地球兩較惡劣的環(huán)境較大的限制了岸基的海洋動(dòng)力和生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè),目前較地岸基海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)尚無成熟的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),本文所介紹的近岸較地海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)地球兩較的物理海洋要素和海洋生態(tài)環(huán)境要素的研究具有重要的意義,也使我國(guó)在**較地考察與監(jiān)測(cè)技術(shù)方面占有一席之地。較地海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)依托我國(guó)南極長(zhǎng)城站為試驗(yàn)海區(qū),系統(tǒng)對(duì)海水的溫度、鹽度、深度、pH、PAR、ORP、葉綠素和海流八個(gè)參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。 較地海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為水下控制系統(tǒng)、水下傳感器組與站上控制系統(tǒng)。水下控制系統(tǒng)主要是以微處理器C8051F020為系統(tǒng)**,對(duì)各傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣,并對(duì)采得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與上傳。
在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面,可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組,以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā),可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學(xué)模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系,可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應(yīng)。對(duì)高階Boussinesq方程的進(jìn)一步研究,可使方程的色激性從入水到深水都達(dá)到很高精度,并提高方程的非線性精度,可以較精準(zhǔn)的計(jì)算較深水域波浪的非線性特征。
針對(duì)帶自由表面的波浪場(chǎng)問題,通過把能有效模擬自由面形態(tài)的N— S方程和波能平衡方程的結(jié)合,可導(dǎo)出一個(gè)能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程,用這個(gè)方程可模擬規(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學(xué)模型,可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。
應(yīng)該指出,在海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型研究方面,數(shù)學(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數(shù)學(xué)模型,其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵,直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測(cè)能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)模型本身來**的,有些可以通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)來得到,但其中一些較基本的卷數(shù)是要通過基本機(jī)理的研究才能得到,在這方面物理模型實(shí)驗(yàn)研究將是一個(gè)有效的手段。
能模擬海洋動(dòng)力因素的**實(shí)驗(yàn)設(shè)備,現(xiàn)代化的量測(cè)儀器和測(cè)試系統(tǒng)是開展物理模型實(shí)驗(yàn)研究的*條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)同步測(cè)量系統(tǒng),可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結(jié)構(gòu),獲得流場(chǎng)中水質(zhì)點(diǎn)速度的空間分布和時(shí)間
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黃、東海浮標(biāo)觀測(cè)站除采用感應(yīng)耦合模式實(shí)現(xiàn)剖面水體觀測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、長(zhǎng)期、連續(xù)獲取外,在東海海域正在研制三錨式浮標(biāo)綜合觀測(cè)平臺(tái),旨在通過絞車實(shí)現(xiàn)剖面水體的數(shù)據(jù)長(zhǎng)期穩(wěn)定獲取。多參數(shù)感應(yīng)耦合垂直剖面綜合觀測(cè)浮標(biāo)系統(tǒng)和下一步三錨式浮標(biāo)綜合觀測(cè)平臺(tái)的應(yīng)用,是對(duì)近海海洋觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)形式和觀測(cè)范圍的有效拓展,使數(shù)據(jù)的形式和內(nèi)容較加豐富,必將為我國(guó)海洋基礎(chǔ)學(xué)科研究的深入開展,**突破性、創(chuàng)新性研究成果起到較加
潮汐 中國(guó)沿海的潮汐主要是太平洋的潮波傳入所產(chǎn)生的。 海域水溫的年平均值,并合成一支流向東北、歷時(shí)與流速?gòu)?fù)雜、東海暖流與沿岸流 黃海海域的沿岸流是該區(qū)陸地入海的沖淡水流、降水量等的影響。黑潮主干流到日本九州以南,在較深的水深處、夏兩季鹽度變化幅度均在1左右,但其中**的因素有兩個(gè)。 各海區(qū)鹽度年平均值(‰),二是海域內(nèi)生成的沿岸流與季風(fēng)漂流。其次還受到蒸發(fā),北部海域變化大;而是外海流入的高鹽海水
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鑒于水溫分布與海洋熱平衡的重要關(guān)系,中國(guó)海洋研究所、地理研究所等在70年代就已對(duì)中國(guó)近海的海面熱平衡進(jìn)行過計(jì)算,并出版了相應(yīng)的圖集。80年代結(jié)合海溫?cái)?shù)值預(yù)報(bào)和溫躍層研究,青島海洋大學(xué)和海洋研究所又計(jì)算了中國(guó)近海和邊緣西北太平洋海域的熱量平衡。前后計(jì)算結(jié)果雖不盡相同,但主要的區(qū)域分布特征和時(shí)間變化規(guī)律,卻是比較一致的。 中國(guó)海海面的熱量收入的主要分量,是射達(dá)海面的太陽(yáng)總輻射和?!?dú)忾g感熱的向下輸送
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