泰國灣潮汐潮流的數(shù)值模擬與理論模型研究.pdf

1、泰國灣是南海最大的一個(gè)海灣,其潮波系統(tǒng)相對復(fù)雜,尤其是半日潮在灣口存在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的無潮點(diǎn),有悖于北半球的一般規(guī)律,因而受到許多研究者的關(guān)注。同時(shí),對于泰國灣灣頂半日潮無潮點(diǎn)的存在性及其位置,至今各研究者所給出的數(shù)值模擬結(jié)果亦存在很大差異。此外,關(guān)于泰國灣潮汐的研究尚僅局限于資料分析和數(shù)值模擬,未建立理論模型。
　　本文基于FVCOM(Finite-VolumeCoastalOceanModel)建立了泰國灣及其周邊海域的潮汐潮流數(shù)

2、值模型;同時(shí)基于廣義Taylor解建立了泰國灣潮汐的一種雙矩形理論模型。
　　數(shù)值模型采用無結(jié)構(gòu)三角形網(wǎng)格架構(gòu)、有限體積方法的二維海洋潮汐數(shù)值模型,利用新近的全球潮汐模型DTU10提供的調(diào)和常數(shù)進(jìn)行水位預(yù)報(bào)作為開邊界條件,同時(shí)對K1、O1、M2和S2四個(gè)主要分潮進(jìn)行模擬。模擬結(jié)果與國際水路局資料集中所列的29個(gè)驗(yàn)潮站進(jìn)行比較,四個(gè)分潮偏差的平均值分別為5.69cm、3.98cm、7.35cm和4.71cm。利用該模擬結(jié)果對泰國灣及

3、周邊海域的潮汐、潮流和潮能通量分布進(jìn)行研究,并針對不同底摩擦系數(shù)、地形進(jìn)行敏感性實(shí)驗(yàn)。
　　在理論模型中,泰國灣被理想化為由分別代表泰國灣主體和曼谷灣的兩個(gè)矩形海域所組成。我們考慮了底摩擦及開邊界強(qiáng)迫作用,利用廣義Taylor問題解研究了K1和M2分潮的潮汐動(dòng)力學(xué)。理論模型良好地再現(xiàn)了泰國灣K1和M2分潮的潮汐特征,并將其分解為Kelvin波和Poincaré波形式,分別給出了K1和M2分潮的潮流及潮能通量密度分布圖。模型揭示了K

4、elvin波和Poincaré波在泰國灣潮波形成中的貢獻(xiàn),從理論上解釋了K1和M2分潮各無潮點(diǎn)的成因。為揭示曼谷灣和開邊界條件在泰國灣M2分潮形成中的動(dòng)力作用,設(shè)計(jì)了兩組敏感性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,曼谷灣對于泰國灣灣頂無潮點(diǎn)的存在及位置起到關(guān)鍵作用;開邊界遲角向西增加是灣口附近順時(shí)針旋轉(zhuǎn)潮波系統(tǒng)形成的必要條件。
　　結(jié)合數(shù)值模型和理論模型,證明了全日潮在泰國灣以Kelvin波為主,遲角分布主要受底摩擦影響,對地形變化相對不敏感;半日