黄海浒苔漂移输运模式的建立与应用
浒苔绿潮的利与弊
浒苔绿潮的利与弊黄海浒苔绿潮与今年7月份在山东日照至青岛沿海登陆，部分海水浴场岸边呈现绿色“裙边”。
这是浒苔绿潮连续第五年到访山东沿海。
绿苔绿潮大面积的出现，严重影响了当地的农业发展和旅游业发展。
浒苔属于石莼属藻类，丝状多分支，无毒，但生长过程中会吸收大量氧气，吸收阳光，威胁其他海洋动植物生存，并且在失去水分后会发出恶臭。
自2007年开始，形成于黄海南部的浒苔连年飘移至山东沿海，并有部分登陆。
2008年浒苔曾一度威胁青岛奥帆赛，当年青岛打捞浒苔100余万吨。
浒苔的形成到现在为止还没找到有说服性的原因，可是毋庸置疑的是，浒苔的爆发与人类的过度经济行为有必然联系。
由于人类的经济活动把大量的氮氨磷元素排向大海，导致海水的富营养化。
而浒苔爆发的必须要的三个条件是：一，充足的氮，磷，氨氮二，合适的水温和充足的阳光三，浒苔物种的存在。
浒苔绿潮的弊端很明显就是对渔业，旅游业发展的影响和阻塞航道。
浒苔在海面上大量的形成迅速地吸收了大部分的阳光，导致海底下的动植物失去吸收阳光的机会而影响生长。
同时，当浒苔死亡后，也会消耗大量的氧气，导致海底生物失去氧。
这样大大地影响了沿海城市的海鲜供应，甚至破坏海底的生物循环。
而且，浒苔分泌的化学物质对海洋生物也有极大的影响。
对于旅游业，浒苔也做出不少“贡献”。
像山东日照和青岛这样的沿海城市，海边自然是一个旅游的亮点，但是浒苔的大片形成，犹如一片绿色的地毯。
海上活动，例如冲浪，风帆，游泳都会收到严重的影响。
旅游业作为海边旅游城市来说是经济收益的一大来源，所以浒苔绿潮带来的经济影响是非常深远的。
、浒苔对航海活动也造成严重的影响。
浒苔的丝状多分支並且很长，阻碍船只的正常航行，因为浒苔容易缠住船只的涡轮发动机，导致船进退两难。
这需要大量的人力物力去打捞剪出海面的浒苔，但是浒苔生命力顽强，这也只是治标不治本的方法。
这对于航海运输行业造成不可估计的损失。
但是，即使浒苔绿潮严重影响了大海环境和经济发展，浒苔本身却浑身是宝。
浒苔处置无害化资源化方案
浒苔处置无害化资源化方案1. 背景介绍浒苔，是指出现在江、河、湖等水体中的大量浮游植物，因长期过度放肥、污染等因素造成水体富营养化而大量繁殖。
在一定时间后，大量浒苔会漂浮到水面，严重影响水生态环境和水体利用价值。
目前，国内主要的浒苔产生地主要集中在太湖一带。
2. 浒苔处置困境传统的浒苔处置方法主要是填埋、焚烧和堆肥等。
但这些方法的弊端也很明显，比如填埋会占用大量土地资源，焚烧会产生大量的二氧化碳和其他有害气体，导致环境污染和资源浪费，而堆肥则需要大量时间和成本来处理。
所以急需一种更加可行、低成本的浒苔处置方案。
3. 无害化资源化方案近年来，无害化资源化处理技术逐渐成为了浒苔处置的新方向。
具体的技术路线如下：3.1 浒苔收集与分选浒苔收集过程的规模化和高效化对后续处理方式的选择至关重要。
一般，即时发现堵塞出水道、厂区、港口等场所的浒苔会被清理，而大面积的河道、湖泊、水库等均需要机械化收集。
分选除去含杂质的浒苔，提高处理效率。
3.2 热化学处理浒苔热化学处理是处理浒苔中的有害物质的有效方法。
一般采用高温和压力，将烃类和其他令人担忧的有害物质热分解、气化和/或燃烧，得到较为纯净和无害的二氧化碳、水和灰烬等。
3.3 生态利用通过浒苔的有机成分可以制成固体有机肥、液态有机肥、厌氧发酵能源等。
浒苔中富含的生物质产生的可降解物质，若妥善回收，则可以成为稳定的发酵堆肥，以此回馈土壤氮源，促进植物生长。
还可以开辟传统养殖、生态种植等方面中的利用空间。
4. 市场前景与应用价值无害化资源化方案不仅可以起到环保清理浒苔工作，还进一步增加经济利用价值，开拓浒苔处理产业，为当地居民带来更多的就业机会。
与此同时，对于缓解防治绿色问题、减少废弃物收藏和土地使用的紧迫性提示，废弃物的有效管理须得将废弃物物质转换为可再利用资源。
因此，无害化资源化方案的市场前景广阔，尤其在当前垃圾分类、清洁能源以及绿色产业塑造成为经济新势力的背景下，该方案具有天然的优势。
浒苔漂移轨迹预报系统
浒苔漂移轨迹预报系统李燕;李云;刘钦政【摘要】2008年6月下旬,青岛海域出现大量浒苔,并迅速蔓延至近岸,对第29届奥运会帆船赛事构成严重威胁.为给浒苔清理和打捞提供决策支持,国家海洋环境预报中心及时作出应急响应,在短时间内建立了浒苔漂移路径预测系统,向有关部门发布浒苔漂移轨迹预报和海洋环境预报,成功协助前线应急指挥中心完成了浒苔的控制和治理.本文对国家海洋环境预报中心建立的浒苔漂移轨迹预报模型进行了详细描述,并开展了浒苔漂移预报误差分析.【期刊名称】《海洋预报》【年(卷),期】2010(027)004【总页数】5页(P74-78)【关键词】浒苔;漂移轨迹数值预报模型;均绝差【作者】李燕;李云;刘钦政【作者单位】国家海洋环境预报中心,北京,100081;国家海洋环境预报中心,北京,100081;国家海洋环境预报中心,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】X55奥林匹克帆船赛于2008年8月9～23日在中国青岛浮山湾举行，然而自6月中下旬以来，奥帆赛场出现了大量浒苔，并且繁殖扩展迅速，严重威胁奥帆赛的举办。
为了确保奥帆赛在青岛的顺利举办，中国政府和地方政府投入大量的人力、物力和财力对赛区及周边海域浒苔进行打捞清理，国家海洋环境预报中心紧急开发了浒苔漂移路径预测系统，及时向浒苔清理前线提供浒苔漂移的方向和位置，为控制和清理浒苔提供了支持信息。
本文详细介绍了国家海洋预报中心浒苔漂移路径预测系统结构和浒苔漂移轨迹预报模型，给出了浒苔漂移预报误差分析。
该系统（见图1）分为5个部分，分别为遥感图像信息数字化处理模块、中国海海流数值预报模块、WRF亚欧大陆和西太平洋风场数值预报模块、浒苔漂移路径数值预报模块和预报产品可视化模块。
遥感图像信息数字化处理模块用于处理卫星遥感图片，从中提取卫星观测到的浒苔位置；中国海海流数值预报模块、WRF亚欧大陆和西太平洋风场数值预报模块则分别提供漂移路径预报所需的海洋动力信息和气象动力信息；其中浒苔漂移路径数值预报模块为本系统的核心模块，在输入其它模块提供的浒苔观测位置、海流、风场的信息后，模块中浒苔漂移轨迹模型预报出未来48小时内浒苔的位置和漂移轨迹；预报产品可视化模块则将模型预报的数值结果进行可视化，在青岛海域地图上表达出多种浒苔漂移轨迹预报图（见图2）。
渤黄东海潮流长期物质输运研究.pdf
放的人工水母漂移路径 （图 *） 基本符合 ’ 琼港以外
图 * +,,, 年平均的潮致 $%&’%(&) 余流分布 （单位： %123& 4 ,）
（ "）余流方向； （?）余流大小
- 结论
考虑 ! ( ， " ( ， # . 和 $ . 四个分潮，利用 @AB 三维正压潮流模式，得到了渤黄东海 +C D +C 网格点 上潮汐及潮流的调和常数，并对表层质点族进行了
［./］ 程中左偏，在苏北形成强辐聚，与郭炳火等 所布
海域环流速度很小而潮流很强，人工水母需要一定 的启动流速才能运动，其路径更多地反映了潮流信 息，可作为潮致 !"#$"%#& 余流在该区域辐聚的一个 旁证 ’ 在黄海中部、东海南部、冲绳海槽潮余流较 小，小于 / ’ /0 %123& 4 , （ / ’ (5 61 4 7） （ ).89， ’ 余流在 附近最强，可达 / ’ 5* %123& 4 , （( ’ *) 61 4 7） (.+8:） ’ 余 流由黄海通过渤海海峡北侧进入渤海，在渤海形成 一个大的逆时针流环，同时在辽东湾存在一较小尺 度的逆时针流环 ’ 需特别指出，潮致余流对于渤海 向黄海 输 运 贡 献 几 乎 为 零 ’ 在 渤 海 湾 口 以 （ )089， 为中心存在一逆时 针 流 环 ’ 本 文 结 果 与 (.( ’+)8:） ［>］ ［(+］ 结果相比差异较大，但在 ;<2= 等 以及赵保仁等 朝鲜半岛一侧北上以及黄海的逆时针流环结构两者
8东海海域文献9余流之间应该有动力学关联就潮流输运而言质点聚集形成条带处应存在下沉运动而质点幅散处应存在上升运动余流场分布分别取每一个质点第的日平均位置作起点和终点得到年渤黄东海潮致可以看出余流场由西北太平洋通过日本岛链进入东海仅从台湾海峡和对马海峡向外输运且以台湾海峡向外输运为主东海潮余流场以辐聚方式进入黄海黄海的水体质量平衡由总环流控制一部分沿朝鲜半岛一侧向北在黄海形成一大的逆时针流环结构另一部分在北上过程中左偏在苏北形成强辐聚与郭炳火等放的人工水母漂移路径图基本符合琼港以外海域环流速度很小而潮流很强人工水母需要一定的启动流速才能运动其路径更多地反映了潮流信息可作为潮致余流在该区域辐聚的一个旁证在黄海中部东海南部冲绳海槽潮余流较小小于余流在
南黄海西部夏季环流及其对浒苔漂移影响的数值研究
南黄海西部夏季环流及其对浒苔漂移影响的数值研究自2008年夏季以来,黄海西南部连续三年夏季均出现了大面积的浒苔,其范围覆盖了整个南黄海西部海域。
浒苔在黄海南部形成以后,在偏南风引起的风海流和潮流的共同作用下向北部漂移,在青岛、烟台、威海附近大量集中,对这里的海洋生态、渔业、旅游业均会造成影响。
尤其是2008年在青岛沿海聚集的大量浒苔给当地造成了严重的生态危害和经济损失,对当地旅游和海水养殖产生严重的影响。
因此有必要建立相关模型对南黄海西部的潮流及夏季环流进行模拟,并在此基础上对浒苔漂移路径进行预报,为相关单位及时进行浒苔的拦截并采取捕捞等措施提供理论依据和技术支持。
本文首先建立南黄海西部海域潮汐与风生环流的数值模型,采用三维海洋数值模式FVCOM分别模拟该海域的M2分潮与2009年六月平均风应力作用下产生的风生环流,得到该区域M2分潮的潮致欧拉余流和夏季风生环流。
然后综合考虑M2分潮和2009年六月平均风应力对南黄海西部夏季环流的共同作用,得到该海域夏季的潮致-风生环流,通过与实测流速资料以及环流资料的对比验证得出,模拟结果能较准确的反应出该区域的环流情况。
在以上模拟所得潮流与环流的基础上,采用拉格朗日粒子追踪方法对南黄海西部2009年六月份的浒苔漂移路径进行预测,分别考虑了三种情况下浒苔的漂移路径:单纯潮流场的作用、潮和六月月平均风场的综合作用以及潮和六月逐日风场的综合作用。
通过分析比较这三种情况下浒苔漂移的轨迹路径认为:单纯潮的作用只能让粒子在很小的范围内随着潮水周期往返运动,最终整体去向取决于余流的方向;在潮与月平均风场的综合作用下,粒子整体上基本按照月平均风向偏右一定角度的方向运动,同时在潮的作用下周期性往返运动;而在潮与逐日风场的综合作用情况下,粒子的整体运动轨迹仍然是按照风向偏右一定角度的方向运动,同时在潮的作用下周期性往复运动,只是路径比较曲折,因为每日风场的大小和方向都在变化。
最后通过与实际浒苔漂移路径进行比较得出,采用潮与逐日风场条件下模拟的浒苔漂移轨迹更接近实际情况。
南黄海浒苔漂移轨迹年际变化规律及驱动因素
第49卷 第5期 海 洋 与 湖 沼Vol.49, No.5 2018年9月OCEANOLOGIA ET LIMNOLOGIA SINICASep., 2018* 国家自然科学基金项目, 41676171号; 山东省自然科学基金项目, ZR2015DM015号; 烟台市科技项目, 2013ZH094号。
张广宗, 硕士研究生, E-mail: zhanggz1994@① 通讯作者: 吴孟泉, 副教授, E-mail: irsa_wmq@ 收稿日期: 2018-04-13, 收修改稿日期: 2018-06-25南黄海浒苔漂移轨迹年际变化规律及驱动因素*张广宗1 吴孟泉1①孙 晓1 赵德恒1 邢前国2 梁 峰3(1. 鲁东大学资源与环境工程学院 烟台 264025; 2. 中国科学院烟台海岸带研究所 烟台 264003;3. 烟台市海洋环境监测预报中心 烟台 264003)摘要 综合利用环境卫星(HJ-1A/1B)CCD 影像与MODIS 影像, 对2011-2017年南黄海海域浒苔信息进行了提取, 并结合QuickSCAT 海风数据以及ESRL 海温数据对浒苔生长及漂移路径的影响进行了分析。
结果表明: (1)7年中利用遥感手段最初发现浒苔的日期为5月份, 初始发现位置多集中在江苏省盐城市附近海域, 且近7年浒苔漂移方向整体上向北, 进入山东半岛海域。
其中, 浒苔中心点距离青岛海域最远约115km(2015年6月21日), 最近约9.6km(2012年7月11日)。
(2)浒苔中心点漂移方位年际差异较大, 整体上浒苔漂移路径方向与海面风风向高度一致。
(3)SST 是浒苔暴发的关键环境因子, 南黄海海域5—8月份SST 逐月升高为浒苔生消过程提供了环境条件。
关键词 海风; MODIS; QuikSCAT; 浒苔; 海温; 南黄海 中图分类号 P731 doi: 10.11693/hyhz20180400093 浒苔, 属石莼科, 是绿藻的一种, 自2008年严重影响青岛奥帆赛引起世人关注以来, 浒苔连年大规模的暴发生长成为我国主要的海洋灾害之一(梁宗英等, 2008)。
浒苔的开发与利用及其应用前景分析
浒苔的开发与利用及其应用前景分析摘要本文通过对青岛近海产生的浒苔污染的观察与研究，探讨了浒苔污染的危害与利用价值，并对浒苔污染变废为宝的途径和美好前景进行了分析与研究，提出了浒苔等生物质资源开发与利用的目标。
关键词浒苔；污染；利用中图分类号x5 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2012）78-0074-02近年来，环境污染已不再仅仅发生于陆地，美丽的大海同样不能幸免。
浒苔造成的“绿潮”经常暴发，给自然环境、经济和海水生产加工造成了严重影响和破坏，城市环境也增加了污点。
2010年夏天，在我的美丽的家乡青岛海边，又出现了严重的“绿潮”，海岸线上铺天盖地，一片翠绿。
海产养殖户们叫苦不迭，损失惨重。
浒苔是一种大型经济绿藻，俗称苔条、海苔，为绿藻门，石莼目，石莼科植物。
它的藻体草呈现绿色，管状，膜质，丛生，主枝明显，分枝细长，高可达1米。
浒苔有很多种类，生长环境一般是潮间带，常见的有条浒苔、扁浒苔、肠浒苔等。
近几年，浒苔在我国沿海均有生长，且呈大规暴发之势。
浒台对于海洋环境和城市环境的破坏，主要表现在以下几个方面：一是大量的浒苔漂浮在海面上，阻挡了阳光光线，对于海底藻类的生长造成的严重影响与破坏；二是浒苔的泛滥吸收了大量海水中的氧，给海水中的鱼业生产造成破坏；三是浒苔污染的发生给在海边观光的游客带来了不便，影响了海水的美观和游人的心情，对旅游业的发展造成了破坏。
所以，许多专家将浒苔的暴发看作是和“赤潮”一样的自然灾害。
难道浒苔就是海上杀手、美的破坏者、空气的间接污染者？浒苔的这种污染何时休？它不能让我们变废为宝，为我们人类带来财富吗？老子说“祸兮福之所倚，福兮祸之所伏。
”任何事物有害但处理得当也必然会变为好事。
浒苔要防治，更要综合利用。
通过对浒苔的开发利用，来减少浒苔发生绿潮时带来的灾难，岂不正是我们人类要实现改造自然和利用自然的目标，我们人类带来福音吗？研究发现浒苔具有多方面的应用价值，浒苔营养成分极其丰富。
浒苔漂移轨迹预报系统
置 ；中 国海海 流 数 值 预报 模 块 、ＷＲ Ｆ亚 欧 大陆 和
西 太 平 洋 风 场 数 值 预 报 模 块则 分 别 提 供 漂 移 路 径 预 报 所 需 的 海 洋 动 力信 息 和气 象 动 力 信 息 ；其 中
产 品可 视 化 模 块则 将 模 型 预报 的数 值 结 果 进 行 可
预测 系统 ，及 时 向浒 苔 清 理 前 线 提 供 浒 苔 漂 移 的
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迹预 报 图（ 图 ２ 。 见 ）
方 向和位置 ，为控 制 和清理 浒苔 提供 了支持 信息 。 本 文 详 细介 绍 了 国家 海 洋 预 报 中 心 浒 苔 漂移
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第49卷 第5期 海 洋 与 湖 沼Vol.49, No.5 2018年9月OCEANOLOGIA ET LIMNOLOGIA SINICASep., 2018* 鳌山科技创新计划项目, 2016ASKJ02号; 国家自然科学基金项目, 41506035号。
赵 昌, 助理研究员, E-mail: zhaoc@fio. ① 通讯作者: 乔方利, 博士生导师, 研究员, E-mail: qiaofl@收稿日期: 2018-04-11, 收修改稿日期: 2018-07-24黄海浒苔漂移输运模式的建立与应用*赵 昌1, 2, 3 尹丽萍1, 2, 3 王关锁1, 2, 3 乔方利1, 2, 3①王 刚1, 2, 3, 4 夏长水1, 2, 3(1. 国家海洋局第一海洋研究所 青岛 266061; 2. 青岛海洋科学与技术国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室 青岛 266237; 3. 国家海洋局海洋环境科学和数值模拟重点实验室 青岛 266061; 4. 国家海洋局数据分析与应用重点实验室青岛 266061)摘要 本文利用NCEP GFS 预报风场和中国近海高分辨率三维MASNUM 海浪-潮流-环流耦合海洋数值预报系统的预报数据, 建立黄海浒苔漂移输运模式, 用于黄海浒苔溯源和漂移输运数值模拟研究。
使用2009年5月份黄海表层漂流浮标数据和2012年MODIS 卫星遥感浒苔漂移分布资料对所建立的漂移输运模式进行验证, 结果表明所建立的模式能够有效的模拟出浒苔暴发区漂流浮标运动状况, 并能够有效地模拟出2012年浒苔漂移输运过程。
最后运用所建立的模式开展2008年和2010年浒苔漂移输运过程, 模拟结果与文献报道的卫星观测结果一致。
模拟结果表明, 受海洋表层流影响两年浒苔特征显著不同: 2010年浒苔影响海域明显小于2008年, 且2010年浒苔主体没有大规模在青岛近岸堆积。
关键词 黄海; 浒苔; 漂移输运模式; 数值模拟中图分类号 P731 doi: 10.11693/hyhz20180400089 我国黄海海域自2008年以来至今, 每年4—8月份有大规模的漂浮浒苔暴发。
每年为了确定浒苔的影响范围和程度, 国家在浒苔暴发期投入大量人力物力开展监测, 主要手段有船只、飞机和卫星遥感(吴孟泉等, 2014; 王萌等, 2017)。
浒苔无毒, 但漂浮状态的浒苔会在漂移过程中大量增殖, 每年在山东半岛沿岸堆积, 严重危害海滨城市的旅游业和养殖业(刘英霞等, 2009; 刘佳等, 2017)。
在海中漂浮的浒苔会在海流的作用下沉降至海底, 给海洋造成更严重的污染, 其沉降分布与海流的辐聚辐散作用相关(Lü et al , 2008; Qiao et al , 2009)。
关于浒苔的来源的问题, 人们发现浒苔并不是山东半岛本地种, 而是来自苏北浅滩(乔方利等, 2008; 刘峰等, 2012)。
有研究(Qiao 等, 2011; 乔方利等, 2011)通过数值模拟推测黄海浒苔起源地应该在苏北浅滩, 其结果也被后来的观测与研究证实(王宗灵等, 2018)。
关于浒苔暴发期间的移动路径和分布状况, 以往的研究表明浒苔从苏北浅滩随着海流向北移动(Qiao et al , 2011; 吴孟泉等, 2014; 矫新明等, 2017), 在此过程中遇到苏北浅滩外侧的上升流系(Lü et al , 2010), 从而获得足够的营养盐并快速增殖, 其移动路径和堆积位置与当年的风场状况有关。
自2008年以来, 人们针对黄海浒苔灾害开展了多学科的研究。
研究热点集中在生物生态学特征、遥感与调查资料相结合分析浒苔的分布和输运状况, 以及评估浒苔对生态环境和地方经济带来的影响等。
以往的研究表明, 浒苔的漂移输运和沉降主要受海洋动力学因素控制(峣李, 2010; Qiao et al , 2011)。
结合海洋环境数值模式所建立的浒苔漂移模式恰恰可以开展这方面的研究工作, Lee 等(2011)基于ROMS 环流模式, 利用拉格朗日追踪方法模拟了浒苔漂移的路径并分析其影响因子。
Son 等(2012)利用拉格朗1076 海洋与湖沼49卷日追踪方法及GOCI卫星观测, 分析了2011年浒苔漂移路径, 特别是台风过境期间浒苔分布变化。
Hu等(2010)基于FVCOM模式, 分析了浒苔的发源地。
Bao 等(2015)基于FVCOM模拟了2012年浒苔的漂移路径。
然而, 上述研究只是针对特定的年份或者事件对浒苔的路径、分布进行分析研究, 或者模式模拟范围有限, 无法针对浒苔的暴发、漂移、分布进行大范围系统研究。
本文建立了一个高分辨率大气-海洋环流-海浪驱动下的黄东海浒苔漂移模式, 并利用所建立的模式开展浒苔漂移数值研究, 以不断改进浒苔漂移预测的精度。
1 浒苔漂移模式的建立1.1 海洋耦合模式与大气强迫浒苔在海面上漂浮, 自身没有运动能力, 因而其漂移过程完全依赖于所处位置的大气与海洋动力环境。
本文应用国家海洋局第一海洋研究所建立的MASNUM海浪-潮流-环流耦合海洋数值预报系统作为本文黄海浒苔漂移输运模式的基础。
预报系统所需的气象预报场来自NCEP的GFS预报(http://www.nco. /pmb/products/gfs/)。
MASNUM海浪-潮流-环流耦合预报系统的海浪模式采用MASNUM海浪数值模式(Yuan et al, 1991; 杨永增等, 2005); 海洋环流模式是采用MPI并行技术改造(Wang et al, 2010)后的POM模式(Blumberg et al, 1987); 海浪-环流耦合采用Qiao等(2004, 2010)提出的非破碎波致混合的方案; 潮流-环流耦合采用在模式开边界上加入潮波输入的方式(Lü et al, 2010)。
预报系统覆盖海区为(15°—41°N, 105°—135°E), 空间分辨率为(1/24)°× (1/24)°, 海洋环流模式垂向分为30层, 并对上层进行加密。
海洋预报系统的开边界由相匹配的准全球和西北太平洋海区的海洋预报系统逐层嵌套获得(Wang et al, 2016)。
潮汐边界条件由分辨率为0.25°×0.25°的TPXO.6潮汐模式(Egbert et al, 1994)结果插值得到。
对系统预报结果进行了一系列对比检验, 结果表明预报系统对海温、海流的模拟能力令人满意(Qiao et al, 2011; Wang et al, 2016)。
同时也利用这一预报系统开展了一系列业务化应用(Zhao et al, 2015; Yin et al, 2018)。
图1是耦合预报系统模拟的2009—2017年浒苔途径海区的表层多年月平均流场分布。
从图中可以看出, 在浒苔暴发的月份, 海洋表层流场从苏北浅滩开始均为沿岸向北。
35.0°—36.5°N区域的沿岸表层流场多指向正北, 与东北-西南方向的海岸线相交, 这是造成浒苔主要堆积在青岛及以南的山东半岛沿岸的主要原因。
36°N以北, 表层流逐渐转向东北, 与岸线平行, 因此青岛以北的山东半岛沿岸浒苔一般不会严重堆积。
1.2 黄海浒苔漂移输运模式浒苔漂浮在海面, 受风、海浪和海流的共同作用, 故建立的浒苔漂移输运模式需同时包含以上各因素。
目前为止人们仍然没有完全研究清楚浒苔的繁殖、生长和死亡的规律, 故本模式不考虑浒苔的生态繁殖与消亡过程, 而只将浒苔看作受风、海浪和海流共同作用下的被动漂移物体。
考虑浒苔在水平方向上的物理运动过程, 其运动方程如下:a d wd(,)R(,)(,)dii i ixv x t v x t v x tt=++, (1)式中,av是海流赋予浒苔的速度;dv是风速, R是风对浒苔的经验拖曳系数, dR(,)iv x t就表达了风的拖曳给予浒苔的速度;wv是Stokes漂流, 它是由于海浪的非线性作用导致, 可直接由海浪模式预报的海浪参数计算得到。
运动方程(1)采用如下的一阶公式求解:1a d w(,)R(,)(,) n n n n n n n ni i i i ix x t v x t v x t v x t+⎡⎤≅+∆++⎣⎦, (2)通过漂移模式试验, nix为粒子i在第n个时刻所在位置, 1+nix为粒子i在第1+n个时刻所在位置,Δt为两个时刻的时长, a(,)n niv x t、d(,)n niv x t和w(,)n niv x t分别为第n个时刻粒子i所在位置海流速度、风速和Stokes漂流, 将R取为0.02, 从而建立浒苔漂移模型。
本文采用的大气和海洋预报数据均为网格化数据, 与浒苔移动路径不一致。
通过水平双线性插值的方法, 把预报的风场和流场数据插值到浒苔漂移点上, 然后进行模拟。
本文所建立的浒苔模式为离线耦合模式; 使用的流场、风场和海浪Stokes漂流均来自预报系统, 该系统每3小时输出一次结果。
所以模式计算时采用了时间插值的方式, 尽可能减小了时间分辨率不足的影响。
2漂移预测数值模式应用2.1 Argos表面漂流浮标验证Argos表面漂流浮标是一种在海面漂移、利用Argos卫星系统定位、具有数据实时传输功能的海洋设备。
Argos浮标基于拉格朗日观点测量表层流速和5期 赵 昌等: 黄海浒苔漂移输运模式的建立与应用1077图1 模拟南黄海月平均表层流场Fig.1 Simulated monthly mean sea-surface current fields in the South Yellow Sea. a) April; b) May; c) June; d) July注: a: 4月; b: 5月; c: 6月; d: 7月海流方向, 基于这些实测资料, 可以进一步认识和了解观测海域的表层海流特征。
Argos 表面漂流浮标在水面漂流时, 主要受到海流、波浪和风的作用, 与漂浮浒苔非常类似。
本文采用中国科学院海洋研究所2009年5月在西南黄海布放的5个Argos 表面漂流浮标来验证浒苔输运模式。
浮标设置的拖伞深度约为10—15米(峣李, 2010; Yuan et al , 2017), 浮标详细信息见表1。
表1 Argos 漂流浮标主要参数Tab.1 The main specifications of Argos floats in 2009投放坐标浮标编号投放处水深(m)拖伞深度(m)投放日期投放时间经度(E)纬度(N)27076 35 15 20090518 18:40 122°58.7′ 31°59.7′ 27091 11 10 20090528 14:32 121°00.1′ 33°59.9′ 27078 11 11 20090528 14:32 121°00.1′ 33°59.9′27088 20 15 20090528 17:48 121°31.2′ 34°00.1′ 27077 2015 20090528 19:44 122°01.1′ 33°59.5′漂流浮标和浒苔不完全相同, 受风和海浪Stokes 漂流影响较小, 主要受拖伞所在整个深度流速控制。