利用卫星遥感和再分析数据刻画2017-2018年格陵兰北部罕见冰间湖事件

以90%海冰密集度为阈值，基于卫星遥感数据，2017-2018年冰季在格陵兰北部识别了两次冰间湖事件，分别出现在冬季和夏季。冬季的冰间湖事件从2018年2月20日持续至3月3日，夏季的事件从8月2日持续到9月5日。AMSR2被动微波的海冰密集度产品表明，冬季和夏季冰间湖事件对应的最低海冰密集度分别为72%和65%。两次冰间湖事件都与格陵兰北部东西气压梯度异常引起的南风加强有关，而气压梯度的异常则与对流层中部极涡的扰动有关。冬季冰间湖事件期间，相对暖和的气温和频繁出现的冰间湖，导致冬季海冰生长不持续，海冰热力增厚较小，这为夏季海冰发生破碎并形成冰间湖创造了条件。南风减弱和新冰生成是冬季冰间湖消失的主要原因。对于夏季的冰间湖，导致其消失的主要原因则是从北部输入的浮冰增加。Sentinel-1 合成孔径雷达产品相对AMSR2被动微波观测产品更加适合于应用到冰间湖事件伴随的新冰生长，这与前者具有更高的空间分辨率有关。格陵兰北部是北冰洋多年冰的聚集地，该区域被认为是北冰洋海冰的“避难所”。因此区域在2017-2018年出现罕见的冰间湖事件，对于整个北冰洋海冰的快速减少具有重要意义，也助于北冰洋海冰，尤其是多年冰的消退。     

南极麦肯齐湾冰间湖的时空变化及主要影响因素分析

利用2003—2009年AMSR-E日平均海冰密集度数据,对南极普里兹湾埃默里冰架前缘中西部的麦肯齐湾冰间湖进行了分析。针对冰架前缘冰间湖的特点,本文在阈值法和连通域法的基础上,提出了生长点法作为识别此类冰间湖的方法。研究发现,该冰间湖的开始时间为每年的3月中下旬,结束时间为每年的10月末到11月初,平均出现天数为226d。冰间湖的面积每天都发生变化,表现出天气尺度的变化特征。全年累计的冰间湖面积平均为(8.33±1.55)×105 km2。冰间湖最大面积为1.69×104 km2,出现在2004年。结合NCEP再分析数据中的日平均风速资料的分析发现,在6～8月,冰间湖的天气尺度变化主要是受风场的影响,冰间湖面积与离岸风速有很好的相关性。     

海冰,来年再见啦!

正渤海黄海最近表示很轻松,因为岸边的海冰终于消散了!每年冬天,海冰灾害都肆虐我国北方海域。这些冰都是哪里来的?海冰就是海里的冰么?这个说法其实并不完全是对的。狭义来讲,海冰单指海水冻结而成的冰。从这一狭义的定义出发,就将海冰与其他出现在海里的冰区分开来。我们知道,海里的冰除了最常见的海冰,还有从大陆冰川、湖泊及河流中滑入海中的淡水冰。陆地冰川延伸入海,浮在海面上,形成冰架。陆地冰川和冰架的前端断裂入     

美国遥感技术在海洋调查方面的应用

利用人造卫星遥感某些海洋要素是从六十年代的气象卫星开始的,气象卫星的实践证实了利用遥感技术观测海洋的可能性。因此,到七十年代,有人提出海洋卫星的设想,这就是发射专用的海洋卫星观测占地球表面积百分之七十一的海洋,如大洋上的风、浪、流、海面温度、盐度、石油污染、水色、海冰等。美国预计在今年发射海洋卫星“Sea-Sat-A,标志着遥感技术进入一个新阶段。这里,回顾一下遥感技术的发展进程,将有助于我们认识这个新阶段对海洋调查和海洋科研的意义。     

夏季北冰洋无冰海域次表层暖水结构的形成机理

在夏季北冰洋的无冰海域,经常可以观测到次表层暖水现象,即在水深20～50m的范围内发生海水温度的极大值。建立了一个一维的热力学解析模式,用于研究夏季北冰洋次表层暖水的形成机制。模式的计算结果表明,太阳辐射作用是形成次表层暖水的关键因素。在北冰洋的开阔水域,大气吸收海洋热量的过程导致了海面温度下降,使温度极大值出现在次表层。海洋垂向湍流热扩散对次表层暖水温度有显著影响;当湍流热扩散较弱时,热扩散的范围较小,有利于形成次表层暖水。次表层暖水的位置随着时间的推移不断加深,温度不断增高。在北极,大气温度低于海面温度是普遍现象,次表层暖水经常发生。虽然当海面气温发生变化时,次表层海水温度结构会发生相应的变化,但次表层暖水结构形成之后,如果不受强烈天气过程的破坏,则会一直存在下去。按照本文的结论,随着北极气候变暖,海冰将进一步减少,次表层暖水现象还会明显增加,海洋对气候变化将有更加强烈的响应和反馈,对全球气候变化产生意义深远的影响。     

北极中央区海冰密集度与云量相关性分析

本文使用海冰密集度以及低云、中云、高云的日平均数据,借助滑动相关分析方法,研究了北极中央区海冰密集度与云量之间的相关性,分析了海冰与云的相互作用机制。研究表明,在春季海冰融化季节(4、5月)、秋季海冰冻结季节(10、11月),低云与海冰密集度之间表现为较好的负相关,表明在这段时间内冰区海面蒸发强烈,对低云的形成有重要贡献。在10月和11月,中云与海冰密集度也有很好的负相关,表明秋季低云可以通过抬升形成中云。高云与海冰密集度之间并没有明显的相关性,可能原因:一方面海冰的空间分布对高云无影响,另一方面,高云主要影响到达的短波辐射,从而影响海冰的融化和冻结速度,与海冰厚度有直接显著的关系,而与海冰密集度的关系不明显。此外,在海冰密集度与低云存在较好负相关的情况下会出现某些年份相关性不好的情况,我们的研究发现这是北极中央区与周边海区发生了海冰交换或云交换的结果。     

2012—2013年冬季渤海海冰数值模拟研究

本文基于三维有限体积海洋模式FVCOM及其海冰模块,利用美国国家环境预报中心(NCEP)的逐时大气数据资料作为模式强迫场,以及通过调和优化后的WOA月平均气候态温盐场数据作为模式初始场,对2012年11月至2013年3月渤海海冰进行了数值模拟。通过对比数值模拟与实际海冰外缘线距离及海冰覆盖面积,模型能较好地模拟出整个渤海海域海冰的生消趋势与过程。渤海海冰密集度与厚度的时间空间分布特征具有较高的相似性与同步性:初冰时,辽东湾最先出现海冰;盛冰时,在辽东湾两者均达到最大;融冰时,海冰在莱州湾、渤海湾、辽东湾依次消失;在各个冰期,各个海湾湾顶的海冰密集度与厚度大于海湾整体水平。浮冰冰速与潮流流速、流向较为一致。在盛冰期,冰应力在辽东湾湾底东侧附近区域较大,最高能达到10 000 N/m。通过敏感性实验,发现证实了气温是影响渤海海冰生消的关键因子,每当气温变化1℃,渤海日平均净热通量偏差可达10～20 w/m~2左右,各湾最大冰外缘线距离改变10～20 n mile,初冰日与终冰日也会有5 d左右前后变化;潮汐分潮振幅的改变对海冰整体分布影响不大,但对海冰的冰速影响较大,每当潮汐分潮振幅变化10%时,平均冰速将正相关变化0.016 m/s左右。     

目击报告:海底真的有人?

披发曼歌的海妖,呼风唤雨的海神,金碧辉煌的水府龙宫,兴风作浪的虾兵蟹将……这些都曾使我们年少时发生过无限的遐想。然而,成熟了的人类不再满足于童话王国的智慧游戏,纷纷伸出探寻的手,“嘭嘭嘭”地叩响了海洋之门: “喂,里面有人吗?”     

破碎波的卷气机制与海洋中气泡运输的数值模拟

一、引言出现在海洋表面的一个重要现象是波浪的破碎。在波浪破碎过程中,大量的尺度不同的气泡被卷入海洋。已经知道有许多重要的海洋与大气过程都跟海洋表面附近大量微气泡的出现有关。此外,它还与水——气之间的气体交换,声波在海面附近的传播与散射等化学、物理过程有关。这就是,为什么人们会对海洋表面附近气泡的分析与测量,进行大量研究工作的所在。     

最深的海洋蓝洞——三沙永乐龙洞

正你听说过大海中的蓝洞吗?海洋蓝洞是地球上一种罕见的海洋地理现象,从海面之上观看蓝洞,与周边水域对比,海水呈现幽暗、神秘的深蓝色调,从天上看下来就像蓝色的大眼睛,神秘美丽。在那云飞浪卷的南海上,也有一个蓝色的大眼睛,这就是位于我国西沙群岛永乐环礁上的"三沙永乐龙洞"。龙洞深邃迷人,有着悠久的历史传说,当地的渔民世世代代在     

接吻鱼趣话

顾名思义,因为接吻鱼会“接吻”,所以人们才给它们起了这个有趣的名字。接吻对于人类来说是一种感情交流,而对于鱼类来说,接吻为的是什么呢?接吻鱼是一种热带鱼,它们的故乡在东     

海洋魔鬼——内波

1963年4月10日,美国“长尾鲨”号核潜艇,在距马萨诸塞州沿岸350千米处失事,艇上129人无一生还。那么谁是制造这场灾难的元凶呢? 它就是被人们称作“水下魔鬼”的内波! 凡见过海上风暴的人,一定不会忘记那凶猛的波涛、滔天的巨浪,但隐匿在海水内部的狂涛巨浪就鲜为人知了,因为它是看不见的波浪——内波。内波比海面波浪要大得多,一二十米高的内波还不算什么,超过1 00米也不称奇,在菲律宾苏禄海就测到过90米高的内波,在比斯开湾深层水中发现过振幅200米的内波。内波是怎样产生的呢? 我们知道,在海洋表面发生的波浪,它的波动最大值是在海面,并且随深度增加而减小,到达一定的程度就会消失。海面上的波浪,实际上就是出现在空气和海水这两层不同密度的流体分界面上的波动。当海水密度上下分布不均匀时,尤其是在海水出现上轻下重两层,在外力扰动下就会在两层海水的分界面上出现波动现象,于是就产生了内波。     

全球热带海洋海表温度场异常对北极海冰的影响

本文利用1951?2021年哈德莱中心提供的海冰和海温最新资料以及美国国家海洋和大气管理局气候预报中心提供的NCEP/NCAR再分析资料,分析探讨了北极海冰70余年的长期变化特征,进而研究了其快速减少与热带海温场异常变化之间的联系,揭示了在全球热带海洋海温场变化与北极海冰之间存在密切联系的事实。结果表明,北极海冰异常变化最显著区域出现在格陵兰海、卡拉海和巴伦支海。热带不同海区对北极海冰的影响存在明显时滞时间和强度差异,热带大西洋的影响相比偏早,印度洋次之,太平洋偏晚。热带大西洋、印度洋和中东太平洋海温异常影响北极海冰的最佳时间分别是后者滞后26个月、30个月和34个月,全球热带海洋影响北极海冰的时滞时间为33个月。印度洋SST对北极海冰的影响程度最强,其次是太平洋,最弱是大西洋。全球热带海洋对北极海冰的影响过程中,热带东太平洋和印度洋起主导作用。当全球热带海洋SST出现正（负）距平时,北极海冰会出现偏少（多）的趋势,而AO、PNA、NAO对北极海冰变化起重要作用,是热带海洋与北极海冰相系数的重要“纽带”。而AO、PNA和NAO不仅受热带海洋SST的影响,同时也受太平洋年代际振荡PDO和大西洋多年代际AMO的影响,这一研究为未来北极海冰快速减少和全球气候变暖机理的深入研究提供理论支撑。     

基于CESM1.2.2模拟的浪致混合对末次冰盛期和工业革命前气候的影响

海洋上层垂向混合在模式中发挥重要的作用,以往的研究表明垂向混合的不足使得模拟的海洋温度和混合层深度与观测存在显著偏差。前人提出一种修正方案,考虑波浪产生的垂向混合,将由表面风作用下产生的波浪这样一个实际物理过程的湍混合进行参数化,其结果被证实能够显著提高模式模拟和预报的准确性。本文首次将浪致混合引入海气耦合的古气候模式,基于末次冰盛期和工业革命前2种不同的气候条件,探究浪致混合在海气耦合模式中的作用。在不同气候背景下,由于风场强度的不同,导致末次冰盛期浪致混合的强度小于工业革命前,但2个气候时期都体现出中纬度混合强度最大的特点。将浪致混合加入到气候模式中,模拟结果表明：中纬度海域2个时期都出现海表面降温而次表层升温的现象,但末次冰盛期的表面降温强度弱于工业革命前状态;不同月份下的模拟结果显示,在南北半球的夏季,海洋表层温度的降温最为显著。中纬度海域海洋上混合层深度在年平均条件下2个气候背景时期都出现加深现象,但末次冰盛期的加深程度弱于工业革命前;不同月份下的模拟结果显示,在南北半球的冬季,混合层加深的变化达到极值。另一方面,在高纬度海域,末次冰盛期的海表面温度出现了显著升高,这是由于浪致混合导致海冰的减少进而引发海洋表层升温。最后将末次冰盛期的模拟结果与代用资料进对比,发现浪致混合使得72%的数据点模拟结果与代用数据的差异减少。     

HY-2C卫星海面高度数据的质量分析

卫星海面高度数据对于监测全球海面高度具有重要的意义,所以卫星高度数据的定标和检验变得至关重要。海洋二号C（HY-2C）卫星是继海洋二号B卫星后的第二颗业务卫星,于2020年成功发射升空。然而,目前对HY-2C卫星高度计的数据质量了解甚少,所以对HY-2C卫星的海面高度数据进行质量分析具有重要的意义。本文以同期观测的HY-2B卫星和Jason-3卫星的地球物理数据（GDR）为参考,对HY-2C卫星遥感地球物理数据（SGDR）中的海面高度数据进行质量分析。结果显示,在星星交叉定标中使用3种常见的交叉定标插值方法对HY-2C卫星的海面高度异常数据进行自交叉点分析时,HY-2C卫星海面高度异常数据质量分析的结果不同。其中使用三次样条插值方法进行质量分析的结果最优,得到海平面高度异常差的平均值为0.03 cm,标准差为6.17 cm。此外,对HY-2C卫星和HY-2B卫星互交叉点海面高度异常差异的平均值为?0.47 cm,标准差为5.32 cm;HY-2C卫星SGDR与Jason-3卫星GDR的海面高度异常数据进行互交叉点分析,得到海平面高度异常差的平均值为?0.3 cm,标准差为5.32 cm,这些数据表明HY-2C卫星的测高精度与HY-2B卫星、Jason-3卫星一致。因此HY-2C高度计产品数据质量稳定,能满足海洋应用和科学研究的需要。     

鲸跃趣谈

在一望无垠的海洋中航行的人,有时会幸运地看到这样一幅壮丽的自然景象:一个庞大的身影刺破平静的海面,跃入纯净的蔚蓝色的天空,带起山一样令人眼花缭乱的飞溅的泡沫。这就是鲸的跳跃。最早留意鲸跃并对其加以详细记载的是19世纪太平洋上从事捕鲸业的冒险者。他们为此景观所陶醉并作了绘声绘色的描述。有人写道:“抹香鲸那壮硕的躯体在空中划了一个漂亮的弧,呼然落水,游到数英里外再显出面目,鲸身划出的长长的水     

让海洋“幽灵”造福人类

无数细小的水滴在海面上凝聚集结,就形成了海雾。它是海面低层空气中一种水蒸气凝结的天气现象。雾的生成还要具备一定的条件,就是小水滴或小冰晶必须悬浮在近海面的气层中,使水平能见距离小于千米。另外,还要有盐粒或灰尘等凝聚核为依托。不然,只有当空气中的水汽达到8倍的饱和度,即相对湿度为800%时,才能够形成雾。由于海雾的出现会给人类带来危害,过去,常把它称作“海洋     

找找茬吧!

既然海水的吸热性能非常好,而太阳又连年不断地照射它,那海水会越来越热吗？ 答：不会。因为海水时刻都在蒸发,温度越高,蒸发越快,蒸发过程中要散失大量的热能。单位面积的海面,每年因蒸发进入大气的水将近1米厚。这样海洋每年就要把超过360万立方米的海水化为水汽,源源不断地输入大气,这需要惊人的热量来支持。据估算,海洋吸收的热量中约有51%用于海水蒸发;另外还有42%的热量向大气进行反辐射,     

书信往来

贵州省安顺市双阳子弟中学初三四班罗嘉同学说：封面每期都很漂亮，可是有那么一圈红蓝边，就显得很“傻”。海洋，给你一种无边无际的感觉，装上了这么一个“框”，似乎很拘束。失掉了那种神秘、广阔的感觉。希望你们花点心思，把它变好，好吗？辽宁省凤城市第一中学高二（１３）班姜成同学说：我眼中的《海洋世界》很不好看！原以为会是一本关于海洋生物介绍的科学读物，可是占据更多的是海洋环境，海洋旅游这些东西。但也有惊喜，看到了“史海钩沉”这个栏目，希望多一些像“史海钩沉”、“海洋与人”和“多样生物”这样的栏目，这样就非常好了！泰州市塘湾镇初一石磊同学说：我看到这本杂志后，觉得很好，但是没有一件事物或一个人十全十美的，所以我在这里提几点意见。１．在这本杂志中，我觉得内容里应该多加一点海洋中的立体画，这样会扣住读者的心；２．这本杂志的封面应该改为海洋中的景色；３．有些文章不要太长了，这样会让人看烦了。以上几点希望能采纳。编辑寄语：书信往来     

晕船

<正>邮轮航行中,到底会不会晕船?针对读者上期提出最多的问题,详细回答如下。邮轮实际出行时间都是根据当地的气候状况和海洋状况来精心安排的,而且邮轮吨位较大,在海面上行驶会很平稳。容易晕船的乘客还可以选择合适的时间出行,一般7~8月份海洋不太容易出现气旋(容易出现气旋的天气在10月份)。此外游轮上配备了先进的平衡装置,也可以减少船体的晃动。为了以防万一,邮轮都会有免费的晕船药提供,乘客可以到前台服务处免费领取。