NO．4Aug．2011渤黃海潮汐潮流精細化數(shù)值模擬及可視化預(yù)報系統(tǒng)馮興如1,2,3，尹寶樹1’3，楊德周1’3(1．中國科學院海洋研究所，山東青島266071；2．中國科學院研究生院，北京100049；3．中國科學院海洋環(huán)流與波動重點實驗室，山東青島266071)摘要：利用有限元海洋模式ADCIRC(AdvancedCirculationModel)，建立了高分辨率的渤黃海二維潮汐潮流數(shù)值模型，該模型以M2，S2，
2、K1，01等8個分潮的水位作為驅(qū)動，模擬出了該8個分潮的潮汐潮流調(diào)和常數(shù)；利用該調(diào)和常數(shù)預(yù)報的潮位和二維平均潮流與實測資料相比，符合較好；利用模擬得到的潮汐潮流調(diào)和常數(shù)，以Matlab為平臺，建立了能獨立運行的可視化潮汐潮流預(yù)報系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以預(yù)報渤黃海任意時刻、任意地點的潮位和平均潮流，并且可以查詢渤黃海任意地點的部分潮汐特征值，該系統(tǒng)運行快捷，使用方便，可為海上作業(yè)提供環(huán)境預(yù)報服務(wù)。關(guān)鍵詞：ADCIRC模式；潮汐潮流預(yù)報系統(tǒng)；渤黃海中圖分類號：P731文獻標識碼：A文章編號：1003—0239
3、(2011)04—0065．051引言潮汐潮流對人類在近岸的活動有著很大的影響，因此潮汐潮流的預(yù)報是一個海洋研究中重要而久遠的話題。傳統(tǒng)的方法一般采用潮汐潮流圖表，這種方法只能預(yù)報有限站位，使用不方便，且不適合外海使用，因此開展區(qū)域海洋的微機化潮汐潮流預(yù)報系統(tǒng)就顯得非常有必要。方國洪等“1在2005--2006年期間通過同化高度計和沿岸站的資料，得到了分辨率為5’X5’的潮汐潮流預(yù)報產(chǎn)品，該預(yù)報產(chǎn)品覆蓋了我國近海各海區(qū)，可預(yù)報任意時刻和地點的潮汐潮流；中國海洋大學開發(fā)的Chinatide旺1潮汐預(yù)
4、報軟件，可以對中國近海各海區(qū)和日本海的一部分進行潮汐預(yù)報，其分辨率也是5’×5’。但是近岸地形和岸線復(fù)雜，5’×5喲分辨率有時不能滿足要求，因此在近岸開展更高分辨率的潮汐潮流數(shù)值模擬及預(yù)報系統(tǒng)的開發(fā)就非常有意義。非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的海洋模式能夠?qū)Π毒€復(fù)雜，地形變化劇烈的海域進行高分辨率的模擬，因此其越來越多地被用來進行近岸和河口的數(shù)值研究。例如，王培濤等p1利用基于三角形網(wǎng)格的ELCIRC(3DEulerian—LagrangianCirculation)海洋模型，對黃渤海的溫帶風暴潮進行了高分辨率的數(shù)值
5、模擬；馮興如等”I利用有限體積海洋模式FVCOM(FiniteVolumeCoastandOceanModel)對龍口海域的潮汐潮流進行了精細的數(shù)值研究。本文首先利用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限元海洋模式ADCIRC(AdvancedCirculationModel)”1模擬得到渤黃海近岸高分辨率的潮汐潮流調(diào)和常數(shù)，然后基于這些調(diào)和常數(shù)，以matlab為平臺開發(fā)了一套可視化的潮汐潮流預(yù)報系統(tǒng)。2ADCIRC模式簡介及設(shè)置ADCIRC是美國北卡羅來納州大學開發(fā)的有限元海洋模式，該模式可以采用笛卡爾坐標，也可以采
6、用球坐標，有二維和i維兩種運行方式。該模式采用．j角形網(wǎng)格，易于擬合邊界，可以對岸收稿日期：2010一11一Ol基金項目：中科院創(chuàng)新項目(KZCX2一Yw—BR一215-3)；中科院創(chuàng)新項I孵(KZCX2一YWQ07—01)；國家“908”補充調(diào)查項目(908—01一BCI2)；“908?‘風暴潮災(zāi)害對沿海地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展綜合評價”(908—02—03—02)作者簡介：馮興如(1984-)，男，博士研究生，主要從事浪流相互作用研究，E—mail：fengxingru07@qdio．a(chǎn)c．ca線復(fù)雜
7、的海域進行高分辨率的數(shù)值模擬。二維ADCIRC模型采用沿水深積分的時均連續(xù)方程和運動方程，其表達式為：睪+掣+掣：0tTtox砂罾+u警+礦等∥=一岳儈+盯一砌圳}+南一奄”t～t罾+u警+礦芳+∥一茜儈+囂一砌Ⅷ}+南一者+Dy～，其中，t為時間，X和y分別為X軸和y軸方向，<為從平均海平面起算的水位高度，u和v分別表示X和Y方向垂向平均流速，H為總水深，f為科氏力系數(shù)，P。為表面大氣壓力，po為水密度，g為重力加速度，n+丫)表示牛頓潮勢和固體潮作用，T。和k表示表面風應(yīng)力和波浪輻射應(yīng)力的X和
8、Y向分量，‰和～、D，和Dy、B，和B，分別代表底部切應(yīng)力、擴散項以及斜壓梯度的x和Y向分量。本文采用的是二維球坐標系，模式的分辨率由渤黃海海中央的5’逐漸過渡到近岸的1’(見圖1)，一共61357個節(jié)點，117265個三角形網(wǎng)格。邊界上采用M2，s2，K1，01，N2，S2，PI，Q1共8個分潮的調(diào)和常數(shù)預(yù)報的水位作為驅(qū)動，邊界上的調(diào)和常數(shù)來自NA099潮汐模型”1。模式時間步長為10s．3模式結(jié)果與驗證28拄模式一共運行50天，采用后40天的數(shù)據(jù)進行調(diào)和分析。得到了和邊界驅(qū)動對
