半封闭海湾侧向收缩地形中的潮汐动力学特征及其对海岸带管理的启示

这篇研究通过现场观测与解析模型相结合，揭示了乌拉巴湾（Gulf of Urabá）潮汐动力学的独特特征。研究发现该半封闭海湾呈现混合潮（mixed tide）以日潮（diurnal）为主，其中半日潮成分（M2、N2）出现21.7%的放大（hypersynchronous），而日潮成分（K1、O1）仅增长1-10%。通过Winant模型分析表明，这种温和的潮汐放大与近无摩擦条件和海岸线辐聚（coastline convergence）相关，为类似构造海湾的潮汐水动力研究提供了新见解。

　　

Highlight

本研究整合乌拉巴湾现场观测与解析模型，揭示了热带构造型半封闭海湾的潮汐波动力学特征。通过五个站点的水位数据分析主要潮汐成分（K₁、M₂、O₁和N₂）的空间结构，并运用包含底摩擦和几何效应的Winant模型进行验证。

Study area

乌拉巴湾（图1）是哥伦比亚西南加勒比海岸的半封闭水域，平均深度25米，最大深度60米。海湾南北延伸约80公里（中心线长度90公里），宽度从入海口的47公里逐渐收缩至内部10公里。

Methods

采用近两个月同步水位观测数据，通过调和分析（harmonic analysis）确定潮汐振幅和相位，并应用Winant解析模型比较观测数据与理论预测，重点考察海岸线辐聚效应和潜在共振现象。

Results

研究发现：半日潮成分（M₂和N₂）呈现超同步（hypersynchronous）放大达21.7%，而日潮成分（K₁和O₁）仅显示1-10%的微弱放大或衰减（hyposynchronous）。模型表明这种差异源于底摩擦与海湾几何形态的交互作用。

Discussion

在热带准矩形半封闭海湾中，潮汐波动力学表现出显著的空间异质性。半日潮的强烈放大与近无摩擦条件和海岸线辐聚直接相关，而日潮的微弱响应则暗示可能存在未完全考虑的旋转效应或三维环流过程。

Conclusions

研究表明乌拉巴湾的潮汐放大机制主要受海湾几何形态主导，其中半日潮成分的显著放大（21.7%）与经典理论预测的超同步条件相符。该发现为理解构造型海湾的潮汐能量分配提供了重要案例，尤其对预测类似环境下极端水位事件具有管理实践意义。