一般非线性拉格朗日时均环流理论在象山港的应用研究

浅海拉格朗日余流的研究工作已开展多年，但由于问题的复杂性，并未被多数研究者了解和认识，近年来随着观测手段的发展，该问题又逐渐成为研究热点。新近建立的一般非线性拉格朗日时均环流理论严格证明了以拉格朗日时均方式研究浅海环流及输运的正确性，但研究尚处于起步阶段，需找到典型海区，并通过相应的观测和数值手段进行验证和完善。象山港即是这样一个非线性较强的海区，它具有显著的潮汐潮流、狭长的地形、复杂的岸线等特征，而该海区已有的环流研究中也存在一定问题，因此，象山港可作为应用一般非线性拉格朗日时均环流理论进行研究的理想"试验区"。本项目将结合理论分析、现场观测和数值模拟三种方式研究象山港的环流机制，讨论拉格朗日余流随初始位相、时均时间间隔、季节等因素的时空变化。既为一般非线性拉格朗日时均环流理论提供实际应用佐证，又能发展和完善人们对象山港环流及输运机制的认识。

项目组按照原计划开展了研究工作，取得了预期研究成果，迄今为止，已发表学术论文3篇，SCI收录1篇，完成了预定考核指标。经过三年的努力，在观测和数值研究方面主要取得了四项成果：1、基于欧拉观测的流速剖面资料，给出了象山港垂直涡粘性系数以及底拖曳系数的估计，丰富了对中国陆架海垂直湍混合的认识，也为项目组建立高精度三维数值模型提供了定量参照；2、利用自主设计研制的近海GPS-GPRS漂流轨迹观测系统，在象山港开展了拉格朗日观测，所得轨迹资料符合对象山港潮流的一般认识，观测得到的潮致拉格朗日余流的变化主要归因于当地大小潮的差异；3、基于FVCOM建立了象山港三维水动力模型，研究了四种非线性机制在象山港潮不对称中的作用，提出了机制之间相互制衡的观点；4、数值模拟得到象山港外湾拉格朗日余流及输运的时空特征，并揭示出拉格朗日余流与欧拉余流对于盐度输运分布上的本质差异。