弗里曼特尔记录中的沿海潮汐计观测动态过程
Charitha Pattiaratchi
沿海海平面变化的时间尺度从几个小时到几个世纪不等。在全球范围内，太阳和月球的天文力是导致周期为12小时和24小时的潮汐变化的主要力量。在许多地区，潮汐的影响主导了水位变化——然而，在潮汐影响较小的地区，其他过程在决定当地水位方面也很重要。本文介绍了南半球时间序列记录最长的弗里曼特尔(潮差~0.5 m)和西澳大利亚其他海平面记录站的海平面数据，以突出不同的过程湖面，海啸，潮汐，风暴潮，大陆架波、年度及年际变化。由于每个过程的贡献都是相同的数量级，因此对该区域海平面变化的研究非常有趣，它揭示了局地和远距离的强迫作用。
7.1介绍
沿海地区经历海平面的上升和下降，其时间尺度以小时、天、周、月、年等为单位，受天文潮汐、气象条件、当地水深和许多其他因素的支配。这些过程的概述可以在Pugh(1987,2004)和Boon(2004)中找到。在全球范围内，太阳和月球的天文力是导致周期为12和24小时的潮汐变化的主要力量。在许多地区，潮汐的影响主导了水位变化;然而，在潮汐效应较小的地区，其他过程在确定当地水位方面变得重要起来。在本文中，海平面数据来自弗里曼特尔(图7.1)
C.帕蒂亚拉奇(El)
环境系统工程学院和西澳大学海洋研究所，
西澳大利亚大学，35 Stirling Highway, Crawley, WA 6009, Australia(电子邮件保护)
A.席勒、G. B.布拉辛顿主编，操作海洋学在21世纪，185
DOI 10.1007/978-94-007-0332-2_7，©施普林格Science+Business Media B.V. 2011
图7.1本研究所用的潮汐计的位置及热带气旋弗兰克的路径
具有南半球最长的时间序列记录之一，展示了不同的过程，包括海浪、海啸、潮汐、风暴潮、大陆架波、年度和年际变化(表7.1)。值得注意的是，有一些过程不是frer -mantle记录所固有的，但可能存在于其他潮汐计记录中，本文没有包括这些过程。其中包括风暴潮(由于当地大气压力和风的变化)，海平面的变化海洋涡旋与海岸和海浪的相互作用。在弗里曼特尔，由于局部强迫和远程强迫(Eliot和Pattiaratchi 2010)，浪涌效应很难分开，因此被包括在“大陆架波”部分。弗里曼特尔三年来记录的自动水位谱显示了几个峰值，从小时到季节不等
过程 |
持续时间 |
规模(m) |
参考 |
波浪作用 |
2 - 20年代 |
~ 5 |
莱姆等人(1999) |
波设置 |
5 - 30分钟 |
~ 0.3 |
博德和哈代(1997) |
湖面 |
30 - 90分钟 |
~ 0.2 |
Ilich (2006) |
压力波动 |
1 - 3小时 |
~ 0.2 |
里德(1990) |
风设置 |
3 - 6小时 |
~ 0.2 |
普(1987) |
潮汐条件 |
12 - 24小时 |
~ 0.8 |
伊斯顿(1970) |
24小时 |
＊ |
Pattiaratchi等人(1997) |
|
压力系统(循环) |
1 - 10天 |
~ 0.8 |
亨茂(1966) |
大陆架波 |
3 - 10天 |
~ 0.6 |
范德利等人(1984) |
季节性 |
~ 0.3 |
帕蒂亚拉奇和巴肯(1991) |
|
节点潮 |
18.6年 |
~ 0.15 |
普(1987) |
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几十年 |
~ 0.2 |
帕里沃诺等人(1986) |
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103年以上 |
~ 10 |
Wyrwoll et al. (1995) |
10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3频率(Hz)
图7.2弗里曼特尔的水位谱显示了不同尺度的变化
10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3频率(Hz)
图7.2弗里曼特尔的水位谱显示了反映这些过程的不同尺度的变化(图7.2)。这些过程包括直接和远程强迫对海平面总变率的贡献是相同的数量级，因此同样重要。
海平面变化对航海、海岸稳定和海岸规划等一系列活动都很重要。人们已经认识到沿海海平面变化对沿海管理的重要性，它对渐进变化和间歇性波动都有效(Komar和Enfield 1987年;Allan et al. 2003)。为了解释沿海管理的历史模式和预测未来可能的需要，有必要记录海平面的短期和长期趋势和波动。
7.1.1研究区域
弗里曼特尔位于澳大利亚西海岸，北纬32°(图7.1)。影响该地区的天气系统主要为anti-cyclonic具有周期性的热带和中纬度低气压和本地季节性海风的高压系统(Eliot和Clarke 1986)。反气旋向东部移动，每3-10天经过海岸(Gentilli 1972)。中纬度低气压的高峰出现在7月，系统中最强的风是西北风(Gentilli 1972;Lemm et al. 1999)。热带气旋在夏末很少从西北海岸登陆，并可能对海岸线产生重大影响(Eliot and Clarke 1986)。高压系统的季节性运动导致风况具有很强的季节性。夏季以南风为主，冬季无主导风向，但锋面系统经过时最强的风是西北风。
在夏季更强的海风主导着沿海地区，上午有离岸(西风)风，中午左右开始有强烈的(高达15毫秒-1)海岸平行海风，夜间减弱(Pattiaratchi等人，1997年;Masselink和Pattiaratchi 2001)。
在冬季，该地区受到中纬度低气压和相关锋面系统的影响，并经历了约30次风暴波事件(Lemm et al. 1999)。在一个锋面系统通过时，该地区受到来自北至西的强风(最高达25-30毫秒-1)的影响，在12-16小时内，风向迅速改变，经西南向西，然后逐渐偏南。南风至西南风在2- 3天内逐渐减弱，在另一个锋面系统通过前的3 - 5天内，该地区将处于平静无云的状态。
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