南海北部潮汐與內(nèi)潮作用下粒子追蹤研究

殷鵬，毛獻(xiàn)忠，李強(qiáng)

（清華大學(xué)深圳研究生院，廣東深圳518055）

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南海北部潮汐與內(nèi)潮作用下粒子追蹤研究

殷鵬，毛獻(xiàn)忠，李強(qiáng)

（清華大學(xué)深圳研究生院，廣東深圳518055）

摘要：利用ROMS模式對(duì)南海北部的正壓潮和內(nèi)潮進(jìn)行了模擬，并通過ROMS自帶的粒子追蹤模塊對(duì)表層、中層、底層釋放的粒子進(jìn)行了追蹤實(shí)驗(yàn)，分別討論了大陸架區(qū)域附近的粒子在正壓潮和內(nèi)潮作用下的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和分布情況。在正壓潮作用下，水體不同深度的粒子運(yùn)動(dòng)方向基本相同，垂向運(yùn)動(dòng)和粒子輸運(yùn)范圍較小，而內(nèi)潮對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響較為顯著，在呂宋海峽傳播過來的內(nèi)潮和局地生成內(nèi)潮的共同作用下，水體不同深度的粒子運(yùn)動(dòng)較正壓潮作用下更為復(fù)雜，粒子運(yùn)動(dòng)的水平和垂向范圍顯著加大，粒子的輸運(yùn)方向也不相同。

關(guān)鍵詞：ROMS；正壓潮；內(nèi)潮；粒子追蹤；南海

1　引言

潮汐是在天體作用下，海水發(fā)生的周期性運(yùn)動(dòng)，是主要的海洋現(xiàn)象之一。內(nèi)潮（也稱斜壓潮）對(duì)潮汐能量的耗散［1］、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸運(yùn)［2］，海水混合以及熱鹽環(huán)流［3］等起著至關(guān)重要的作用。呂宋海峽中有兩條縱貫?zāi)媳钡暮＜梗ㄎ鱾?cè)是恒春海脊，東側(cè)是蘭嶼海脊），陡峭的地形和較強(qiáng)的潮汐強(qiáng)迫為內(nèi)潮生成提供了理想的條件，因此呂宋海峽成為內(nèi)潮的高發(fā)區(qū)。內(nèi)潮生成后分別向南海北部和西太平洋兩個(gè)方向傳播［4］，向西傳播的內(nèi)潮在非線性、非靜力和地球旋轉(zhuǎn)作用下破碎，生成內(nèi)孤立波。南海內(nèi)潮研究目前已有許多現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、衛(wèi)星資料分析和數(shù)值模擬方面的成果［5-6］，但內(nèi)潮作用下粒子運(yùn)動(dòng)特性和粒子輸運(yùn)特性的研究相對(duì)較少。Lagrangian方法廣泛用于粒子追蹤的研究，鹽度輸運(yùn)［7］、水交換［8］、溢油［9］等問題的研究都可以通過Lagrangian粒子追蹤方法實(shí)現(xiàn)。油氣開采過去多集中在淺海，現(xiàn)在正向深遠(yuǎn)海延伸，與之伴隨而來的是潛在的深海溢油的威脅，比如2010年發(fā)生的墨西哥灣深水地平線溢油事故［10-11］。南海蘊(yùn)含豐富的油氣資源，是近期油氣開采的熱點(diǎn)海域。同時(shí)，在南海的油氣開采也有向深遠(yuǎn)海發(fā)展的趨勢(shì)。在南海海區(qū)頻發(fā)的內(nèi)潮，具有振幅大、流速?gòu)?qiáng)的特點(diǎn)，然而其對(duì)粒子輸運(yùn)的影響尚不清楚。

本文重點(diǎn)研究了潮汐與內(nèi)潮作用下南海北部水體不同深度的粒子運(yùn)動(dòng)和輸運(yùn)問題。首先利用ROMS模式分別模擬了不同分潮作用下的正壓潮和內(nèi)潮的運(yùn)動(dòng)情況，并分別對(duì)在表層、中層和底層釋放的粒子做了相應(yīng)的追蹤實(shí)驗(yàn)。粒子在一個(gè)小范圍內(nèi)持續(xù)釋放，針對(duì)的是水下溢油以及化學(xué)品泄漏等突發(fā)性海洋災(zāi)害性事件，本文的研究將為以后解決此類現(xiàn)實(shí)問題打下基礎(chǔ)。

2　模式配置和驗(yàn)證

圖1模式區(qū)域地形（★代表粒子釋放位置）

ROMS是一個(gè)基于自由表面、地形跟蹤、基本方程的海洋模式，廣泛的應(yīng)用于各個(gè)海洋科學(xué)研究領(lǐng)域［12-13］。ROMS在水平方向使用正交曲線坐標(biāo)，水平方向采用Arakawa C網(wǎng)格，垂直方向采用S坐標(biāo)［14］。本文的模擬區(qū)域是110°—126°E，16°—25°N，覆蓋了南海北部、呂宋海峽和部分西太平洋（圖1）。模式地形采用Smith&Sandwell v11.1 1/ 60°分辨率數(shù)據(jù)［15］。網(wǎng)格水平分辨率是1/30°×1/30°，垂向分為36層。網(wǎng)格最小水深設(shè)為10 m，最大水深設(shè)為6 000 m（水深超過6 000 m的海水層結(jié)對(duì)本研究的影響甚微）。ROMS采用正壓方程和斜壓方程分離求解的技術(shù)，正壓方程（求解速度快）和斜壓方程（求解速度慢）采用不同的時(shí)間步長(zhǎng)求解。本文求解正壓方程的時(shí)間步長(zhǎng)是3 s，求解斜壓方程的時(shí)間步長(zhǎng)是60 s。計(jì)算時(shí)間從2013年1月1號(hào)開始，持續(xù)15 d。

模式開邊界采用潮汐水位和潮流共同驅(qū)動(dòng)的方式，潮汐水位 η和潮流流速（u，v）由當(dāng)?shù)氐恼{(diào)和常數(shù)計(jì)算得到：

式中：A是分潮潮汐振幅，ω是分潮角頻率，Va是分潮潮流橢圓的半長(zhǎng)軸，Vb是分潮潮流橢圓的半短軸，θ是分潮潮流橢圓長(zhǎng)軸與東方向的夾角，φ 和 ?分別是分潮水位和潮流的相位。潮汐調(diào)和常數(shù)由俄勒岡州立大學(xué)的全球海洋潮汐反演模式TPXO 7.2［16］計(jì)算得到。TPXO同化了 TOPEX/ Poseidon和Jason衛(wèi)星高度計(jì)的海面高度資料，在深海區(qū)也就是本文模式開邊界區(qū)較為可信［17］。本文的潮汐調(diào)和常數(shù)取自TPXO 7.2在中國(guó)近海提供的1/30°×1/30°高分辨率數(shù)據(jù)。它所覆蓋的范圍是1.3°—41.3°N，99.0°—129.0°E，共包含9個(gè)主要分潮（M2，S2，N2，K2，K1，O1，P1，Q1，M4），其中由于M4分潮振幅較小，在后續(xù)計(jì)算中均忽略了M4分潮。

本文正壓模式中全場(chǎng)采用均一的溫度和鹽度。在進(jìn)行南海內(nèi)潮模擬時(shí)，為了避免考慮黑潮、中尺度渦等現(xiàn)象帶來的復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)問題，斜壓模式中的溫鹽場(chǎng)假定水平方向均一，垂直方向采用WOA（World Ocean Atlas）溫鹽場(chǎng)［18-19］在南海北部深水區(qū)的水平平均數(shù)據(jù)。

為了對(duì)模式結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，我們將M2和K1分潮分別驅(qū)動(dòng)的正壓和斜壓模式運(yùn)行6 d后的每小時(shí)輸出海表高度數(shù)據(jù)做調(diào)和分析，并將模式結(jié)果與Fang等［20］通過數(shù)值模擬得到的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。Fang等的結(jié)果與南海周邊63個(gè)驗(yàn)潮站數(shù)據(jù)進(jìn)行了比對(duì)，其M2分潮振幅和遲角的平均誤差分別是6.5 cm和9.9°，K1分潮則分別是4.6 cm和8.7°，因此利用Fang等提供的同潮時(shí)線等潮汐關(guān)鍵特征信息來驗(yàn)證模式結(jié)果是可信的。圖2給出了分別在M2和K1分潮驅(qū)動(dòng)下，正壓和斜壓模式結(jié)果的等振幅線和同潮時(shí)線圖，與上述文獻(xiàn)中的結(jié)果基本一致。但是由于內(nèi)潮對(duì)海表面的調(diào)制作用，內(nèi)潮模式下潮汐的等振幅線和同潮時(shí)線在細(xì)微結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了較為復(fù)雜的分布。

圖2 M2和K1分潮分別驅(qū)動(dòng)的等振幅線（虛線，單位:cm）與同潮時(shí)線（實(shí)線，單位：°）分布

為了進(jìn)一步驗(yàn)證模式結(jié)果，我們分別計(jì)算了M2、K1分潮與TPXO相應(yīng)分潮的均方根誤差［21］以評(píng)估模式的準(zhǔn)確性。

式中：腳標(biāo)m表示模式結(jié)果，o表示TPXO結(jié)果。分析結(jié)果顯示模式均方根誤差在西太平洋海域比較小，在南海區(qū)域從東向西逐漸增加。在近岸淺水地區(qū)潮流受地形影響比較大，動(dòng)力環(huán)境變得復(fù)雜，均方根誤差相對(duì)較大。另外，TPXO數(shù)據(jù)在近岸的準(zhǔn)確度也會(huì)有一定程度的降低。在本文粒子釋放區(qū)域，與TPXO相應(yīng)分潮的振幅相比，M2分潮驅(qū)動(dòng)的正壓模式的均方根誤差約為24%，斜壓模式約為21%，K1分潮驅(qū)動(dòng)的正壓模式的均方根誤差約為17%，斜壓模式約為14%。

圖3給出了分別在M2和K1分潮驅(qū)動(dòng)下，斜壓模式中某一時(shí)刻粒子釋放區(qū)域附近溫度與流速的緯向剖面。內(nèi)潮在呂宋海峽生成，向西傳播，在非線性和非靜力作用下破碎生成內(nèi)孤立波。但是由于ROMS模式不包含非靜力效應(yīng)，同時(shí)也由于網(wǎng)格水平分辨率不足的問題，上述數(shù)值模式并不能模擬南海非線性內(nèi)孤立波。由于本文重點(diǎn)討論潮汐和內(nèi)潮對(duì)質(zhì)點(diǎn)輸運(yùn)的影響，這種高頻非線性內(nèi)波暫且不在考慮范圍之內(nèi)。在粒子釋放區(qū)域附近，呂宋海峽傳來的內(nèi)潮在遇到陡峭地形時(shí)破碎生成高模態(tài)內(nèi)波，同時(shí)，局地的潮汐和地形相互作用也會(huì)生成小部分內(nèi)潮。局地的粒子運(yùn)動(dòng)是由潮汐、呂宋海峽傳播過來的內(nèi)潮和局地內(nèi)潮共同驅(qū)動(dòng)的。

3　粒子運(yùn)動(dòng)情況

本文的粒子追蹤實(shí)驗(yàn)通過ROMS自帶的拉格朗日粒子追蹤模塊實(shí)現(xiàn)。粒子類型選用的是三維拉格朗日粒子，密度與海水相同，可以在垂直方向上自由運(yùn)動(dòng)。計(jì)算粒子軌跡的方程如下：

圖3 M2和K1分潮分別驅(qū)動(dòng)的斜壓模式在粒子釋放區(qū)域附近的溫度和流速緯向剖面

式中：xj為粒子坐標(biāo)，v（xj，t）是模式在 xj點(diǎn)的速度。ROMS通過用四階Milne格式預(yù)估然后再用四階Hamming格式校正的方法求解上述方程。

模式中粒子的釋放點(diǎn)選擇在東沙群島東北處較平坦的大陸坡上。釋放點(diǎn)是以117.15°E，21.41°N為中心，大約3×3 km2的范圍內(nèi)等間隔矩形分布的5× 5個(gè)點(diǎn)。每個(gè)釋放點(diǎn)之間的間隔大約是0.6 km。這里是南海油田可能的開采區(qū)域。釋放點(diǎn)的深度分別是海底（350—380 m左右深處），中間層（大約192 m深處）和海表（0 m）。粒子在模式穩(wěn)定運(yùn)行后第6 d開始釋放，各釋放點(diǎn)每604.8秒釋放一個(gè)粒子，持續(xù)釋放1 000個(gè)，總共釋放了25 000個(gè)粒子。這是針對(duì)水下溢油和化學(xué)品泄漏較為簡(jiǎn)化的粒子釋放方式。在表層釋放的粒子，其在正壓潮模式下和斜壓潮模式下的垂直方向的運(yùn)動(dòng)范圍均較小，都在0.4 m左右，遠(yuǎn)小于底層和中間層粒子的垂直運(yùn)動(dòng)范圍，因此表層釋放的粒子只分析水平方向的運(yùn)動(dòng)。

3.1粒子軌跡分析

下面以正壓和斜壓模式中，表、中、底層粒子釋放點(diǎn)中心位置（117.15°E，21.41°N）最早釋放的粒子為例，分析粒子釋放后7 d時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。

3.1.1 M2分潮驅(qū)動(dòng)的模式

正壓模式中，表、中、底層粒子的水平運(yùn)動(dòng)方向和軌跡基本一致，單個(gè)潮周期內(nèi)的軌跡近似橢圓（如圖4左圖所示）。表、中、底層粒子的最終位置分別在西偏北69°、68°、50°方向，水平位移都是0.2 km。中間層和底層粒子垂直方向的運(yùn)動(dòng)也較為一致，中間層粒子運(yùn)動(dòng)的深度變化范圍為0.4 m左右，底層為1 m左右。正壓潮驅(qū)動(dòng)下粒子水平運(yùn)動(dòng)方向與余流的估計(jì)較為一致，同時(shí)垂向運(yùn)動(dòng)較小，這都是與正壓運(yùn)動(dòng)的特征一致的。

斜壓模式中，水平方向每層粒子運(yùn)動(dòng)軌跡都是一系列不封閉的近橢圓形狀的曲線（如圖4右圖所示），這是由局地生成的高模態(tài)內(nèi)波以及內(nèi)波的非線性作用造成的。表、中、底層粒子的最終位置分別在東偏北22°、東偏南69°、西偏北79°方向，水平位移分別是34.1 km、6.2 km、18.0 km。內(nèi)潮表層水平流速最大，而粒子運(yùn)動(dòng)軌跡又是不封閉的，所以粒子會(huì)產(chǎn)生比較大的位移。斜壓模式中粒子位移是正壓潮和內(nèi)潮共同作用的結(jié)果，通過與上面計(jì)算的正壓潮流引起位移比較，可見內(nèi)潮對(duì)粒子的輸運(yùn)起了主要作用。垂直方向上，中間層粒子運(yùn)動(dòng)的最大深度差在60 m左右，底層在80 m左右，遠(yuǎn)大于正壓模式結(jié)果。

圖4 M2分潮驅(qū)動(dòng)下的模式在第6天（117.15°E，21.41°N）處釋放的粒子的軌跡

3.1.2 K1分潮驅(qū)動(dòng)的模式

正壓模式中，表、中、底層粒子的水平面軌跡的形狀基本一致，單個(gè)潮周期內(nèi)的軌跡近似橢圓（如圖5左圖所示）。表、中、底層粒子的最終位置分別在西偏北 51°、51°、46°方向，水平位移分別是1.0 km、1.0 km、0.9 km。中間層粒子垂直運(yùn)動(dòng)的深度變化范圍大約為2 m，底層大約為4 m。

斜壓模式中，粒子在水平方向隨潮周期震蕩運(yùn)動(dòng)，表層和中間層尤為明顯，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可以形成閉合的橢圓（如圖5右圖所示）。表、中、底層粒子的最終位置分別在東偏南4°、東偏南40°、西偏北63°方向，水平位移分別是9.3 km、12.7 km、11.5 km。垂直方向上，中間層粒子運(yùn)動(dòng)的最大深度差在30 m左右，底層在47 m左右。

3.2釋放完畢時(shí)刻粒子分布

3.2.1 M2分潮驅(qū)動(dòng)的模式

正壓模式中，粒子在表、中、底層的分布都非常相近，每個(gè)釋放點(diǎn)附近是近橢圓形式的粒子分布（見圖6左圖）。釋放完畢時(shí)刻表、中、底層粒子的分布范圍分別是8.0 km2、8.0 km2、6.9 km2，中間層粒子所占體積是0.004 km3，底層所占體積是0.009 km3。

斜壓模式結(jié)果如圖6右圖所示，表層絕大部分粒子向粒子釋放區(qū)域的東北方向運(yùn)動(dòng)，分布范圍是394.3 km2。中間層幾乎所有粒子都首先向南運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)粒子聚集區(qū)，然后有一部分粒子繼續(xù)向東南方向運(yùn)動(dòng)，另一小部分粒子向西南方向運(yùn)動(dòng)，總的水平分布范圍是144.7 km2，所占體積是2.90 km3。底層大部分粒子向西北方向運(yùn)動(dòng)，在（117.12°E，21.46°N）附近，粒子集中到一起繼續(xù)向西北方向運(yùn)動(dòng)，之后又有兩次轉(zhuǎn)向；小部分粒子向東北方向運(yùn)動(dòng)。底層粒子水平分布范圍是77.1 km2，所占體積是0.43 m3?？傮w來說，表層粒子輸運(yùn)是向東北的，中間層向東南，底層向西北。

3.2.2 K1分潮驅(qū)動(dòng)的模式

正壓模式中，粒子在表、中、底層的分布是相近的，每個(gè)釋放點(diǎn)附近都是近橢圓形式的粒子分布（圖7左圖所示）。釋放完畢時(shí)刻表、中、底層粒子的分布范圍分別是15.9 km2、16.1 km2、14.2 km2。

圖5 K1分潮驅(qū)動(dòng)下的模式在第6天（117.15°E，21.41°N）處釋放的粒子的軌跡

圖6 M2分潮驅(qū)動(dòng)下的模式釋放完畢時(shí)刻粒子的分布

圖7 K1分潮驅(qū)動(dòng)下的模式釋放完畢時(shí)刻粒子的分布

斜壓模式結(jié)果如圖7右圖所示，表層粒子分布呈橢圓形，中心位置在粒子釋放區(qū)域東北方向，南北兩邊內(nèi)側(cè)粒子比較集中，西面和外圍粒子密度比較小，粒子分布范圍是164.6 km2。中間層絕大部分粒子離開釋放點(diǎn)后向東南方向運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)條帶狀的分布，粒子多集中在與釋放點(diǎn)深度相近的水層中，粒子水平分布范圍是164.6 km2，所占體積是0.72 km3，與M2分潮模式結(jié)果不同，K1模式的粒子分布更加集中。底層絕大多數(shù)粒子向釋放區(qū)域西北方向運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)類似馬鞍形狀的分布，粒子水平分布范圍是82.8 km2，所占體積是0.26 km3。總體來說，表層的粒子輸運(yùn)是向東北的，中間層向東南，底層向西北。

3.2.3 8個(gè)主要分潮驅(qū)動(dòng)的模式

最后，本文考察了在8個(gè)主要分潮（M2，S2，N2，K2，K1，O1，P1，Q1）驅(qū)動(dòng)下粒子的運(yùn)動(dòng)，結(jié)果如圖8所示。正壓模式中，粒子分布和K1、M2分潮驅(qū)動(dòng)的模式結(jié)果類似，表、中、底層基本一致。釋放完畢時(shí)刻表、中、底層的粒子分布范圍分別是26.4 km2、26.7 km2、24.1 km2，中間層粒子所占體積是0.03 km3，底層所占體積是0.05 km3。

斜壓模式中，表層粒子離開釋放點(diǎn)后向東沿近橢圓軌跡運(yùn)動(dòng)，到達(dá)21.5°N附近后一小部分粒子轉(zhuǎn)向東北方向運(yùn)動(dòng)，大部分粒子轉(zhuǎn)向西南方向運(yùn)動(dòng)。整體上粒子呈東北-西南方向傾斜的不規(guī)則形狀分布，中心位置在粒子釋放區(qū)域的西北方向，分布范圍是536.0 km2。中間層絕大部分粒子首先向東北方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)（117.28°E，21.44°N）附近后分成3部分，大部分粒子轉(zhuǎn)向東南方向運(yùn)動(dòng)，小部分粒子轉(zhuǎn)向西北方向運(yùn)動(dòng)，還有少數(shù)粒子轉(zhuǎn)向東北方向運(yùn)動(dòng)，粒子水平分布范圍是494.9 km2，所占體積是9.30 km3。底層粒子離開釋放點(diǎn)后分為兩部分運(yùn)動(dòng)，大部分粒子首先向東北方向運(yùn)動(dòng)，在到達(dá)（117.26°E，21.50°N）附近后轉(zhuǎn)向西北方向運(yùn)動(dòng)；小部分粒子首先向西北方向運(yùn)動(dòng)，其后又發(fā)生了向東南和東北的兩次轉(zhuǎn)向。底層粒子水平分布范圍是155.5 km2，所占體積是0.90 km3?？傮w而言，表層粒子輸運(yùn)是向西北的，中間層向東南，底層向東北。

4　結(jié)論

圖8 8個(gè)分潮驅(qū)動(dòng)下的模式釋放完畢時(shí)刻粒子的分布

綜上所述，正壓潮作用下粒子在表、中、底層水平運(yùn)動(dòng)軌跡都基本一致，垂向運(yùn)動(dòng)范圍遠(yuǎn)小于內(nèi)潮情形，這都是由正壓運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定的。而在內(nèi)潮作用下不同深度的粒子運(yùn)動(dòng)明顯不同，不同分潮驅(qū)動(dòng)的模式結(jié)果也不盡相同。K1分潮驅(qū)動(dòng)的斜壓模式中粒子在水平方向的運(yùn)動(dòng)軌跡呈近閉合的橢圓，中間層和表層的表現(xiàn)尤為明顯。M2分潮驅(qū)動(dòng)的斜壓模式中粒子運(yùn)動(dòng)軌跡則更為不規(guī)則，這可能與M2內(nèi)潮存在更為明顯的非線性和科氏效應(yīng)相互作用有關(guān)［5］。正壓模式計(jì)算的釋放完畢時(shí)刻粒子分布在表、中、底層基本相同，粒子擴(kuò)散范圍較小。內(nèi)潮驅(qū)動(dòng)的粒子分布情況比較復(fù)雜。研究區(qū)域的內(nèi)潮既包括由呂宋海峽傳播而來的內(nèi)潮，也包括局地生成的內(nèi)潮，潮汐、內(nèi)潮與陡峭大陸坡的相互作用生成高模態(tài)內(nèi)波更加增加了粒子運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性。正壓潮作用下整層海水中粒子輸運(yùn)方向基本相同，而內(nèi)潮驅(qū)動(dòng)下不同深度水體中粒子輸運(yùn)方向是不同的，且粒子最終分布范圍遠(yuǎn)大于正壓潮情形，并存在明顯的垂向擴(kuò)散特征。

南海有著豐富而又復(fù)雜的海洋學(xué)現(xiàn)象，臺(tái)風(fēng)等突發(fā)性災(zāi)害性天氣較為頻繁，南海環(huán)流、中尺度渦旋等對(duì)粒子輸運(yùn)的作用不可忽視［22］。由于本文關(guān)注于潮汐和內(nèi)潮對(duì)粒子輸運(yùn)的作用，環(huán)流、渦旋等的作用并沒有考慮，以期理清潮汐、內(nèi)潮對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)理。本文用到的研究分析方法可以進(jìn)一步推廣用來研究南海溢油和化學(xué)品泄漏等現(xiàn)實(shí)問題。實(shí)現(xiàn)南海溢油模擬則還需在本文工作的基礎(chǔ)上引入粒子密度變化，并考慮油粒子的擴(kuò)散、蒸發(fā)、溶解、乳化等行為［23-25］。

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中圖分類號(hào)：P731.23

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0239（2016）02-0030-09

DOI:10.11737/j.issn.1003-0239.2016.02.005

收稿日期：2015-07-26

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（41106002，4157608）；國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（2013AA09A504）；深圳市科創(chuàng)委技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目（CXZZ20140521161827690）

作者簡(jiǎn)介：殷鵬（1989-），男，碩士在讀，研究方向?yàn)楹Ｑ髷?shù)值模擬。E-mail:yp13@mails.tsinghua.edu.cn

Study on particle tracking driven by barotropic and baroclinic tides in the northern South China Sea

YIN Peng，MAO Xian-zhong，LI Qiang
（Graduate School at Shenzhen，Tsinghua University，Shenzhen 518055 China）

Abstract：Barotropic and baroclinic tides in the northern South China Sea are simulated using the ROMS.The movement and distribution of passive particles under the barotropic and baroclinic tides are calculated using a Lagrangian particle tracking method.Driven by the barotropic tides，the particles in different depths move in a similar direction in horizontal and the vertical movement is trivial.However，due to the baroclinic tides generated from Luzon Strait as well as those generated locally，the particles move towards different directions in different depths with apparent vertical movement.

Key words：ROMS；barotropic tides；internal tides；particle tracking；South China Sea