整合沿海模型和观测研究的海洋动力观测系统和预测

最后一次更新在星期四,2023年5月25日|海洋学

约翰·l·威尔金伟峰g .,布朗温罗伯特·c·e·卡希尔和颂经

抽象的沿海海洋,仿真模型被用于各种各样的目的。理想化的研究可能解决特定的动态过程或特征的海岸线和深度测量法;繁殖循环在一个地理区域可以恭维对生态系统和地貌学的研究;和模型可以用来模拟观测系统为实际作战需求和预测海洋条件。频繁,多个迫使机制之间的相互作用,地理细节,分层,非线性动力学,是重要的,这要求沿海海洋模型应用程序能够代表一套综合的动态过程。利用最近一系列modelbased研究的内部就是一种叫jose cuervo地区大西洋中部湾(MAB)我们说明,通过示例中,这些方法和动力学过程的宽度影响沿海海洋环流。我们证明最近变分方法引入沿海海洋模拟开发,大大增强了我们与数据集成模型的能力发展沿海海洋观测的目的,提高海洋预测,自适应采样和观测系统的设计。

19.1介绍

河流的流量大陆架海域是一个重要的机制,通过这种机制在城市流域人类活动影响邻近的海洋环境。生物地球化学沉积物,和生态系统过程决定营养和污染物的最终命运交在沿海海洋河来源取决于传播的途径和时间尺度这些活跃的排放。如何沿海模型,结合观察,可以用来研究通过例子说明了这些循环过程,通过评审结果

海洋和沿海科学研究所,罗格斯大学,新泽西州州立大学新布伦瑞克,新泽西州,美国电子邮件:(电子邮件保护)

a·席勒g . b . Brassington (eds),操作海洋学在21世纪,487年

DOI 10.1007 / 978 - 94 - 007 - 0332 - 2 - _19,©Springer科学+商业媒体帐面价值2011

从最近一系列的基于模型研究的哈德逊河外流到纽约湾。

在许多沿海地区,淡水来自河流和地下水的变化首先进入一个混合的河口咸水域的海洋起源之前到达相邻货架。河口盐度的放电可以足够低,水平浮力梯度是影响柱循环的重要力量。的经典视图的动态浮力平衡科里奥利力,并流出转向正确的(在北半球),形成一个狭窄的沿海当前几个内部罗斯比半径宽度对海岸被困。如果前面定义的外程度低盐度水到达海底的羽毛变得bottom-attached和细节水深强烈影响沿海羽轨迹。另外,如果低盐度放电仅限于涂一薄层表面的羽毛被描述为surface-advected (Yankovsky和查普曼1997)和可能更适应当地的风强迫。羽是否落入surface-advected或bottom-trapped政权,或从一个政权过渡到另一个,取决于河道流量、水深、和表面和底部边界内混合层。

通常情况下,沿海的淡水交通电流小于淡水通量河口,特别是在集河量升高,这导致明显的低盐度隆起的形成在河口附近流出。在架子上凸起的规模可以几次沿海的宽度,尤其是surface-advected羽。低浮力的膨胀发展anti-cyclonic循环,显著延长持续时间从河口水排放是保留在河口附近的嘴。实验室旋转槽实验表明,当前沿海可以接收只有三分之一的河口流出(2003年Avicola和Huq),或者在极端情况下再循环可以从沿海掐掉当前和一段时间直接流入膨胀(Horner-Devine et al . 2006年)。数值模型研究表明,当前沿海运输河口排放减少的比例随着流动变得越来越非线性特征的罗斯比数,即惯性旋转力量的比例(方和盖尔2002;Nof和Pichevin 2001)。

因此河流流量,垂直湍流混合在河口和架子上,水深细节,分层,非线性动力学,和风力迫使就是一切因素的影响河流羽流传播特征。Shelf-wide along-shelf意味着电流建立了区域的风(方和盖尔2002)或上游或海上远程迫使进一步影响循环(Zhang et al . 2009年)。因此,海洋模型,试图模拟之间的相互作用河排放和邻内货架必须相当全面的套件的动力学过程,他们代表。

在本文中,我们演示一个模型的能力,区域海洋造型系统(rom;www.myroms.org),由一个序列的研究总结结果的哈德逊河向沿海海洋排放基于拉格朗日期间努力传输和转换实验(咖啡)(圣歌et al . 2008年)。哈德逊河流域是高度工业化,和拿铁咖啡领域项目包括观察与春天相关的河流羽流新鲜在2004年,2005年和2006 - phytoplank-ton和浮游动物组合,和自然和human-source营养素,有机物和金属污染物。项目的重点是探讨羽流的物理结构如何影响生物地球化学过程。关键过程在这方面包括混合稀释盐度和某些化学反应,影响光的水平影响光化学和居住时间和运输途径会影响生物体内积累和修改的地方区域颗粒的净出口悬浮物可能发生。

rom的动力学和计算特性相关的拿铁咖啡的模拟(和沿海进程)中描述的教派。19.2,和19.4重新审视在教派。纽约湾的讨论方面(NYB)区域动态值得进一步分析。19.3节描述了建模方法我们已经解决特定的科学目标。段向前19.3.1认为模拟初始化从气候学与观察,迫使河流和大气预测模型用于短期预测自适应采样在拿铁田间试验,和理想化的研究羽毛的响应。多年模拟检查长期运输和传播途径,的意思是动态循环,给出19.3.2教派。19.3.3部分描述的再分析2006年拿铁季节使用增量强约束四维变分资料同化(IS4DVAR)每个每日预报周期调整的初始条件,并简要概述如何变分方法也可以用来辅助观测系统操作。教派。19.5总结了本文描述的研究如何共同说明沿海模型正在日益与沿海地区日益增长的网络集成海洋观测系统为了更好地理解沿海海洋过程,提高海洋预测。

19.2区域海洋造型系统19.2.1动力学和数值

rom解决了静水、布西涅斯克Reynolds-averaged n - s方程在地形跟踪垂直坐标。它采用split-explicit配方即二维连续性和正压动能方程先进使用更小的时间步长比三维斜压动能和示踪方程。

rom计算内核描述其他地方(Shchepetkin Mc-Williams 2005, 2009 a, b)这里不详细,但是我们注意几个方面尤其具有吸引力的内核沿海海洋模拟。这些包括正压模式方程的配方,占非均匀密度场,减少混叠和耦合误差与split-explicit方法(西格顿和德Szoeke 1997)地形跟踪坐标。Temporal-weighted平均的正压模式防止别名解决信号的荷兰国际集团(ing)进入缓慢的斜压模式而准确地代表正压动作解决由斜压时间步(如潮汐和海浪coastal-trapped)。内核的一些特性大大降低压力梯度力截断误差,一个长期存在的问题在地形协调海洋模型。为示踪剂,finite-time-step有限体积离散化方程提高整体保护和恒常性保护自由表面属性相关的变量,这是很重要的在沿海应用自由表面位移代表了水深的一个重要部分。一个正定MPDATA(多维正定平流传输算法)平流方案(1984年Smolarkiewicz)是可用的,这是对生物示踪剂和含沙量的吸引力。monotonized,高垂直平流方案下沉沉积物和生物颗粒物沉积通量集成多个网格细胞所以它不受制于节能灯标准(华纳et al . 2008年)。

有兴趣的读者被称为Shchepetkin和威廉姆斯(2009 b)进行彻底审查算法选择的元素,使rom特别是准确和高效的高分辨率模拟海面强,和洋流、方面和涡流大约geostrophic-characteristics中尺度过程在沿海海洋和相邻的深海。

19.2.2垂直湍流闭合

rom的计算为用户提供了几个选择垂直涡流粘度为示踪剂动量和涡流扩散系数。最近大多数的rom沿海应用垂直的选择turbulence-closure制定了(1)一个k-profile参数化(KPP)表面和底界面层(大et al . 1994;Durski et al . 2004年),(2)Mellor-Yamada水平2.5 (MY25) (Mellor和山田1982),或(3)通用长度尺度(gl)方法(Umlauf和今后2003)包括一套封闭和稳定的功能选项。

KPP计划指定边界层基于湍流混合系数Monin-Obukhov相似理论,在内部主要作为当地的梯度函数理查森数(大et al . 1994;Wijesekera et al . 2003年)。KPP方法是诊断不解决时间演化(预测)方程紊流闭合的元素,而MY25和gl方案一般类的闭包的两个预测方程解决了湍流动能和湍流的其他相关长度尺度。

华纳et al。(2005)描述的实现在rom gl配方,和对比各种性能的gl推荐(代表紊流长度尺度的不同治疗方法)和历史上广泛使用MY25方案。他们发现不同方案导致垂直差异艾迪混合配置文件,但网络对概要文件的模型状态变量的影响

(速度和示踪剂)是相对较小。Wijesekera et al。(2003)得出相似的结论,但是请注意,结果KPP往往类似于gl和MY25少,非常相似。华纳et al。(2005)发现,悬浮泥沙浓度的沉积物运移模型更敏感的选择关闭比盐度在河口混合模拟。拿铁咖啡模拟我们使用gl k-kl关闭选项,它本质上是一个实现中的MY25 gl概念框架。

19.2.3迫使19.2.3.1海气通量

Air-land-sea对比,冷锋,上升流、雾和水深在沿海海洋潮汐混合变量都可以有助于创建风和空气海平面温度条件,更短的时间和长度尺度比通常发生进一步的离岸或开放的海洋。因此,沿海海洋模拟受益于时空上的可用性好看气象强迫和准确的海气动量和热量通量参数化。

表面大气强迫拿铁利用两套模拟海洋边界层的产品来源于大气模式。短时间尺度模拟(教派19.3.1)和IS4DVAR再分析(教派19.3.3)使用海洋边界条件(向下长波辐射,净短波辐射展览,十米级风,空气温度、压力和湿度)每隔3小时从北美中尺度模式(南;Janjic 2004)——12公里分辨率72 - h预报系统由国家环境预报中心(NCEP)。多年模拟(教派。19.3.2)使用海洋边界层条件来自北美地区再分析(2006年的情况)——25公里分辨率6小时区间数据同化再分析产品。海气动量通量和热量计算使用标准批量公式(Fairall et al . 2003年)从大气模型基于海洋边界层条件结合rom的海洋表面温度。

19.2.3.2河流流入和开放的边界条件

在沿海地区淡水影响(ROFI)(1998年希尔),横向浮力从河流的输入主要是水平密度梯度,从而导致相对较弱的垂直稳定而产生的垂直分层可比表面海气浮力通量。密度分层ROFI随后产生的斜压调整这些密度梯度,和destratification restratification可能发生快速应对变化的垂直混合率与迫使风和潮汐(可能有重大spring-neap变化强度)。

在一些沿海地区,地下水直接排放到沿海海洋或淡水输入从许多小溪流和河流是有意义的,但在NYB陆地浮力输入是绝大多数从大型河流,并主要从哈德逊河。河拿铁的输入模型我们使用平均每日观察美国地质调查局的河道流量测量站在哈德逊和特拉华河,修改为包括ungauged部分流域后唱et al . (2008)。

开放边界的拿铁域模型,简单Orlanski-type辐射条件应用于示踪剂(温度和盐)和三维速度。我们的重点在浮力驱动循环与哈德逊河羽允许这种简化其隐含的忽视远程数据源的淡水和热量的影响。开放边界海平面和泥沙变化速度是使用查普曼(1985)和Flather(1976)计划辐射表面重力波的同时实施潮汐谐波速度变化来源于区域潮汐模型(向井亚纪et al . 2002年)。长期多年模拟(19.5。),边界深度平均速度是增强的估计意味着在西南方的电流在货架上导出了Lentz基于长期流速计观测和(2008)动量平衡参数。

19.2.4跨学科研究的子模型

rom跨学科应用程序包含了一组子模型与动态内核集成。其中几种生态系统模型制定的欧拉官能团在3 d示踪剂代表营养物质,浮游生物、浮游动物、碎屑,等等,表达的一些常见的货币(通常是等价的氮浓度),是流水根据相同的传输方程和混合动态示踪剂。Haidvogel et al。(2008)概述这些模型的例子,在复杂性范围从四硝基(NPZD)模型组件(鲍威尔et al . 2006;基于摩尔et al . 2009年)碳bio-optical模型(EcoSim) (Bissett et al . 1999;卡希尔et al . 2008年)和一个幽灵似地解决光场和60多个状态变量代表四个phyto-plankton五颜料,五元素,细菌、溶解有机物和碎屑。

一个社区沉积物运移模型(CSTM;华纳et al . 2008年)波模型(天鹅,近岸的表面波;Booij et al . 1999年)与rom集成研究近岸泥沙动力学和流通的环境;波浪辐射应力都包含在动量方程和波流相互作用,增强了底部压力是包括在底部边界层动力学。一组用户定义的非粘性泥沙类跟踪微分侵蚀和沉积导致的各种大小类的进化多层次沉积物床不同层厚度、孔隙度、和质量,允许计算床形态和地层学。的应用rom /天鹅/ CSTM沉积物形态的研究,在一个理想化的分类和运输潮汐入口和马萨诸塞湾是由华纳et al。(2008)。

19.3 rom模拟纽约湾地区的拿铁咖啡

19.3.1分散的羽流河量高

rom模型域拿铁咖啡(图19.1)从特拉华湾南部延伸到东部长岛和新泽西和纽约海岸大约70米等深线。这个模型有30垂直层和水平网格分辨率是1公里。

在春天2005年和2006年的模型被用来预测循环NYB支持拿铁的野外观测计划(Foti 2007)。图19.2显示了活力

图19.1模型域(黑线)和地点的观察中使用4 dvar数据同化(教派19.3.4)。在灰度纽约湾的深度测量法;黑色虚线是模型在米等深线;黄色恒星的位置安布罗斯塔;绿色方块表示5人高频雷达站

经度

图19.1模型域(黑线)和地点的观察中使用4 dvar数据同化(教派19.3.4)。在灰度纽约湾的深度测量法;黑色虚线是模型在米等深线;黄色恒星的位置安布罗斯塔;绿色方块显示五个高频雷达站

观察

图19.2左:可见图像从海洋彩色监视器(OCM)卫星上印度IRS-P4仪器,和MODIS仪器在美国宇航局Terra卫星显示浑浊的水与哈德逊河流量有关,和向量表面流从高频雷达(CODAR),在2005年春季两天拿铁的实验。右:模仿表面盐度在相应的时间和电流

图19.2左:可见图像从海洋彩色监视器(OCM)卫星上印度IRS-P4仪器,和MODIS仪器在美国宇航局Terra卫星显示浑浊的水与哈德逊河流量有关,和向量表面电流的高频雷达(CODAR),在2005年春季两天拿铁的实验。右:模仿表面盐度和洋流在相应的时间的卫星图像哈德逊河羽,因为它在2005年进入NYB两天覆盖向量显示高频雷达观测到的表面电流,建模速度和表面盐度和相应的时间界面盐度作为一个代理签名的河水域来源。低矿化度水的再循环膨胀被重新落潮流量所讲的哈德逊河的河口水域。图19.3比较卫星观测到的吸收波长488 nm Oceansat-1(代表相对叶绿素丰富和河流的存在源水)与模拟等效f = f-h淡水厚度(所以- S (z)) / S0dz, S是盐度,h是水深,z = z是海面。如果能够在本地不混合“水柱两层盐度零所以,淡水层的厚度将弗兰克-威廉姆斯。这描绘了淡水传播的水平程度比海面盐度更忠实地。这里我们使用一个参考盐度= 32。

图19.2和19.3,和进一步的模型数据比较Zhang et al。(2009)表明,河流羽流环流的基本特征等,along-shelf长度尺度,淡水隆起的程度,veloc -

图19.3上面一行:模仿等效淡水厚度米(左)和卫星观测到的吸收波长488 nm Oceansat-1(右)模式的哈德逊河的影响源。底部:观察和模仿盐度沿北西横断面显示在右上角面板中

图19.3上面一行:模仿等效淡水厚度米(左)和卫星观测到的吸收波长488 nm Oceansat-1(右)模式的哈德逊河的影响源。底部:观察和模仿盐度沿北西横断面显示在右上角面板密度模式,和运输途径从港口到沿海,在模型和观测是相似的。

图19.4显示了时间演化模拟当量淡水厚度在2005年的春季洪水。从1到4月7日河量超过2500立方米/秒,或年度平均四倍多,达到6500立方米/秒4月4日。最初,向南下降有利的风把河流羽流迅速向南新泽西海岸,但是这个流突然逮捕与4月4日开始向北上升流有利的风。这导致河水流高峰放电,形成一个大型低盐度循环膨胀主要位于北部的哈德逊架子上谷。从4月10到15段软弱和风速变量海风现象使凸起部分流入一个新泽西海岸电流。上升流的回归风4月17日驱动器更低盐度水向东和分离隆起

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: 图模型等价的淡水厚度19.4米在2005年春季洪水和观察到风安布罗斯塔在纽约湾顶

从以前的河口放电来喂它。在接下来的一周,持续风速进一步分散羽河量下降和洪水结束。

风向的影响和力量在哈德逊河羽传播一直在考虑一些细节(Choi和威尔金2007)使用相同的模型,但对理想化的风和洪水河道流量。图19.5对比羽行为开始从相同的初始条件(图19.5),以应对风从不同的方向(图19.5 d)持续3天。描述的敏感性为2005年4月模拟确认。向东向南风,和一定程度上的风,而新泽西海岸电流形成。北方风消除浮力沿海,驱散隆起长岛海岸向东和驱动流。西风阻碍哈得逊河河口的放电,导致建立低盐度水在纽约港。在没有风的迫使,低盐度体积膨胀持续增长一致的造型和坦克实验在教派。19.1。拿铁地区之后,风扮演着重要的角色在决定命运的材料运输的哈德逊河的内心的架子上。

崔和威尔金(2007)也被认为是河道流量的影响的相对贡献大小浮力和风力迫使河流羽流的动量平衡。他们发现相对温和的订单5米/秒的风速足以压倒浮力迫使在典型non-freshet条件。

它遵循然后在河道流量相对较短的时间尺度变化和天气条件下的洪水可能导致不同的传播模式

(Q = 3000 - 1/2 mv1} 3天后10天

羽羽北部移动水形式广泛淡水北部的淡水积累在移动

哈德逊货架谷和向南流,下水道把埃哈德逊山谷和P.vic的架子。伊尔湾,在对长岛被逮捕。向南。积累——美国力登南湾口。

图19.5表面盐度的哈德逊河羽羽轨迹灵敏度高的放电活动期间风(3000立方米/秒)

羽羽北部移动水形式广泛淡水北部的淡水积累在移动

哈德逊货架谷和向南流,下水道把埃哈德逊山谷和P.vic的架子。伊尔湾,在对长岛被逮捕。向南。积累——美国力登南湾口。

图19.5表面盐度的哈德逊河羽羽轨迹灵敏度高的放电活动期间风(3000立方米/秒)

年份,这确实是发现在三个拿铁场季节(圣歌et al . 2008年)。2004年,河水向南第一次运输的沿海电流,然后向东分散在表面埃克曼层与强大的上升流风;2005年是具有强烈隆起形成和海风活动如上所述;虽然在2006年异常大的河道流量美联储当前沿海,淹没了新泽西州内陆棚盐度较低的水,但是这个流随后分离导致显著across-shelf运输从海岸地区南部的哈德逊山谷。

19.3.2 Shelf-Wide运输和传播途径

先前的研究发现,虽然一些过程行为陷阱NYB的顶点附近河流羽流的水(即循环膨胀,和沿海电流逆转)其他人分散它广泛(即快速沿海水流和离岸风力埃克曼输送)。因此河源水的时间住在附近的海岸线非常变量,和问题出现这些水域最终去哪里。

检查哈德逊河的最终命运源水在时间尺度比春季洪水更长的时间,我们进行了多年的模拟使用相同的模型配置,但修改开放边界流入/流出运输条件和气象从NARR强迫。

开放边界条件适应承认在年际时间尺度和外部中期新泽西货架由西南刷新along-shelf平均流量。长期海流计的分析观察和平均动量平衡(2008年Lentz)表明泥沙along-shelf电流大致成正比水深度;这提供了一个方便的关系,基于此我们添加的时间意味着边界传输潮变化的电流。

模仿平均发行量为2005 - 2006 (Zhang et al . 2009年)图19.6所示。占主导地位的哈德逊河的浮力输入流的顶点NYB推动反气旋的再循环(当地最大的海平面高度,SSH)与低盐度隆起。这个特性在年平均持续的后果不仅因为它是春季洪水也

图19.6意味着SSH(海面高度)轮廓(a)和速度在海面(b,中心)和20米深度在二年内(c,底部)2005 - 2006

高排放的事件可能发生在。在拿铁的三年计划,洪峰流量实际上发生在2006年7月暴雨后所有的纽约州。

运输是长岛海岸向东,但当前的最终分离的海岸和逆转,面对平均流量从东部进入开放的边界。

在中期外大陆架流是西南,基本上平行于等深线和偏转架子哈德逊山谷就是明证电流在20米(图19.6摄氏度)。山谷延伸的影响在整个水柱和影响SSH。非常NYB顶流20 m是纽约港,表明HSV作为渠道向岸流垂直混合携入的入河口外流和膨胀循环。远离海岸的表面电流(图19.6 b)是由南风力埃克曼流。

新泽西海岸目前不是显而易见在年度的意思。Zhang et al。(2009)表明它是著名的在春天和秋天,冬天温和,但在夏天被上升流的风。

避免歧义的参考盐度在冗长的模拟和从其他淡水来源区分哈德逊河,Zhang et al。(2009)引入一个被动的示踪剂浓度与单位在模仿哈德逊河源和跟随它获得一个明确的传播途径。图19.7显示了哈德逊河的流量源水通过其示踪签名识别跨一组弧形集中在港入口。上面所提到的又明显的定性特性。新泽西海岸目前显然是非常严格对海岸被困,这部分解释了为什么这不是明显在图19.6 a, b。图19.7跨部门的量化传输量

图19.7左:两年的平均,垂直整合淡水通量(厚的黑色线条)弧半径20日40岁,60岁,80年,100年,120公里(编号1 - 6)集中在纽约港的入口(明星)。右:淡水交通(立方米/秒)的段弧架子哈德逊谷的两侧(灰色dashed-dotted线),和在硅谷本身

图19.7左:两年的平均,垂直整合淡水通量(厚的黑色线条)弧半径20日40岁,60岁,80年,100年,120公里(编号1 - 6)集中在纽约港的入口(明星)。右:淡水交通(立方米/秒)的段弧架子哈德逊谷的两侧(灰色dashed-dotted线),和整个山谷本身在HSV弧线分割。在这2年的意思是,我们看到,河道流量是完全的架子上北HSV,但大多数这个流随后穿过山谷内的一般地区循环膨胀。一旦南部的山谷,流出是当前分区之间的沿海和弱但更广泛across-shelf路径引导的南翼HSV。后者目前的功能已经从高频雷达指出表面电流观测(Castelao et al . 2008年)。尽管最初进入纽约海岸海洋,哈德逊河排放从而最终分散到中期和外部书架在哈德逊河的南边山谷。

生物地球化学观测在拿铁咖啡(风车式的et al . 2008年)支持了这样的观点,即沿海电流通常是提供生物地球化学水处理,流传在隆起的周长,而不是从河口新排放的水。

在控制的类型的一个例子可以进行动态分析模型,Zhang et al。(2009)分别退出个人迫使流程检查每循环的影响。他们的结果显示在图19.8中,应该与图19.6相比,全物理解决方案b。

图19.8是SSH(海面高度)轮廓(左)和表面电流和大小(右)在二年内2005 - 2006三个模拟完整的物理配置变化见图19.6。上面一行:外大陆架边界迫使移除。中间行:风压力移除。底下一行:深度测量法哈德逊货架谷填充

没有远程迫使along-shelf平均流量膨胀循环依然存在,但across-shelf表面流更东的结果仅仅埃克曼向南运输,而不是结合地转流。

没有风迫使膨胀更强烈,按照方的结果和盖尔(2002)发现,根据沿海运输由风逮捕膨胀循环的持续发展。在完整的物理情况下,这个循环的一部分提要HSV的流在南边,但没有风下游流在很大程度上就是一种叫jose cuervo平行海岸外架子,不分散。

Zhang et al。(2009)探讨了架子哈德逊谷是否影响循环通过简单地把山谷从模型深度测量法。图19.8显示了在无谷情况下凸起的SSH签名是大大削弱,和表面速度显示更多的河口流出进入新泽西海岸电流。

在扩展后的被动示踪方法哈德逊河水域,Zhang et al。(2010)采用“平均年龄”的概念(Deleersnijder et al . 2001年)来确定运输时间从架子上海洋河来源。如果我们在等式表示一个被动运输的管理示踪剂浓度C

dt然后可以引入一个年龄浓度的示踪剂令人满意

- + V■(ua) = V■(K■Va) + C dt右边最后一学期会增加河流源水的浓度比例。示踪剂的浓度在河里源C = 1 = 0。的平均年龄(Deleersnijder et al . 2001年)是由一个(x, t) = (x, t) / C (x, t),描述了时间以来平均水在一个给定的位置和时间(x, t)进入河里域源。图19.9说明了平均年龄的发展在一个模拟河流示踪剂释放3月13日开始。它需要4 - 5天河水达到膨胀循环,和水的西南侧胀显然比水大北。3月18日河道流量的增加几天之前介绍的年轻水形式急剧梯度平均年龄在隆起的西部边缘。在7天内没有河水已经逃过了隆起。地区的被动示踪没有达到平均年龄是未定义的。

Zhang et al。(2010)表明,平均年龄模式在2005年拿铁时期模仿一个代理决定从一个时代比卫星观测到的水留下光辉,表达了CDOM的相对浓度(有色溶解有机物)浮游植物。CDOM源河水域的主要光学组成,具有较高的吸收在490海里,但随后photo-degrades而浮游植物浓度(并且光谱峰值在670海里)羽年龄增加,所以CDOM减少和浮游植物iar ojxyr”。v ^ -vvl