渤海湾M2 分潮的季节变化:增强调和分析的应用
2021-07-22余鹰王道胜
余鹰,王道胜,2*
( 1. 中国地质大学(武汉) 海洋学院 海洋地质资源湖北省重点实验室,湖北 武汉 430074;2. 中国地质大学 深圳研究院,广东 深圳 518057)
1 引言
由于海洋物理性质和海岸形态的变化,潮汐存在多个时间尺度的变化[1],尤其是沿海和极地地区的M2分潮[2]。前人研究表明,英国海岸[3]、西北欧大陆架[4]、黄海和东海[5]、哈得孙河口[6]和东南亚海岸[1]等沿海地区,M2分潮都存在着季节变化。此外,相关研究表明极地地区M2分潮也存在季节变化[2,7-8]。
为了分析M2分潮的季节变化,传统上将观测的水位数据分段,并对每一段进行经典调和分析(Classical Harmonic Analysis, CHA),该方法可以通过MATLAB 中的T_TIDE 工具包来实现[9]。上述过程称为分段调和分析(Segmented Harmonic Analysis, SHA),该方法在前人研究中得到广泛使用[2,5,10-13]。当直接使用SHA 时,得到的振幅和迟角是离散的,需要对其进行插值以得到连续的结果。如果采用时间窗滑动的方式,一些峰值和快速变化的信号会被平滑,若某些分段中存在较多缺测,则可能导致计算结果不准确。除此之外,在使用SHA 进行月度分析时,一些无法分辨的潮汐成分也需谨慎处理。Jin 等[10]提出了增强调和分析(Enhanced Harmonic Analysis, EHA)方法,可以直接得到内潮不同潮汐成分时变的振幅和迟角。Pan等[14]基于EHA 方法开发了S_TIDE 工具包,并利用S_TIDE 研究了哥伦比亚河口的潮汐-河流相互作用。根据Pan 等[14]所述,在S_TIDE 中如何针对分析的潮汐成分选择合适的独立点数是一项相对复杂的工作,应通过一系列敏感性试验来测试,以避免产生虚假的结果。
在SHA 和EHA 中,所有潮汐成分的调和常数均被认为是随时间变化的。……
