西太平洋热带海面热量平衡分析

本文利用1987年10—11月西太平洋考察获得的水文气象资料和海面辐射资料,计算了海气间感热、潜热及海面热量平衡的逐时值及日总量。分析了各通量的逐时变化特征、日变化规律及热量平衡的时空变化特征。分析表明:调查海区的第一阶段热量平衡为负,即海洋失去热量;第二阶段热量平衡为正,即海洋得到了热量。调查海区的热最平衡是东部大于西部。     

冬季东海黑潮海-气热量交换对长江中下游汛期降水的影响

黑潮海区的海-气热量交换,表层水温及热含量的变异对大气环流和大陆旱涝的影响已有论述。本文的目的在于分析东海黑潮海区的海-气热量交换特征及其与整个黑潮的关系,探讨它与长江中下游降水的联系,进而计算比较东海嵊山站多年海-气热量交换的特性,得到了有预报意义的指标。一、东海黑潮冬季海-气热量交换的年际变化特性及其与整个黑潮的关系作者在分析东海黑潮海区的海-气热量收支的年平均状况和季节变化特征时指出,10—3月海-气之间的热量比较显著,特别是在严冬季节。据此,本文只着重讨论东海黑     

海冰热力模式及北极海冰季节变化的数值模拟

本文给出了一个改进的海冰热力模式,主要通过海面和冰面的温度变化及热量收支,用来计算海冰面积和厚度的时空分布。     

台湾海峡及其邻近海区海面辐射平衡的时空分布

本文利用1963—1970年船舶天气报告、海洋水文图集及日本气象卫星中心发布的1978.7—1983.6逐候平均总云量,参考台湾海峡沿岸15个测站10a以上的气温和表层水温资料,计算了台湾海峡及其邻近海区的太阳总辐射、有效辐射及辐射平衡的时空分布。并讨论了它们同水文气象因素的关系。     

黑潮的热量收支及其与副热带高压关系的初步分析

黑潮是北太平洋西部的强大暖流。它将海洋在低纬海区接收到的大量太阳辐射热,带向中高纬海区,并通过潜热和感热的形式,将热量传给大气。由于黑潮流域宽广,从低纬向中高纬输送热量的多少,不仅会对东海及邻近大洋的水文要素产生较大的影响,而且还会引起巨大的海——气之间热量收支的变异,从而可能使大气环流发生相应的变化。因此,对黑潮的研究,不仅海洋学者十分重视,气象学者也对此产生了浓厚的兴趣。如wrytki(1965)、Hastenrath(1977)等人曾对太平洋海洋与大气的热量平衡进行过计算和分析,KOPT(1970)计算了黑潮热含量,讨论了它与西风环流指数的关系。我国大气所、地理所等单位也     

热带降水对海洋表层温、盐结构的影响

利用海洋调查船“实践”号在首次全球大气试验(PGGE)期间所取得的典型的海面气象及深度温度计观测资料,较详细地分析了西太平洋赤道海区对流性降水对海洋表层温、盐结构的影响。计算了受降水影响的海水薄层中的热量收支,所得结果与观测事实基本相符。     

北太平洋副热带中部模态水潜沉区的热收支———个全球海洋模式数据的结果

使用一个全球海洋环流模式的18 a(1993～2010 年)数据, 对北太平洋副热带中部模态水(CMW)潜沉区混合层内热收支的空间分布状况及其季节和年际变率特征进行了分析, 并重点讨论了热收支与太平洋年代际震荡(PDO)之间的相互关联。结果表明, CMW 潜沉区的热收支是海表热力强迫与海洋动力过程之间的平衡。其中混合作用, 特别是湍流扩散是海洋动力过程的主要分量, 对该海区混合层内部的热量耗散起到关键的作用。该海区的热收支具有显著的季节变化信号, 在春夏季与秋冬季存在明显的差异。热收支的年际变化与PDO 的超前滞后相关性分析表明, 该海区的混合层温度(MLT)具有显著的PDO 信号, 同时 PDO 与 MLT 两者随时间的变化信号( ?[P]/?t 与?[T]/?t )之间也有强相关性。?[P]/?t与海表热力强迫项(SEF)显著的相关性表明, SEF 可能会对PDO信号的产生及变化过程产生重要的影响;?[P]/?t 与夹卷项的高相关性则间接证明潜沉的 CMW 的温度存在 PDO 信号; 作为海洋动力过程的主体, 扩散项和平流项均会对PDO 信号变化做出滞后响应。本研究增进了对CMW 潜沉区混合层内海水温度变化特征的认识。     

北太平洋中纬海区海-气热量交换对其上空大气环流的影响

本文计算并分析了北太平洋中纬海区海-气热量交换的特征,发现中纬黑潮海区的海-气热量交换与北太平洋上空长波的发展有着密切联系。研究结果表明:在中纬海洋,冬半年北方冷空气的强弱对海-气热量交换有着重要的贡献。本文以海-气热量交换值作为基本因子来讨论中纬海洋对大气的影响,比单用水温或气温更为合理,并给出了中纬海洋海-气相互作用的一个简单的不可逆模式:冷空气强(弱)→海→气热量交换值大(小)→经向(纬向)环流发展→冷空气强(弱)→……。这过程一般在晚秋开始,到夏半年环流调整为止。     

黑潮对南海东北部声速场影响研究

对所收集到的南海海区的温度、盐度和深度历史资料进行了声速的计算与统计分析,结果表明,南海东北部海区存在明显的黑潮水入侵南海现象。针对这一现象及该海区的特殊地理环境,引入δ坐标系,对整个南海海区声速分表层、中层、底层对其自相关指数进行了分析与探讨,分别计算得到了它们的时空相关尺度。结果表明,4个季节的表层时空相关尺度明显大于中层与底层,中层与底层的时空相关尺度基本一致,而夏季的时空相关尺度明显大于其它3个季节。     

台湾浅滩西侧水道夏季的水文特征与上升流

本文根据1984年台湾海峡西部海域综合调查的结果及历史资料,分析了台湾浅滩西侧水道夏季的水文特征,以及这些特征与该海区夏季上升流的关系。并讨论了该海区夏季上升流海水的理化特征、上升流的时空变化及来源等。     

南设得兰群岛邻近海域夏季气象要素初步分析

本文讨论了影响研究海区气侯的主要因子即太阳辐射、大气环流和地形状况。在此基础上分析了研究海区的气压、气温、风、湿度与降水等气象要素的时空变化,给出了研究海区主要气象要素的分布特征。     

2000年南海季风爆发前后西沙海域海-气热量交换特征

利用2000年5月6日至6月17日在西沙海域进行的第二次南海海-气通量观测资料,计算了南海季风爆发前后海洋-大气间的辐射收支、感热通量、潜热通量及海洋热量净收支;发现季风爆发后海-气热量交换突然发生变化,其中潜热通量、海洋热量净收支变化尤为显著。讨论了季风爆发前后各种天气过程影响下海-气热量、水汽交换特点和海洋热量净收支变化,说明季风爆发前海洋是一个能量积累过程,季风爆发期海洋是一个能量释放过程,季风中断期海洋是一个能量再积累过程;季风爆发后西南大风期持续时间和强度,强烈影响水汽蒸发量大小,进而影响我国大陆上夏季降水,通过南海与阿拉伯海、孟加拉湾、西太平洋暖池等不同海域资料对比,分析了它们在海-气热量交换上的差别,指出这种差别是爆发后南海SST基本稳定而阿拉伯海、孟加拉湾SST明显降低的主要原因。     

渤海、和东海海气交换系数研究黄海

海气之间交换系数的研究报道很多(Anderson,1981; Hicks,1972),但由于观测时间、地点及所取资料的不同,所得结果也不相同。通常认为,风应力系数CD=1.5*10-3,热量CH和水汽CE的交换系数近似地等于CD(Businger,1975),其可能误差为±50%。Deardorff(1968)认为交换系数依赖于边界层的稳定度。而 Bunker(1976)根据他的理论给出了大西洋不同温度层结、不同风速范围下的海气交换系数。Frieche和Schmidt(1976)的实测资料分析表明,交换系数在不稳定条件下比稳定条件下要大得多,赵永平等(1982)也得出了相同的结论。Kondo(1975)在实验的基础上，依据稳定与不稳定条件下的廊线给出了交换系数CD,CH,CE的表达式,其结果与在1974-1975年气团变性实验(AMTEX)中Murty和Nitta等(1976)用热收支法计算的结果及风洞实验结果相一致。 渤海、黄海和东海紧邻大陆,受典型的季风气候影响,夏季的逆温和冬季冷空气爆发产生的强烈不稳定对海气之间的交换系数产生很大影响,因此了解本海区特定条件下非绝热交换系数的量级、变化及分布是十分必要的。本文根据渤海、黄海和东海区实测的水文气象资料,利用 Kondo的计算方法计算了该海区冬、夏季非绝热条件下的动量(CD)、热量(CH)、水汽(CE)交换系数和海面热收支,并探讨了海面热平衡的简化计算方法。     

台湾海峡及邻近海域海面热量平衡分布特征

本文利用1961—1985年历次台湾海峡及邻近海域水文气象调查资料,计算分析了该海域海面吸收辐射、有效回辐射、蒸发耗热、海-气感热交换的时空分布,给出了该海域热量平衡年平均状况和季节变化特征。     

基于FY-3B卫星资料的中国南海海区1—3月海雾时空分布特征研究

为全面了解中国南海海区海雾的分布特征,为南海海雾气象服务提供基础背景资料,利用2011—2016年1—3月FY-3B气象卫星资料的雾监测产品,分析了中国南海海区海雾的时空分布特征。结果表明:中国南海海雾具有特定的区域特征,中国南海海雾多出现在华南沿海、北部湾沿海、琼州海峡和海南岛东北部沿海海区,南海南部海域出现海雾概率低;南海出现高频次海雾的时间多发生在2月,1月次之,3月最少。该研究结果可为中国南海海雾研究提供背景资料。     

海洋上层温度结构特征的参数模式

本文根据等(1963,1965)提出的海洋上层温度结构特征的无因次普遍函数,利用1957—1964年暖半年渤、黄、东海159个站次连续站的资料和作者(1983)提出的海面热量平衡的简易计算公式计算海面的热量收支,建立了海洋上均匀层厚度、温跃层强度和跃层下界深度的半经验半理论模式。该模式反映了形成海洋上层温度结构特征的主要因子及其作用,同时避开了一般理论模式中的起算点和目前难以获得的物理海洋学参数,而可以直接利用表面水温、气温和风速进行海洋上层温度特征的计算。     

2008/2009年冬季南海冷涌天气过程的海-气热通量交换及热量收支

冬季风期(11月—翌年3月)南海显著的气候特点是盛行东北季风并频繁地发生冷涌天气过程。使用2008年10月到2009年4月在西沙群岛永兴岛近海进行的海-气通量观测试验资料,分析了西沙海域冬季风期,尤其是冷涌时段的海-气通量交换和热量收支特征。结果表明:冬季风前期由于海-气温差增大,感热通量比西南季风期稍增加;潜热通量平均值与西南季风期接近;太阳总辐射明显降低,大气长波辐射减小,海洋热量净收入成为负值,使得秋季之后海面温度不断降低。冷涌期间海-气之间的感热通量高于冬季风期平均值,潜热通量大部分(1月份之前)也高于冬季风期平均值;由于潜热通量增大和太阳短波辐射减小,1月份之前的冷涌过程海洋热量净收支普遍出现较大负值,海洋失热量强于冬季风期,甚至强于2008年台风过程平均值。到了冬季后期太阳总辐射增强,海洋热量净收入转为正值,海水温度又逐渐升高。季节之间比较,观测区感热通量以冬季风期间最大,秋季次之,春季最小;而潜热通量夏季风期出现最大值,冬季次之,秋季最小。     

基于卫星图像的北极冰间水道形态学特征分析

随着全球气候变暖,北极海冰面积逐渐减小,冰厚逐渐变薄,海冰在海浪的影响下会变得很脆弱,容易断裂形成裂缝,更易形成冰间水道,有助于北极航道的通航。同时,冰间水道是极地地区海洋与大气之间热量与动量交换的重要通道之一,因此在全球气候变暖的背景下,分析冰间水道的形态学特征,对于研究北极海区的动量和热量收支以及预测航道通航具有重要意义。文中利用Hilditch的冰间水道骨架技术,基于Landsat8的图像数据,分析了9月楚科奇海和波弗特海附近冰间水道倾角、长度和冰间水道距离等冰间水道的分布特征。结果表明,此时冰间水道倾角的分布集中在74°～114°之间,冰间水道长度和距离变化范围较大,分别在2～3 km和50～220 m之间。     

基于卫星遥感海面温度数据的海洋锋分海区分析方法

为了能够合理准确地描述海洋锋特征体系以及锋区本身的各种结构要素,提出了一种中国近海海洋锋分海区分析方法:首先,在对中国近海27条典型海洋锋的时空分布特征和季节演变系统归纳的基础上,基于多年卫星遥感海面温度数据锋面出现频率图,得出中国近海海区锋面系统划分方法;然后,利用日益更新的高时空分辨率卫星遥感海面温度数据,对各划分海区内海洋锋时空分布特征进行分析,调整纠正以往锋面系统分析的偏差或空缺,对中国近海锋面系统进行补充完善,为中国近海各锋面系统特征参数的规范化分析和准确的特征描述奠定基础。该方法对完善我国近海锋面系统研究具有长远的应用价值,对形成中远海及世界大洋海洋锋时空分布特征具有指导作用。     

热带西太平洋海－气热量通量研究──Ⅲ．冬季天气过程海－气热量交换的特征

根据执行ＴＯＧＡ／ＣＯＡＲＥ研究计划在热带西太平洋进行考察的结果，对调查海区海－气界面热量交换进行了分析。结果表明：冬季在热带扰动的影响下，调查海区海－气热量交换非常强烈，在风速较小、天气情况良好的情况下，调查海区海水得到的热量远大于失去的热量，调查海区海水对大气加热的变化与表层海水温度的变化并不一致，热带太平洋信风的加强对暖池的建立似乎是至关重要的。