西太平洋暖池1990s中期的年代际扩张对夏季登陆中国台风的影响

应用美国联合预警中心(Joint Typhoon Warning Center,JTWC)的台风最佳路径资料、美国国家海洋大气局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)的扩展海表面温度资料以及美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)和美国国家大气科学研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)的大气环流场资料,研究了20世纪90年代西太平洋暖池(简称暖池)年代际扩张对西北太平洋台风和登陆中国沿岸台风的影响。研究发现,相比于暖池扩张前期(1965—1992),后期(1993—2013)台风生成在西北太平洋中部区域(10°—20°N,135°—145°E)显著减弱,在10°—20°N,145°—160°E区域和南海北部区域则表现出增多的特点。台风移动路径变异特征呈现为移动进入南海和登陆中国东部沿岸的西行和西北行路径减少,登陆日本的转向型路径增多,同时登陆我国海南岛和东南部沿岸的台风增多。进一步探查这种影响的可能原因发现,与暖池扩张密切相关的太平洋年代际变化引起的纬向环流的变异是西北太平洋中部台风生成减少的主要原因;而南海北部台风生成增多则归因于南海区域局地环流特征的变异。同时,南海北部台风生成增多是登陆我国海南岛和东南沿岸台风增多的主要决定因素。     

热带西北太平洋0~300 m热含量的年代际变化

太平洋是海表温度年际变化和年代际变化发生的主要区域,但对太平洋海洋热含量变化的研究相对较少。为此, 本文分析了1980—2020年太平洋上层(0~300 m)热含量的时空变化特征。基于IAP数据,本文首先利用集合经验模态分解法(EEMD)提取不同时间尺度的海洋热含量信号,并利用正交经验分解法(EOF)对不同时间尺度的海洋热含量进行时空特征分析,得到了太平洋0~300 m海洋热含量的年际变化、年代际变化以及长期变暖的时空特征。结果表明,除了年际变化之外,热带西北太平洋上层热含量还存在明显的年代际变化和长期变暖趋势。在东太平洋和高纬度西太平洋,热含量的年代际变化特征并不突出。热带西北太平洋热含量的年代际变化在1980—1988年和1999—2013年较高,而在1989—1998年和2014—2020年期间较低。此外,针对热带西北太平洋热含量的经向、纬向和垂向特征分析,发现这种年代际变化主要发生在5°N—20°N,120°E—180°E,次表层50~200 m范围内。热带西北太平洋热含量的年代际变化对全球海表温度的年代际变化有着重要作用。     

超强台风强度与其过境海域上层海洋热力结构关系研究

分析了西北太平洋海域1993—2015年发生的超强台风过程的时空分布特征,发现超强台风高发区主要分布在菲律宾以东(124°~140°E,14°~20°N)海域。近20a来西北太平洋超强台风发生频率呈增加趋势。利用两层约化重力模型计算了西北太平洋海域26℃等温线深度(H26),通过ARGO资料评估验证了该方法的可靠性。基于超强台风最大风速分类,进一步讨论了超强台风最终发展强度和其过境前上层海洋热力结构的关系,发现超强台风过境前海洋H26越深、海面温度(SST)越偏暖,上层海洋有效热含量(UOHCv)值就越大且UOHCv正异常越大,越有利于台风短时间内发展增强到超强台风。分析显示,超强台风最终达到的强度和超强台风单位时间掠过海面的UOHCv量值密切相关。     

西北太平洋台风发生频数的时空变化特征与E1 Nio的关系

本文采用1884—1984年西北太平洋台风资料[1],1949—1980年西北太平洋台风年鉴[2],探讨了西北太平洋台风发生频数的时空分布主要特征,揭示了E1 Nino年西北太平洋台风发生位置的异常情况。得出:1.台风源地中心在140—145°E,8—12°N;2.从台风发生频数的3年滑动平均曲线来看,波谷之间相隔为6—7年,波峰之间多数相隔为5年或8年;3.台风高频区(不论经度带或纬度带)有明显的季节变化;4.台风发生时海温在27℃以上、30℃以下;5.在E1 Nino年,台风高频区比常年台风高频区偏东。并对高频区异常的原因作了初步分析。     

西北太平洋台风发生个数及源地的统计分析

利用日本气象局整编的195l～2006年共56a的台风资料.统计分析了西北太平洋台风发生频数的年代际变化趋势、发生源地的时空变化特征.结果表明,1951～2006年台风年生成总数呈下降趋势;影响南海海域的年台风个数呈下降趋势;140°～150°E之间生成台风个数呈明显减少趋势;5°～10°N之间生成台风个数呈减少趋势.     

2012年登陆我国热带气旋的气候特征分析

利用1981—2012年热带气旋数据资料,统计分析了2012年登陆我国热带气旋的特征;并且利用美国国家环境预报中心(NCEP)再分析数据和美国国家海洋大气管理局(NOAA)的avhrr卫星数据,分析了其原因。结果表明,2012年登陆热带气旋登陆地点偏北是由当年夏季西北太平洋副热带高压(以下简称"副高")的脊线位置偏北,热带季风槽位置偏北等因素所造成的。登陆热带气旋强度偏强和北太平洋(30°N、160°—170°E)区域海温表现出很好的正相关关系,与东太平洋(20°N、120°W)区域海温呈现了负相关关系。     

进入西沙海域的TC活动的统计特征及环流初探

利用1949—2014年CMA-STITC热带气旋(TC)最佳路径数据集对进入的TC源地、路径、强度和频数等活动特征进行统计分析,并利用NCEP/NCAR再分析资料对其环境场进行初探。结果表明:每年9、10月份进入西沙海域的TC居多,进入时其强度不尽相同,以台风强度进入的居多;进入西沙海域的TC来源于西北太平洋和来源于南海的各占50%,前者进入时强度偏强,后者的偏弱;来源于西北太平洋的TC进入路径主要有4种,分别为穿过菲律宾北部、中部、南部和巴士海峡后进入西沙海域,穿过菲律宾中部进入的居多,其次为穿过菲律宾北部进入,穿过巴士海峡进入的极少,而来源于南海的路径较为怪异;进入西沙海域的TC个数具有年代际变化特征;厄尔尼诺(拉尼娜)发展(衰减)年份进入西沙海域的TC的源地、路径、强度和频数存在差异。来源于西北太平洋的TC以不同路径进入西沙海域其环流形势存在差异。     

南海夏季风爆发与西北太平洋热带气旋活动

利用1965—2007年美国台风预警中心(JTWC)的热带气旋(TC)及NCEP/NCAR再分析资料,初步研究南海夏季风爆发与西北太平洋(包括南海)热带气旋活动之间的关系。结果表明,南海夏季风的爆发伴随着西北太平洋(尤其南海区域)TC生成个数和活动频数比爆发前有显著增加,而超过1/2的年份南海夏季风爆发前2候和爆发候西北太平洋(150°E以西)有TC活动,表明TC活动可能是南海夏季风爆发的触发机制之一。在大多数(77%)南海夏季风爆发偏早年,爆发前2候和爆发候西北太平洋TC活动偏多,且TC生成位置偏西;而大多数(77%)爆发偏晚年份,爆发前2候和爆发候没有TC活动。季风的偏早爆发受季节内振荡、西北太平洋TC活动、中纬度冷空气活动等复杂因素影响,而季风的偏晚爆发则主要受季节内振荡影响。     

1964-1982年热带西北太平洋海洋上层热含量的变化特征

本文用使海面至100m水层的平均温度(T_av)表征海洋上层热含量。讨论了1964-1982年期间热带西北太平洋海洋上层热含量的季节和年际变化特征。指出,研究海域海洋上层热含量的年际变化与E1 Nino事件相联系,在E1 Nino事件期间,出现大面积的T_av负距平,高热含量海区分布范围明显缩小。     

北太平洋热含量的年代际变化特征及其与阿留申低压的关系

使用经验正交函数(EOF)等方法,分析了北太平洋(20°～60°N,120°E～120°W)上层海洋热含量(HST)、海表面气压(SLP)、海表感热和潜热通量的年代际变化特征,并探讨了北太平洋HST与阿留申低压在年代际时间尺度上的关系。研究表明:第1特征向量能很好地代表北太平洋HST年代际尺度上的时间和空间变化特征。在近50a中,北太平洋HST具有明显的年代际变化特征,周期约为25a,其中在20世纪60年代中后期到90年代初存在一个较强的完整周期震荡。变化中心位于38°N左右的西北太平洋,且在155°W处向南延伸。根据北太平洋上层海洋HST的冷、暖异常和增、减热趋势,年代际背景场可分为冷态和暖态以及增热期和减热期。对比研究发现,在年代际尺度上,北太平洋上层海洋热含量的增、减热过程通过影响以西北太平洋为中心的海表热通量,进而对阿留申低压有一定的控制作用。热含量增热过程对应于弱的阿留申低压,减热过程对应于强的阿留申低压,阿留申低压的响应一般滞后热含量增、减热趋势变化1～2a。北太平洋年代际背景场对其年际变化有较强的调制作用,且这种年际变化跟ENSO事件有一定的对应关系。     

台湾以东中尺度涡对黑潮入侵东海路径的影响

利用AVISO数据集的卫星高度计资料,分析了中国台湾以东中尺度涡的时空特征,通过具体的中尺度涡实例探讨了其对台湾以东黑潮路径的影响。研究表明气旋式中尺度涡在春夏季节的数目要少于反气旋式中尺度涡,在秋冬季节气旋式涡旋个数则多于反气旋涡;并且台东以东区域涡旋传播存在多种路径,涡旋的存在对台湾东北部黑潮入侵东海的路径具有重大影响,特别是2004年夏季台湾以东区域存在多个涡旋,相应的吕宋海峡黑潮主轴向东偏移明显,台湾东北黑潮入侵东海的路径发生了显著变化。     

渤海湾北部底质沉积物中黏土矿物组成与物源研究

采用X射线衍射物相分析,对渤海湾北部166个表层沉积物样品和A435柱状样中的23个沉积物样品的主要黏土矿物含量组成进行分析。研究结果表明:渤海湾表层沉积物黏土矿物中伊利石(53.0%)含量最高,其次为蒙脱石(27.9%)、绿泥石(9.9%)和高岭石(9.2%),黏土矿物组合为伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石型。渤海湾北部表层沉积物可分成3个沉积区,分别代表不同的沉积物来源:北部沿岸为滦河-海河物源区;中部和东部为黄河-海河物源区;西部沿岸为海河物源区。渤海湾北部表层沉积物黏土矿物分布和组合特征显示了渤海湾环流对海河、黄河和滦河来源物质的搬运和扩散作用。A435柱状样各黏土矿物含量在100cm以上层段具有很大的波动性,推测主要为黄河在1048—1128年和1128—1855年的改道事件的影响。     

渤、黄海冬季海冰对大气环流及气候变化的响应

受全球气候变暖影响,渤、黄海冬季气候呈明显的变暖趋势。在1951-2010年共60年中,后30年较前30年,气温升高了1.6℃,升幅异常显著。与此相对应,渤、黄海冬季海冰的冰级下降了0.6级。渤、黄海冰情持续偏轻与全球气候变暖趋势相当一致。冬季渤、黄海气温异常是对全球大气环流变化的响应,直接受同期东亚大气环流制约。研究表明,渤海海冰和大气环流的关系是清楚的,这对预测渤、黄海海冰具有重要意义。     

长江与黄河河口沉积物环境磁学特征及其对比研究

对采自长江现行主河道和黄河入海口处的表层沉积样品进行了环境磁学参数的测量和对比研究.结果表明:长江和黄河河口沉积物的磁性载体主要是亚铁磁性物质,亚铁磁性矿物晶粒以假单畴-多畴为主,同时亦有超顺磁晶粒的存在;长江河口沉积物的磁性明显强于黄河河口沉积物,特别是质量磁化率、非磁滞剩磁及饱和等温剩磁,两者相对偏差在40%以上;在粗粒级沉积物(>0.063 mm)中,长江河口沉积物的磁化率与全样磁化率平均值差别较小,在4%左右;黄河河口沉积物差别很大,可达34%.两者的差别反映了长江和黄河沉积物中磁性矿物赋存方式的差异;长江和黄河河口沉积物磁性特征的差异与两者粒度特征对比明显.长江和黄河河口沉积物的这些磁学方面的差别是源岩特征和气候环境差异上的反映,可以作为判别两者物源的有效示踪剂.     

辽宁近岸海域水质演化及对近海陆域生态水文格局的响应

根据1991-2000年对辽宁省近岸海域水质的连续监测资料,采用秩相关系数法对辽宁近岸海域水质做了定量评估,结果表明,辽宁省近岸海域海水水质较差,主要污染物为无机氮、活性磷酸盐、石油类和Pb,2000年全省近海海域各类功能区水质总达标率仅为48．1％。秩相关系数趋势预测表明：除COD有下降趋势外,其他主要污染物均有逐年上升趋势,且无机氮的上升趋势最为显著。辽宁省在沿海改革开放的初期,沿海海域的水环境做出了相当大的牺牲：20世纪90年代的中后期水质有了明显的改善,陆域非点源污染对近岸海域水质污染的贡献较大;各主要污染物在各海域的变化不同。生物学指标整体上显示,大连海域和营口海域水质在枯水期要好于丰水期,表现出明显的季节变化。无机氮与石油类和COD呈现出正相关关系,COD与石汕类、活悱磷酸盐和Pb呈现出弱正相关关系,水质PCA结果进一步表明辽宁近海海域水质污染除工业污染外,近海陆域非点源污染对水质污染的贡献最大。生态水文参数的主成分分析(PCA)及与主要污染物的回归分析结果表明,近海海域水质演化受到近海陆域生态水文过程的影响较大,无机氮受到近海陆地水开发影响最大;活性磷酸盐、石油类受到水文过程因子的影响最大;COD和Pb受到农业开发活动的影响最大。建议在辽宁省海水质综合整治的过程中,要加强对近海陆域生态水文过程的调节,实施海陆一体化的综合治理模式。     

南半球气旋发生频数的变化及其与赤道东太平洋水温和南方涛动的关系

北半球的许多天气现象与南半球的大气环流有关[1],尤其是南半球的气旋发展及其路径的变化[2-6],真实地反映了南半球大气环流的特征.对南半球气旋进行分析研究,不仅对南半球的大气环流研究有重要意义,对热带地区乃至北半球的气候研究也具有重要参考价值.本文拟在分析南半球气旋发生频数特性的基础上,重点探讨其与赤道太平洋水温和南方涛动之间的内在联系.     

芬迪湾、缅因湾和圣劳伦斯湾潮汐共振的数值研究

本文采用"初值方法"研究了芬迪湾、缅因湾和圣劳伦斯湾的潮汐共振情况。结果表明,缅因-芬迪湾系统共振是由陆架共振造成的,最强共振周期约为13.0h。芬迪湾次强共振周期约为9.2h,是由该海湾本身的四分之一波长共振引起的。圣劳伦斯湾共振现象主要体现在其东北海区,共振周期约为9.2h,可能是由半波长共振引起的。     

波浪和太阳短波辐射对渤、黄海夏季温度垂直结构的影响

基于普林斯顿(POM)模式,采用不同的垂直混合方案并考虑太阳短波辐射的作用,对渤海、黄海夏季垂直热结构进行了数值试验。试验结果表明,夏季波浪混合控制着渤海、黄海上混合层的形成,加入波浪混合能明显改善陆架浅海的夏季温度垂直结构。太阳短波辐射对渤海、黄海夏季上层垂直热结构有一定的作用,研究夏季海洋上层垂直热结构应该包括太阳短波辐射的影响,特别是对于水深相对较深的黄海。     

协方差阵二次型估计可容许的充要条件

该文研究协方差阵Σ的二次型容许估计问题。设 y1,y2 ,… ,yn　 iid,n≥ 2 ,y1与 p维正态分布 N(β,Σ)有相同的前四阶矩。其中 β=(β1,β2 ,… ,βp)′∈Rp与 Σ=(σij) p× p>0均未知。记 y=Δ(y1,y2 ,… ,yn)′。在损失函数 L (d ,Σ) =tr(d -Σ) 2 下给出Σ的二次型估计在 D={ y′Ay:A≥ 0 ,A∈Rn× n}容许的充要条件     

长江河口横沙东滩自然演变及工程影响

横沙东滩(含横沙浅滩)是长江河口主要浅滩之一,在浅滩两侧(北港和北槽主槽)水流控制下,受浅滩横比降形成的过滩水流和较强的风浪作用影响,滩面长期以来少有淤涨。通过对1995～2002年的地形资料(吴淞基面)进行研究分析表明:从总体上看随着北港主槽向南岸进逼,造成横沙东滩窜沟西部到白条子沙之间的滩区北沿明显内凹;随着长江口深水航道治理双导堤工程的实施,在北导堤产生的堵汊、导流和拦沙的作用下,白条子沙至横沙东滩沟滩面出现微淤;而横沙东滩窜沟以东滩面难以淤高。采用促淤工程和就近吹泥上滩方式,增加横沙东滩的滩面高程以加快造地,从而达到既疏浚航道又增加湿地面积的双赢效果。