二、物理海洋学

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内容出处: 《福建省志·海洋志》 图书
唯一号: 130020020230006911
颗粒名称: 二、物理海洋学
分类号: P714
页数: 3
页码: 457-459
摘要: 本文主要包括福建海域海流、潮汐、风暴潮和海浪的研究。文章涉及福建海域海流的观测和数值模拟分析、潮汐分析和调和分析、风暴潮的预测和数值模拟、海浪观测和风浪关系的研究等。
关键词: 海洋科技 海洋学 福建省

内容

宋代赞宁、燕肃、余靖、吕昌明等人,曾在闽实地观潮。明代漳州一带有“初一十五、潮满正午,初八廿三,满在早晚”谚语。对于潮汐成因的研究,南宋同安人朱中有,著有《潮赜》,坚持传统的自然论,不赞同卢肇的“日激水生潮”说,也批判葛洪的“三水相荡成潮”说。
  利用季风海流变化航海,历史古远。陈瓘《先君行述》记载:“泉人贾海外,春去夏返,皆乘风便,自泉之海外,率岁一往复。”有关沿岸流和黑潮的论述,早见诸于明代航海针经《顺风相送•福建往琉球》,记述自闽江口出发先到基隆,再穿过黑潮主流到达琉球姑米,最后入那霸港。清黄叔辙在《台湾使搓录》说:“自鹭门、金门,迤偭东南,以达澎湖……子午稍错,北则坠于南风〓,南则于万水朝东,皆有不返之忧。”同治《重纂福建通志》认为,澎湖南的万水朝东处,不是洋流,而是潮流,“考台海潮流止分南北……澎湖在厦门之东南乃渡台标准,苟为南流所牵……故黑水沟中值风静,潮涨可随流,潮退必悬锭,惧其南流之驶,非畏万水朝东也。”
  20世纪初至50年代末,福建省海洋水文学研究多限于对局部海区的水文要素描述,包括时空分布特征,总结变化规律。80年代,省内海洋水文研究才在空间规模和深度质量方面有所突破。
  1995年,厦门大学胡建宇出版《物理海洋学基础教程》一书,比较系统地阐述海流、海浪、潮汐、混合等海洋的主要运动形式,论述其产生原因、基本理论和基本规律。同时还描述海洋水团、水温、盐度和密度的分布特征,海水的物理性质及声光在海洋中的传播规律,结合中国海的特点加以表征。
  (一)海流研究
  福建近海以及台湾海峡海流的实测资料不多。20世纪50年代末,始在近岸和厦门港、湄洲湾、三沙湾等几个主要港湾进行海流观测。比较深入的分析研究起于60年代。70年代后期,海流观测点延伸至海峡中部。国家海洋局三所伍伯瑜最先开展海峡海流的研究,于1982年在其《台湾海峡环流研究中的若干问题》论文中,论述了台湾海峡冬、夏季的环流,较全面地分析了黑潮支流、南海高温高盐水和闽浙沿岸水等3支海流强度的消长及其所控制范围的变化。1982年,福建省水产所曾焕彩在《闽南一台湾浅滩渔场鱼类资源调查》—书中指出,在台湾海峡西部存在着一支其流向终年偏东北或偏东的海流。1984年夏、冬,厦门大学亚热带海洋所在厦门港湾进行漂流瓶投放试验证明,福建沿岸的表层流夏季指向东北,冬季指向西南。曾刚根据1980年、1981年、1985年厦门港测流资料,于1987年对厦门港海流分布特征作了较详细的描述。1990年,厦门大学海洋系完成“台湾海峡海流数值预报研究”。该研究为中科院海洋所、青岛海洋大学、厦门大学联合承担的“七五”重点课题——海洋环境数值预报产品研究中的“渤、黄、东海及西北太平洋海流数值预报”专题的分课题。在省和国家自然科学基金资助下,李立等(2000年)结合水文观测和卫星遥感资料,对台湾海峡南部海域的海洋锋现象进行了整体分析。
  (二)潮汐、潮流研究
  1.潮汐分析
  1987年,国家海洋局三所研究台湾海峡两岸月平均海面高度的变化,分析其与风、气压、水温及黑潮之间的关系;还研究中国东南沿海海面对埃尔尼诺现象的响应,指明东南沿海水位在埃尔尼诺年的秋冬季低于常年几厘米至10厘米。同年,厦门大学亚热带海洋研究所完成湄洲湾秀屿港潮汐的调和分析,获得该港128个分潮的调和分析,获得该港128个分潮的调和常数,并推算出该港1988~1990年的潮汐表。南京水利科学研究所徐啸(1995年,1998年)运用数字模式,先后探讨厦门港潮汐水流形态,计算了漳州后石电厂温排水的环境影响,满足海滨工程建设需要。1998年,国家海洋局三所王寿景等对厦门挦江湾的潮汐、流场、环流、温盐等水文特征作表述,并计算了进出水量。
  2.港湾流、余流
  1980~1988年,厦门大学海洋系在厦门湾、东山湾、湄洲湾和罗源湾;国家海洋局三所在厦门湾、闽江河口段、湄洲湾;福建省海洋研究所在湄洲湾,各进行多站次的海流观测,丰富了福建主要港湾的潮、余流基础资料。
  1982年,厦门大学海洋系对厦门湾的潮、余流进行分析研究,探索该湾潮、余流的规律,如九龙江河口区表层余流指向湾口,海门岛与鸡屿之间的横断面处有一底层余流的辐合带等。
  1984~1985年,国家海洋局三所先后完成厦门港潮流的有限元分析和数值计算。1988年,厦门大学海洋系完成湄洲湾三维潮、余流的数值计算。1997年,省航道局勘测设计中心梁金焰应用边界拟合坐标系统,对闽江河口的潮流作数值模拟,潮流与实测拟合良好。在福建省自然科学基金资助下,厦门大学许汝林(1996年)提出了海湾潮流的有限元计算模式。
  (三)上升流研究
  1982年,厦门大学海洋系在《关于闽南-台湾浅滩渔场上升流的研究》中指出,自每年的6月至翌年3月,闽南-台湾浅滩存在着上升流。该文还论证上升流的形成机制,指出它是一种以风生上升流为主的上升流。1985年,福建海洋所在其《台湾海峡中、北部海洋综合调查研究报告》一文中指出在平潭岛南侧存在上升流。1987年,国家海洋局三所在其《台湾海峡西部海域综合调查报告》中提出:“台湾浅滩南部存在着上升流,平潭岛东北和泉州湾外海也发现有上升流现象”。1988年,厦门大学海洋系完成了闽南-台湾浅滩渔场上升流的数值计算,得出夏季上升流出现在厦门一汕头之间海域和浅滩外侧,冬季出现于浅滩内侧,上升流的水平范围为40~50公里,速度的量级为10~3厘米/秒等结论。
  (四)风暴潮研究
  20世纪70年代初期,国家海洋局三所最先开展风暴潮研究。随后厦门大学海洋系、厦门中心海洋站、福建省水文总站及其下属台站也相继开展研究。1978年,厦门大学海洋系和宁德地区水文站合作完成的科研成果“台风暴潮过程预报方法”获福建省科学大会奖。1981年,国家海洋局三所完成《台湾海峡台风暴潮非线性数值计算》。1983年,厦门大学海洋系对发生于粤西的中国最大的台风暴潮进行数值研究,指出大尺度弯曲的岸形是该特大风暴潮发生的前提条件。同年国家海洋局三所完成“中国东南海岸台风暴潮数值预算模式”的研究。
  1984~1986年,由厦门大学海洋系陈金泉主持,福州市水电局、福建省水文总站等单位共同完成的“台风暴潮数值预算方法研究”,建立了一个适用于一般岸段,感潮河段及港湾的台风暴潮数值预算模型,并在业务预报中获得明显的社会与经济效益,获1988年度国家科技进步三等奖。1990年,厦门大学海洋系完成闽、台、浙沿岸风暴潮数值预报产品研究。“八五”期间建立了相应的风暴潮数值预报攻关专题,全名为“风暴潮客观分析、四维网化和数值预报产品研究”,侧重预报可能成灾的较严重的风暴潮,以非线性模式预报风暴潮与天文潮的耦合增水以及对潮滩海岸预报风暴潮漫滩的功能。厦门大学海洋系是该攻关专题参加单位之一。1999年,厦门大学江毓武与国家海洋局三所吴培木、许金殿合作,对台风气压顶作用进行模拟,发现在台湾海峡狭长的海域内,其作用表现特殊。
  (五)感潮河洪水数值预报
  1984年,由厦门大学海洋系主持,福建省水文总站和福州市水电局共同完成闽江下游竹岐水文站至入海口河段洪水数值预报模型的研究。1986年,又完成闽江南平十里庵站至入海口河段的洪水数值预报模型的研究。后一模型不仅预报时效可延长到12小时,而且解决了尤溪支流入流的处理以及上游边界条件客观取值等问题。1987年,该研究组进一步将上述模型发展成一种可预报天文潮,洪水和风暴潮非线性综合水位的“闽江感潮河段二维非线性综合水位数值预报模型”,这一研究成果已在业务预报中获得成功,其技术水平居国内领先地位。
  (六)河□、港湾水质数值预测
  1984~1986年,厦门大学海洋系、福建省环境保护科研所等单位合作,先后完成《福建炼油厂环境影响评价报告》、《福安拆船厂环境影响评价报告》以及《公元2000年福建省、近海环境预测和对策研究报告》中的水质数值预报及对策研究部分,提出一种具有客观准则的由排污速率、湾外常流速度、生化降解速率及弥散系数确定的浓度边界条件,提高了预测精度。
  (七)海浪观测
  台湾海峡是中国海浪较大的海区,20世纪50年代末起陆续建站观测。1976年8月10日出现于平潭海洋站最大的台风波浪,目测波高达16米。至20世纪末,福建省有台山、北礵、平潭、崇武等波浪观测站。
  1983~1990年,国家海洋局三所先后研究提出了分别适用于福建省一般海区和局部海区的风浪关系式若干式,与国外已有的其他关系式相比,能较好地反映福建海区风浪的实况。1998年,陆凤山等对泉州湾波浪分布特征作了研究,认为除受季风影响外,更主要受外海传入的波浪的影响。1999年,国家海洋局三所李燕初、蔡文理给出一个波浪变形的数学模式,为实际计算开阔海域波浪变形提供有用工具。

知识出处

福建省志·海洋志

《福建省志·海洋志》

出版者:方志出版社

本志下限至2000年,系统记述福建省海区环境的自然状况以及海洋科技的进步和成就。分海洋地质地貌、物理海洋、海洋生物、海洋化学、海洋科技等6章。

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