一种基于相对导纳计算次要分潮经验同潮图的推算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相对导纳计算次要分潮经验同潮图的推算方法，对某一主要分潮n，利用导纳An、次要分潮m相对于主要分潮n的相对导纳R

A method based on relative admittance to calculate the secondary tidal spectrum of secondary tidal component

The present invention discloses a method for calculating the secondary tidal experience based on the relative admittance, and calculates the relative admittance of a primary tidal n with the admittance An and the minor tidal m relative to the main tidal n, R

【技术实现步骤摘要】
一种基于相对导纳计算次要分潮经验同潮图的推算方法
本专利技术涉及海洋监测领域，具体涉及一种基于相对导纳计算次要分潮经验同潮图的推算方法。
技术介绍
渤、黄、东海的潮汐潮流分布的最早研究始于Ogura(1933[1])，他根据沿岸实测资料制作了M2,S2,K1和O1同潮图。上世纪五十年代末至六十年代初期，我国全国海洋普查对渤、黄、东海124°E以西的潮汐潮流作了大量的观测和分析，根据这些资料绘制了比Ogura更为准确的潮汐潮流分布图。Fang(1986[2],1994[3])根据沿岸验潮站资料和外海潮流观测资料进一步改进了全国海洋普查成果。但由于当时观测资料的限制，以上研究都仅限于M2,S2,K1和O1分潮。自上世纪七十年代以来，国内外学者在海洋数值模拟方面也做了大量工作(沈育疆，1980[4]；沈育疆和叶安乐，1984[5]；丁文兰，1984[6]；Fangetal.,1984[7]；方国洪，1985[8]；赵保仁等，1994[9]；叶安乐和梅丽明，1995[10]；万振文等，1998[11],1999[12]；王凯等，1999[13]；Lefevreetal.，2000[14]；Baoetal.，2001[15]；Leeetal.，2002[16]；王永刚等，2004[17]；李培良等，2005[18]；张衡等，2005[19]；Chengetal.，2007[20]；ZhangandLu，2008[21])。尽管数值模拟结果与实测资料已有良好的一致性，但是由于模式及其参数不能完全反映实际情况，特别是由于缺乏外海资料，计算结果和实际情况之间还存在一定的偏差，尤其在局部海区，其偏差不可忽视。因此，利用实测资料构建潮汐分布仍然是潮汐研究中的一项基础性工作。随着相关科学技术的提高，卫星高度计的应用使得外海全海域的潮汐观测成为可能。Fangetal.(2004[22])利用10年TOPEX/Poseidon卫星高度计资料分析得出了Sa,M2,S2,K1和O15个分潮的同潮图。该研究表明，基于卫星高度计资料分析所得的这些主要分潮的振幅和迟角准确度可以达到2～4cm和5°左右。由于次要分潮本身振幅较小，由卫星高度计得出的结果相对误差仍较大。由此可见，目前的潮汐潮流分布的同潮图存在误差较大的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是目前的潮汐潮流分布的同潮图存在误差较大的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是提供了一种基于相对导纳计算次要分潮经验同潮图的推算方法，其特征在于，包括如下计算步骤：步骤S1，对某一主要分潮n，导纳An为：其中Hn和gn分别为主要分潮的修正后的振幅、振幅和迟角，Cn为引潮力系数；步骤S2，在同一潮族中，将次要分潮m相对于主要分潮n的相对导纳定义为：其中，rm/n＝gm-gn(4)式(3)中Hm/Hn为传统潮汐学中的振幅比，gm-gn为迟角差；步骤S3，根据式(3)和(4)，推出次要分潮m的振幅和迟角为：gm＝rm/n+gn(6)利用上述数据即可画出小分潮的同潮图。在上述方案中，步骤S2的具体运算步骤如下：步骤S201，主要分潮为M2、S2、K1、O1，次要分潮为N2、K2、P1、Q1，则振幅比分别为迟角差分别为设振幅比为H，迟角差为g,记A＝Hsing，B＝Hcosg；步骤S202，若某海区有N个验潮站观测点，分别用i(i＝1,2...,N)代表，且各点的经纬度为其中对南纬用负值表示，λ，以度为单位，则Hi和gi为各验潮站观测点的振幅比和迟角差，观测站i点对其它各站点的距离为：i点的加权平均值为：其中,式(9)和式(10)中，代表对所有观测点求和，但不包括i点；步骤S203，用如下步骤确定i点的相对导纳Ri：海区内及周围各网格点m的水深值为Dm，点m的经纬度为m＝1,2...,M,网格点m与验潮站点i的距离为：选取所有rim＜Q(Q取0.15×106m)的点，对这些点的水深值进行平均，记为计算相应的开尔文波波速：开尔文波波长：Li＝uiT(13)其中，T为潮波周期，即T＝360°/ω(14)其中，ω是潮波角速率；最后选取Ri＝κLi(κ＝1/4)(15)；步骤S204，根据步骤S402得出的和(i＝1,2......,N)，计算：及均方根偏差若δi≥mσ(18)则认为第i点数据可能异常，则Ri舍去，m取2；步骤S205，在海区内按预先给定的分辨率设定各网格点，记各网格点的序号为k(k＝1,2......)，其对应的经纬度为计算点k到各观测点i的距离为求k点的加权平均值步骤S206，根据步骤S403的算法计算点k的相对导纳Rk，并根据步骤S204的算法舍去数据异常值Rk；步骤S3的具体运算步骤如下：步骤S301，由和反算得到各个网格点的振幅比及迟角差步骤S302，得到m对n分潮的相对导纳之后，m分潮的调和常数便可以根据式(3)和(4)由n分潮的调和常数推出：gm＝rm/n+gn(6)利用上述数据即可画出相应的同潮图。本专利技术，将首先利用沿岸验潮站的调和常数(振幅和迟角)得出研究海区相对导纳的分布，然后进一步利用海区中主要分潮的调和常数和相对导纳给出次要分潮的分布，能有效降低检测结果的相对误差，具有较高精确度。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术予以详细说明。本专利技术提供的一种基于相对导纳计算次要分潮经验同潮图的推算方法，包括如下计算步骤：步骤S1，对某一主要分潮n，导纳An为：其中Hn和gn分别为主要分潮的修正后的振幅、振幅和迟角，Cn为引潮力系数(见陈宗镛，1980[25]；方国洪等，1986[26]，黄祖珂、黄磊，2005[27])；步骤S2，在同一潮族中，将次要分潮m相对于主要分潮n的相对导纳定义为：其中，rm/n＝gm-gn(4)式(3)中Hm/Hn为传统潮汐学中的振幅比，gm-gn为迟角差；如果实际分潮的振幅比与引潮力之比相同，则等于1，实际海洋中不会正好等于1，但对大部分海域它接近于1；如果两个分潮的迟角相等，则rm/n等于零，实际海洋中rm/n一般不等于零，对大部分海域它大于零(若m分潮角速度大于n分潮)或小于零(若m分潮角速度小于n分潮)；步骤S3，根据式(3)和(4)，推出次要分潮m的振幅和迟角为：gm＝rm/n+gn(6)利用上述数据即可画出小分潮的同潮图。其中，步骤S2的具体运算步骤如下：步骤S201，主要分潮为M2、S2、K1、O1，次要分潮为N2、K2、P1、Q1，则振幅比分别为迟角差分别为设振幅比为H，迟角差为g,记A＝Hsing，B＝Hcosg；步骤S202，若某海区有N个验潮站观测点，分别用i(i＝1,2...,N)代表，且各点的经纬度为其中对南纬用负值表示，λ，以度为单位，则Hi和gi为各验潮站观测点的振幅比和迟角差，观测站i点对其它各站点的距离为：i点的加权平均值为：其中,式(9)和式(10)中，代表对所有观测点求和，但不包括i点；步骤S203，用如下步骤确定i点的相对导纳Ri：海区内及周围各网格点m的水深值为Dm，点m的经纬度为m＝1,2...,M,网格点m与验潮站点i的距离为：选取所有rim＜Q(Q取0.15×106m)的点，对这些点的水深值进行平均，记为计算相应的开尔文波波速：开尔文波波长：Li＝uiT(13)其中，T为潮波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于相对导纳计算次要分潮经验同潮图的推算方法，其特征在于，包括如下计算步骤：步骤S1，对某一主要分潮n，导纳An为：

【技术特征摘要】
1.一种基于相对导纳计算次要分潮经验同潮图的推算方法，其特征在于，包括如下计算步骤：步骤S1，对某一主要分潮n，导纳An为：其中Hn和gn分别为主要分潮的修正后的振幅、振幅和迟角，Cn为引潮力系数；步骤S2，在同一潮族中，将次要分潮m相对于主要分潮n的相对导纳定义为：其中，rm/n＝gm-gn(4)式(3)中Hm/Hn为传统潮汐学中的振幅比，gm-gn为迟角差；步骤S3，根据式(3)和(4)，推出次要分潮m的振幅和迟角为：gm＝rm/n+gn(6)利用上述数据即可画出小分潮的同潮图。2.如权利要求1所述的一种基于相对导纳计算次要分潮经验同潮图的推算方法，其特征在于，步骤S2的具体运算步骤如下：步骤S201，主要分潮为M2、S2、K1、O1，次要分潮为N2、K2、P1、Q1，则振幅比分别为迟角差分别为设振幅比为H，迟角差为g,记A＝Hsing，B＝Hcosg；步骤S202，若某海区有N个验潮站观测点，分别用i(i＝1,2...,N)代表，且各点的经纬度为其中对南纬用负值表示，λ，以度为单位，则Hi和gi为各验潮站观测点的振幅比和迟角差，观测站i点对其它各站点的距离为：i点的加权平均值为：其中,式(9)和式(10)中，代表对所有观测点求和，但不包括i点；步骤S203，用如下步骤确定i点的相对导纳Ri：海区内及周围各网格点m的水深值为Dm，点m的经纬度为m＝1,2...,M,网格点m与验潮站点i的距离为：选取所有rim＜Q(Q取0.15...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓庆，魏泽勋，王永刚，李淑江，范斌，徐腾飞，滕飞，高秀敏，
申请(专利权)人：国家海洋局第一海洋研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37