“COADS”资料使用介绍

由美国气候中心提供给海洋局的“COADS”资料（Comprehensive Ocean-Atmos-phere Data Set）是经过统计整理的一百二十五年（1854-1979）全球海洋船舶观测水文气象资料。该资料是压缩数据的形式记入磁带,所以读取磁带上的数据需经过解码程序译码后方可使用,为此海洋环境预报中心组织了专门的科技人员对解码程序包移植到了MV-8000计算机上。为了方便用户的使用,增加设计了几个便于用户读取数据的“接口”子程序,使用户     

热带太平洋表面水温信息区的确定及其特征

海洋对大气环流大尺度变化的影响,是研究气候异常的重要基础,而海洋信息区是海气相互作用的关键区,它的温度变化在很大程度上可以反映海洋热状况的大尺度变化。本文,根据1950～1979年热带太平洋(42°N～42°S,130°E～80°W)的表层水温资料(COADS),采用两次相关计算标准信息量指标的方法确定了信息区;讨论了各信息区的水温与全区水温同期相关的特征,对研究气候异常提供了海洋热力基础。     

南极海冰历史资料数据库及应用系统

本文介绍南极海冰数据库，包括资料来源和性质，资料处理方法如ＳＩＧＲＩＤ资料的解码和压缩，存贮数据的生成，如净冰面积指数（１０°×１０°冈格）．密集度（０．２５纬距网格）．图形模块和海冰外缘线；数据库资料的分析应用软件系统，以统计计算方法为主．统计模拟为杨，它包含了大量的成熟的统计方法，如谱分析，回归，时间序列，主成分分析等方法；数据库的输出方式：显示器、激光打印机和平板绘图仪作为图形输出设备．以磁盘作为数字输出设备。数据库和相应的外部设备驱动程序支持下，可以很方便地生成图形和硬拷贝。开发便于在计算机存贮和处理的ＬＩＳＴ格式转换海冰原始ＳＩＧＲＩＤ格式资料。两者比较显示出ＬＩＳＴ格式节省１０倍的空间和时间。建立了南极海冰密集度分布图库，并以伪彩色动画显示，以位图作映射存贮方式节约空间，动画连续显示海冰分布形式逼真，便于直观应用和查找。利用网格球面积×网格冰密集度的方法计算净冰面积指数，可方便的给出任何区域的净冰面积而且能准确地反应实际情况，比原来国际上所使用的冰范围面积其结果要大大提高精度。     

El Niño前后热带西太平洋潜热交换空间变化特征

本文根据中美西太平洋联合考察资料,计算了西太平洋热带海域(20°N～8°S,112°～170°E)内的潜热通量和显热通量。结果表明,该区域海气交换潜热通量的空间分布与El Niño的发生有密切联系。根据计算结果建立了潜热e_w-e-V诺谟图,显热t_w-t-V诺谟图。利用该图可随时对海气热交换特征进行诊断分析。     

全球海洋Argo网格数据集制作与可靠性验证

利用改进的 Barnes 逐步订正法,结合一个混合层模型,构建完成了一个新版(2004-2017 年) 全球海洋(79. 5°S~79. 5°N,180°W~180°E)Argo 三维网格温、盐度资料集及衍生数据产品。 与旧版网格数据集相比,新版数据集采用一阶近似(表层温、盐度通过混合层内温、盐度线性拟合得出)的混合层模型,改善了资料集在表层的准确性;与 WOA13 资料集、同类 Argo 资料集和锚碇浮标观测资料的可靠性检验结果表明,新版全球海洋 Argo 网格数据集提供的资料是可信的,其质量也是有充分保证的。     

印度洋近赤道地区风场的变化与ENSO

本文利用综合海洋大气(COADS)资料,计算了0°—10°N、70°—120°E和0°—10°S、7O°—120°E两地区1950—1979年逐月纬向和经向风的平均值,并与东太平洋表面海温(以下简称海温)进行了相关分析,得出在ENSO发生前,印度洋赤道地区有纬向西风偏强和经向北风偏强,与南印度洋的气旋性环流加强相联系,ENSO发生时,异常情况完全相反,同时分析了30°—40°N、120°—140°E地区经向风的变化与ENSO的关系,在ENSO发生前,印度洋赤道地区的西风偏强和赤道以北的北风偏强与印度尼西亚地区的高海温异常有关,而东亚强的冬季风可影响印度尼西亚纬向西风的异常.     

太平洋西部赤道区域海流、温度、盐度的分布和变化

本文主要根据“第一次全球大气试验”(FGGE)期间“向阳红09”和“实践”号海洋调查船两个航次观测的海面风、海流、温度和盐度资料,讨论调查海区(5°N—5°S,160°—175°E)表层流同风场的关系,分析温度、盐度水平分布特征及其与海流的关系。     

全球月平均海表水温异常的区域性及其年际变化特征

本文应用旋转主分量分析及最大熵谱检验方法,对1950～1979年间COADS全球月平均海表水温资料间隔10个经、纬度网格点的读数,进行了计算分析.结果表明,前19项旋转主分量的高荷载中心区域,大多与大尺度洋流及海气相互作用的海温关键区相对应;其中前16项高荷载中心区,都集中在热带和北半球海域;各高荷载区海温异常指数的时间演变特点是:在热带海洋以Ei Nino周期为主;在北太平洋及南半球海域,主要表现为两年以内、时间尺度不等的准周期性振荡;而北大西洋30年来持续降温占据优势,与60年代气候跃变的对应关系最明显.     

不同边界层稳定性下海气湍流热通量日变化的前沿问题探讨

海气湍流热通量(潜热和感热)是研究海气相互作用和大洋环流的关键要素, 认识其变化机理对理解“海洋动力过程及气候效应”有重要意义。然而, 受观测手段和计算能力两方面的限制, 过去对海气湍流热通量日变化研究存在“特征认识较粗、机制理解较疏”的现象。本文探讨了在不同边界层稳定性下海气湍流热通量日变化研究中的问题与难点, 并讨论了“不同边界层稳定性下海气湍流热通量日变化过程和机理”这一关键科学问题。本文提出, 可基于海洋浮标、平台和波浪滑翔机等综合观测数据和高时空分辨率再分析资料, 利用块体算法和脉动分离方法, 揭示全球海气湍流热通量的精细化日变化特征和决定因素, 以及海气湍流热通量日变化强度(日内小时级变化的标准差)与极端天气过程和气候事件的动力关联。同时, 为更精准认识日变化过程, 在技术上可通过耦合高频海表流速和校正边界层物理参数观测高度等方式提升海气湍流热通量估算的精确度。本文提出可将多时空尺度海气湍流热通量变化维度转换到边界层稳定性上, 以便集中认识其日变化特征和机理, 支撑全球海气能量平衡的科学认识。     

赤道西太平洋的边界层特性和通量计算

本文用中美海气联合考察3个航次的常规观测资料,分析了西太平洋赤道附近洋面上的边界层特性,平均情况下,ΔT(=T_(10)-T_s)小于-2℃,Δe(=e_(10)-e_s)近于-10hPa,近海面层的温度层结基本上呈现为不稳定层结.用层结订正后的整体输送系数方法,计算了动量通量,感热和潜热通量.在西太平洋10°N—10°S海面上,波纹比β小于0.1,潜热通量远大于感热通量,感热和潜热通量主要是从海面向大气输送.     

165°E赤道太平洋溶解氧垂直分布异常分析

根据1986—1990中美热带西太平洋海气相互作用8个航次合作综合调查资料，分析了1987年10月赤道中西太平洋165°E（10°N－6°S）次表层水形成溶解氧最大值的原因。1986－1987年E1Nino衰退时期，该海域赤道附近在E1Nino强盛时期下沉的次表层水开始回升，短时期内形成了类似于中、高纬度海域的理化环境，使浮游生物在混合层内聚集生长，最终导致溶解氧含量在次表层出现最大值和过饱和含量。     

1983年埃尔尼诺期间海气热交换分析

本文利用1983年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的客观分析资料与美国气候分析中心(CAC)月平均海温网格点资料,计算了45°E—75°W,35°N—35°S范围内太平洋和印度洋海气交界面上的感热、潜热通量,着重分析埃尔尼诺El Nino事件发展最盛的1983年1月和结束的12月所呈现的不同特征,并与1981年1月的情况作了对比.结果指出:在El Nino年,在日界线以西的中太平洋赤道附近低纬地区海气之间的热交换比正常年份强烈,但在170°W以东的中、东太平洋赤道附近及南侧SST的强增暖区为热通量的低值区,而印度洋上感热、潜热通量的强度分布类似于正常年份.这种热通量的强交换区的空间分布与海表温度的高温区和强增暖区及强对流区和OLR的负距平区的对应关系较为复杂,但与1000hPa的风场有着十分良好的对应关系.这种强交换随着El Nino过程的衰退和结束而减弱.     

南海海－气热交换的热通量分布

利用１９５１—１９９０年南海船舶报资料，用直接计算法，采用１°×１°网格，计算了南海海域的月平均感热通量和海面（蒸发）潜热通量。结果是：感热通量和海面（蒸发）潜热通量的分布在冬季和夏季有很大的差别，季风对南海海－气热交换有明显的影响。     

HYCOM模式对赤道及北太平洋海表温度的模拟

根据2种海气通量数据集(COADS、ECMWF)和2种海气通量块体参数化方案(常数块体参数化方案和非常数块体参数化方案)的不同结合,构成4组数值实验,使用HYCOM数值模式分别模拟了赤道及北太平洋的气候态海表温度。实验结果表明:(1)非常数块体参数化方案优于常数块体参数化方案;在太平洋40°N～20°S区域内,采用前者得到的年平均海表温度比Pathfinder卫星资料高约0.21℃,而采用后者得到的年平均海表温度比Path-finder卫星资料高约0.63℃。(2)HYCOM数值模式很好地模拟了赤道及北太平洋的气候态海表温度变化及西太平洋暖池空间分布的月变化。特别是实验2(采用COADS数据集和非常数块体参数化方案),在太平洋40°N～20°S区域内,冬、春两季平均SST仅比Pathfinder卫星数据集高0.02℃。(3)不同海气通量数据会对模拟结果产生明显影响。对比采用COADS数据集的实验2结果与采用ECMWF数据集的实验4结果可以发现,在模拟区域的西北部,实验2比实验4的年平均SST高约1℃;在模拟区域的东南部,实验4比实验2的年平均SST高约1℃。两者差的最大值出现在58°N、140°E附近及中国渤海,实验2比实验4的年平均SST高约4℃。     

太平洋海表温度异常数值模拟试验

本文用中国科学院大气物理研究所二层全球大气环流模式和四层太平洋环流模式所组成的海气耦合模式(CGCM)以及它们各自独立数值积分时所形成的模式气候场,以观测到的大气环流资料和海表温度为初条件,采用逐月海气耦合方案;同时对海气相互作用各项进行修正,以消除模式气候场的系统性偏差,模拟1988—1989年太平洋海表温度异常(SSTA)。试验结果表明,虽然CGCM中大气部分和海洋部分各自独立的数值模拟都存在着系统性误差,但对海气相互作用项进行修正,则可有效地改进模拟结果;采用这一修正方案,模式模拟出观测到的1988年9月、10月太平洋SSTA的基本特征。例如150°E以东整个赤道太平洋的负海温距平,赤道西太平洋地区和北太平洋副热带地区以及几乎整个南太平洋地区的正海温距平。进一步数值积分表明,模式不仅对太平洋SSTA及其季节演变,而且对年际变化(例如1989年5月以后赤道太平洋La Nino事件的终止过程等)也有一定的模拟能力。另外,文中还分析讨论了试验过程中所存在的问题及进一步所要开展的工作。     

“印-太海洋环境变异与海气相互作用”国际合作项目成果介绍——海洋与台风相互作用方向

本文介绍了我国开展的“印-太海洋环境变异与海气相互作用”国际合作项目取得的研究进展。从海洋与台风相互作用研究方向出发,阐述了项目中在台风组网观测、台风与海洋中尺度涡相互作用机制、海洋对台风的低频响应与调制等方面取得的重要成果。基于多元海洋数据同化技术与海气耦合模式的改进,我国在台风预报技术方面取得了重大突破,大大降低了台风强度的预报偏差。依托本项目增进了对印-太海域海气相互作用过程和机理的科学认识,提升了我国海洋国际合作地位和影响力。     

热带西太平洋耦合海气系统物理量特征分析

本文利用中美“热带海洋和全球大气”（ＴＯＧＡ）科学合作第７航次（１９８９年１０月１６日～１２月４日）、第８航次（１９９０年６月１日～７月１６日）的海上船舶观测资料，对影响季和年际时间尺度全球平均大气环流演变的下垫面重要物理量变化，如海表水温（ＳＳＴ）、表面风场、表面通量和海表净热量收支等进行了分析和计算。这些现象学的图型或诊断分析，对改进区域气候特征认识，扩大对海气相互作用机理了解，提高修正表面通量参数化方案及改善区域或全球气候数据模式都是十分有益的。     

南海及其邻近海域海面水温实况分析

为了满足海洋渔业生产、油气开发、交通运输和科研等部门对南海海面水温实时情报分析的需要,国家海洋局广州海洋环境预报区台自1984年10月开始正式发布基于常规海温观测数据的“南海北部月平均海面水温实况分析”及其“距平分析”,并于1986年1月扩展为“南海及其邻近海域(0°-30°N,98°-130°E)海面水温实况分析”。文中阐述了本业务的实施方法,即实时数据的来源与获取;实况分析所使用的“计算机与人工结合”的分析制作方法与技术。     

大西洋欧洲沿海的海浪特点

利用１９８０年－１９９０年中央气象船舶报资料,以２°×２°网络,对大西洋欧洲附近沿海包括地中海西口、欧洲近海、英吉利海峡西口的重要海域,进行了累年逐月的统计计算和分析研究,每个网格中,一个月所含有的样本数一般为１２２－１６２２次,其中最多的测次达１９４７次,最少的测次为４９次。文章介绍了该区的风、浪、涌分布特点和变化规律。     

黑潮延伸体海域漂流式海气界面浮标数据分析与评估

漂流式海气界面浮标是创新研制的“小型化、轻质化、免维护”的漂流观测系统,能够测量海面以上3 m气象、水下20 cm海表面温度和波浪参数等11个不同的物理参数,并且已经经过多次观测应用,结果均较好。为实现漂流式海气界面浮标观测数据全球范围的应用,利用2018年黑潮延伸体海域Argo观测的海表面温度(sea surface temperature, SST)、SVP (surface velocity program)浮标观测的海表温度和OISST (optimum interpolation sea surface temperature)数据,通过将其与漂流式海气界面浮标观测数据进行时空匹配以及对比验证,对漂流式海气界面浮标观测的海表面温度进行了系统评估,检验其在黑潮延伸体复杂水文环境下的观测准确性。结果表明,漂流式海气界面浮标观测SST数据与Argo观测SST数据相关系数达到0.9737,均方根误差和平均误差分别为0.5790°C和0.4539°C;与SVP浮标SST数据的相关系数弱于与Argo的相关系数,为0.9285,均方根误差为1.323 0°C,平均误差约为0.979 4°C...