大连獐子岛附近海域三维潮汐潮流数值模拟与研究

齐继峰

中国海洋大学

摘要：

本文基于FVCOM(An Unstructured Grid,Finite Volume Coastal Ocean Model)海洋数值模型,采用无结构化、可分辨率的不规则三角网格,在模拟过程中考虑了底摩擦、垂直混合、非线性等作用的影响。在σ坐标系统下,建立了包含獐子岛附近海域的潮汐、潮流精细化的数值模型。本模型的研究区域包含了獐子岛、长山群岛、海洋岛、大鹿岛、石城岛等众多岛屿,且岸线比较复杂,有众多的海湾。水平分辨率由靠近开边界的1800m到近岸岛屿的300m均匀变化,垂直方向为6个等间隔的σ层；开边界选取了M2、S2、N2、O1、K1、和P1六个主要分潮预报水位驱动。模型模拟结果与实测站的实测潮汐调和常数进行了对比验证,得出M2、S2、O1、和K1四个主要分潮振幅绝对平均误差分别为5.16 cm、2.64cm、1.36 cm、1.40 cm,迟角的绝对平均误差分别为1.62°、2.11°、1.93°、4.09°。对潮流的验证本文选取四个站位的连续观察资料进行对比验证,,将模拟结果插值到观测站点上进行分析对比,经验证表明计算结果与实测结果符合良好,模拟结果令人满意,可以用于大连獐子岛附近海域潮汐、潮流分布特征的分析与研究。
依据计算结果绘制了M2、S2、O1、和K1分潮的同潮图和潮流椭圆图,在同潮图和潮流椭圆图的基础上,对该海域潮汐潮流特征进行了较系统分析。该海域的模型精细化结果表明,獐子岛附近海域的潮汐主要以规则半日潮为主,规则半日潮性质占主要地位；本文模拟海域的潮流类型有旋转流和往复流两种形态,水平潮流多为旋转流,旋转方向大部分为逆时针；近岸海区和水道之间多为往复流,在大鹿岛以南海域也存在一往复流的区域。在123.75°E以东存在一顺时针旋转的区域。由潮余流场的特点可看出,獐子岛等各岛屿周围均形成气旋式的绕岛流,流速一般位于8 cm／s～12 cm／s之间,离岸线较远的外海区域余流较小,只有1cm／s～2 cm／s。根据本文所得到的结论,可对整个獐子岛海域的潮汐潮流特性有一个全面认识。

关键词：獐子岛海域;数值模拟;三维潮汐;潮流分布;FVCOM模型

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：计算数学

导师姓名：曹圣山

学位年度：2010

语种：中文

分类号：P731.23;O242

页数：53

在线出版日期：2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）