基于卫星高度计海面高度异常资料获取潮汐调和常数方法及应用matlab代码

简介: 基于卫星高度计海面高度异常资料获取潮汐调和常数方法及应用matlab代码

1 内容介绍

1. 潮汐潮流现象的研究意义

海洋潮汐是在天体引潮力作用下形成的长周期波动现象,在水平方向上表现为潮流的涨落,在铅直方向上则表现为潮位的升降。潮汐潮流运动是海洋中的基本运动之一,它是动力海洋学研究的重要组成部分,对它的研究直接影响着波浪、风暴潮、环流、水团等其他海洋现象的研究,在大陆架浅海海洋中,对潮汐潮流的研究更具重要性。

海岸附近和河口区域是人类进行生产活动十分频繁的地带,而这个地带的潮汐现象非常显著,它直接或间接地影响着人们的生产和生活。潮汐潮流工作的开展和研究,可为国防建设、交通航运、海洋资源开发、能源利用、环境保护、海港建设和海岸防护提供资料。例如,沿海地区的海滩围垦、农田排灌,水产的捕捞和养殖,制盐,海港的选址及建设,以至于潮能发电等活动,无不与潮汐潮流现象有着密切的关系。

2. 潮汐潮流数值模拟所面临的问题

区域海洋潮汐的数值模拟需要提供开边界的水位调和常数,而开边界的水位调和常数,或者来源于观测、或者来源于全球海洋潮汐的数值模拟;而全球海洋潮汐的数值模拟,相当耗费资源。虽然目前有国外学者研究机构,能够提供区域海洋潮汐的调和常数,但实质上的评价结果难以令人满意。

从区域海洋潮汐的数值模拟的现状来讲,四个主要分潮)的单一分潮的数值模拟与同化可以得到令人满意的结果,但其它分潮等)的单一分潮的数值模拟与同化,结果却差强人意这意味着其它分潮的数值模拟,只有与四个主要分潮同时进行数值模拟,才能得到可以接受的结果从具体操作来讲,其它分潮由于相对较弱,导致模拟结果的精度难以提高。

长周期分潮的获取,目前已有基于全球长周期分潮数值模拟手段的报道,但其面临的困境,与其它较弱分潮面临的困境没有差别。

从各分潮的调和常数获取的发展史来说,通过对已有观测结果进行插值曾经是首选,但发展过程中逐渐被数值模拟方法所取代。高度计资料的出现,引发部分学者开展了插值方法的研究,并取得了一些值得一提的结果,尽管被所谓的主流方式淹没,但也难掩其光芒所在。鉴于目前已有高度计资料作为支持,其它分潮及长周期分潮的调和常数获取的插值方法研究大有可为。

2 仿真代码

%% 共同数据位置查询,便于对比

function [nr1]=local_find1(test_data,world_data);%输2个矩阵,对应某种分潮,不同数据来源:卫星测量、国际测量站

for N3=1:size(world_data,1)%国际测量站侧取得位置数量

   %test_data 中寻找

   for N1=1:size(test_data,1)%卫星测量点数量

   d13(N1,1:2)=test_data(N1,3:4)-world_data(N3,3:4);

   end

   D13=sum(d13.^2,2);

   [LOC1]=find(D13==min(D13));

   nr1(N3)=LOC1(1);

   end

end

3 运行结果

4 参考文献

[1] 陈宗镛潮汐学北京:科学出版社,1980

[2] 方国洪,郑文振,陈宗镛,王骥潮汐和潮流的分析与预报北京海洋出版社,1986

[3] 黄祖珂,黄磊潮汐原理与计算,青岛,中国海洋大学出版社,2005

[4] 孙丽艳:渤黄东海潮汐底摩擦系数的优化研究[硕士学位论文].青岛:中国海洋大学海洋环境学院,2006

[5] 范丽丽:风暴潮数值同化研究和高度计资料拟合方法研究[硕士学位论文].青岛:中国海洋大学海洋环境学院,2011.

[6] Mazzega, P., and M. Berge, 1994Ocean tides in the Asian semi-enclosed seas from TOPEX/POSEIDON. J. Geophys. Res., 99: 24,867–24,881.

[7] Yangi, T., A. Morimoto, and K. Ichikawa, 1997. Co-tidal and co-range charts for the East China Sea and the Yellow Sea derived from satellite altimetric data. J. Oceanography, 53: 303–309.

[8] Fan, L.L.,Wang B.,and Lv X.Q.,2011,Cotidal Charts near Hawaii Derived from TOPEX/Poseidon Altimetry Data,J Atmos Ocean Technol,28,606-614.

[9] Fang, G. H.Wang Y. G., Wei Z. X., Choi B. H., Wang X. Y., and Wang J., 2004Empirical cotidal charts of the Bohai, Yellow, and East China Seas from 10 years of TOPEX/Poseidon altimetry. J. Geophys. Res.Vol.109:C11006,doi: 1029/2004JC002484.

[10] Wang Y.H.,FANG G. H.Wei Z. X.,Wang Y. G.,Wang X. Y., Xu X. Q.,Cotidal charts and tidal power input atlases of the global ocean from TOPEX/Poseidon and JASON-1 altimetry,Acta Oceanol. Sin.,2012,31,4,11-23.

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