南海夏季风对流季节内振荡的频谱变化特征

利用1980～1997年TBB资料和海表温度（SST）资料,诊断分析了南海对流季节内变化频谱及强度的变化特征,并探讨对流季节内振荡强度与对流本身强度以及南海SST之间的关系。结果表明,南海对流季节内变化强度及频谱存在明显的年内变化、年际变化和年代际变化特征;南海地区夏半年对流及其ISO1强度与后期冬季南海SST有一定的关系,当夏半年对流较强（弱）,ISO1较强（弱）时,则后期冬季南海SST偏低（高）。     

热带印度洋秋季偶极子模态与南海夏季风强度变化的关系

利用多年的Reynolds月平均海表温度资料和NCEP／NCAR全球大气再分析资料，采用经验正交函数（EOF）分析和滑动相关方法，研究了热带印度洋秋季偶极子模态和南海夏季风强度变化的关系。结果表明：（1）热带印度洋秋季海表温度距平（SSTA）的主要模态是全区一致型和偶极子（IOD）型，全区一致型模态主要代表了秋季SSTA全海盆一致的年代际及其以上时间尺度的变化，IOD型模态主要反映热带印度洋秋季SSTA年际时间尺度的变化。（2）当前期秋季热带印度洋存在正（负）IOD模态时，南海的夏季风强度减弱（增强）。二者年际变化的负相关关系在长期趋势的冷位相期不显著，而在暖位相期显著。（3）当南海夏季风强度增强（减弱）时，后期秋季热带印度洋出现正（负）IOD模态。二者年际变化的正相关关系在长期趋势的冷、暖位相期显著，在冷、暖位相转换期前后不显著。     

南海ITCZ异常变化及其对非移入性南海热带气旋(TC)活动的可能影响

利用美国NOAA提供的向外长波辐射（OLR）资料、NCEP/NCAR再分析资料以及上海台风所提供的热带气旋（TC）资料等,通过定义一个描写南海范围内（5°N~20°N,105°E~120°E）的热带辐合带（Intertropical Convergence Zone,简称ITCZ）强度指数,研究了南海ITCZ年际和年代际异常变化特征及其对非移入性南海TC[South China Sea-generated tropical cyclone（SCS-G TC）]活动的可能影响,并从异常强、弱南海ITCZ年份的大气环流背景和海表温度等变化特征来尝试揭示南海TC的活动规律。结果表明:在年际和年代际时间尺度上,南海ITCZ强度指数与南海TC的生成频数存在显著的负相关关系,长期趋势变化间的关系存在不同。南海ITCZ的强、弱显著地影响到南海TC的生成频数。强南海ITCZ年,南海TC频数偏多;弱南海ITCZ年,南海ITCZ频数偏少。强、弱南海ITCZ年对于南海TC的生成源地、TC的维持时间以及路径和强度的影响不显著。进一步分析表明,动力和环境条件方面,强、弱南海ITCZ年可能差异较大。异常偏强年,对流层低层出现气旋性环流,上层出现反气旋性环流;季风槽在南海区域偏强、位置偏南。与OLR表示的深对流区相配合,存在暖的海表温度和低层强烈的正涡度和强辐合,在高层存在相应的强的气流辐散,形成了极有利于南海TC发生发展的条件。弱南海ITCZ年则相反。另外,ITCZ强年,太平洋异常SST（Sea Surface Temperature）出现为La Ni?a特征,南海ITCZ区对流活跃,强度偏强。反之,ITCZ弱年则表现为El Ni?o特征,南海ITCZ关键区的对流强度偏弱。这些结果可为深刻认识南海TC的生成规律以及对南海TC的预报提供线索。     

国家自然科学基金委员会地球科学部南京信息工程大学大气资料服务中心资料通讯

第10卷第2期（总第34期）2011年8月全球海表温度（SST）数据集简介本期介绍大气资料服务中心目前存放的3套全球海表温度（sea surface tem perature,简称SST）资料,分别是NOAA最优差值海表温度数据集、NOAA延长重建的海表温度数据集以及MODIS海表温度温度数据集。     

基于卫星和Argo观测的阿拉伯海中北部海表盐度季节和年际变化

基于美国国家航天局（NASA）发射的水瓶座（Aquarius/SAC-D）卫星和欧洲航天局（ERA）发射的土壤湿度与海洋盐度（SMOS）卫星的观测资料,以及Argo海表盐度资料,重点分析了阿拉伯海中北部海表盐度的季节和年际变化.年平均情况下,Argo、Aquarius和SMOS表现出相似的海表盐度分布形态,均表现了阿拉伯海中北部高达36.5 psu的高盐特征.阿拉伯海中北部海表盐度在2—3月出现最低值,在4月之后快速升高,并在夏季西南季风的成熟阶段达到最高.阿拉伯海中北部海表盐度显著的季节变化与季风风场引起的大量蒸发和平流输送相关.夏季风期间,Ras al Hadd急流将来自阿曼湾的高盐水向东向南输送到阿拉伯海中北部海域,使海表盐度升高并达到最高值;冬季风期间,冬季风环流系统在印度半岛西侧海域形成向北的低盐水输送,造成阿拉伯海中北部海表盐度降低.该低盐水平流在冬季风后期能够影响到阿曼海.阿拉伯海中北部海表盐度年际变化主要与季风驱动的季风环流系统的变化相关,尤其是冬季风期间向北流动的印度西侧沿岸流的强弱与该区域海表盐度年际变化关系密切.     

近54年广东沿海海表温度最低、最高年平均成因分析

根据1960—2013年广东省沿海5个海洋站的实测月平均海表温度（SST）及南海高压特征指数、太阳总辐射、季风、全球年平均地表温度距平等资料,采用比较方法,分析近54年最低、最高年平均SST的季节变化差异及其形成原因,得出近54年来年平均最低、最高SST分别为1984年（SST距平为-0.95℃）与2002年（距平为＋0.91℃）;SST差异主要发生于冬、春季月份,其形成原因与全球变暖、南海高压强弱变化、太阳总辐射强度、冬季风强度等季节变化有密切关系。     

我国近海和邻近海的海洋环境对最近全球气候变化的响应

鉴于全球气候变暖对海洋环境和海洋生态及对经济和社会可持续发展影响的严重性,作者首先利用ERA-40再分析的风场资料以及HadISST 和SODA等海洋高分辨率再分析资料,分析了近50年来全球气候变化对中国近海(包括渤海、黄海、东海和南海)和邻近海(主要是热带和副热带西太平洋)海面附近的风力、海表纬向和经向风应力和海表温度的影响.分析结果表明: 由于受全球气候变暖的影响,1976年之后中国近海和邻近海上空的冬、夏季风变弱,从而引起中国近海冬、夏季海表风应力减弱(尤其是经向风应力),而海表水温明显上升; 并且,冬、夏季海表风应力的减弱和海水温度的上升在中国东海反映尤其明显,这些为中国近海赤潮的频繁发生提供了有利的海洋环境.此外,从中国近海上空环流散度分布的变化可见,中国近海上空从1976年之后大气环流辐散增强,这不利于中国近海上升流的形成,从而会对沿岸水域营养盐的输送产生影响.     

太平洋区域季内振荡的一种负反馈过程

利用1981—2002年美国国家气象中心（National Meteorological Center,NMC）逐日海表温度（sea surface temperature,SST）、10 m高处风场（V）及逐月混合层厚度（mixed layer depth,mld）资料,研究了太平洋区域海表温度季内振荡的气候及异常特征,重点探讨了北太平洋区域海表温度季内振荡的维持机制。研究发现,太平洋区域海表温度存在3个季内振荡强度气候高值区,即热带东太平洋（终年存在）、西北太平洋（北半球春、夏、秋存在）、西南太平洋（南半球夏季前后存在）,它们出现在气候混合层厚度最小的区域和季节。海表温度季内振荡强度年际异常与混合层厚度年际异常存在显著负相关,在物理上,这种关系比它与海表温度异常的关系更直接。北太平洋区域5—9月地面风场与海表温度季节内振荡的基本耦合模态揭示出以漂流和感热输送为动力的一个负反馈过程,它存在于薄混合层海区,这是该海区强海表温度季内振荡的维持机制。     

春季热带南大西洋海表温度异常与夏季亚澳季风区降水异常的联系

利用1979—2019年Hadley中心的海表温度资料、GPCP的降水资料以及NCEP-DOE的再分析资料等,分析了北半球春季热带南大西洋海表温度异常与北半球夏季亚澳季风区降水异常的联系。研究表明,北半球春季热带南大西洋海表温度异常与随后夏季热带西太平洋到南海（澳大利亚东侧海域到热带东印度洋）地区的降水异常为显著负相关（正相关）关系。北半球春季热带南大西洋的海表温度正异常可以引起热带大西洋和热带太平洋间的异常垂直环流,其中异常上升支（下沉支）位于热带大西洋（热带中太平洋）。热带中太平洋的异常下沉气流和低层辐散气流引起热带中西太平洋低层的异常东风,后者有利于热带中东太平洋海表温度出现负异常。通过Bjerknes正反馈机制,热带中东太平洋海表温度异常从北半球春季到夏季得到发展。热带中东太平洋海表温度负异常激发的Rossby波使得北半球夏季热带西太平洋低层出现一对异常反气旋。此时,850 hPa上热带西太平洋到海洋性大陆地区为显著的异常东风,有利于热带西太平洋到南海（澳大利亚东侧海域到热带东印度洋）地区出现异常的水汽辐散（辐合）,导致该地区降水减少（增加）。     

从GTS获得的海洋温、盐资料在BCC海洋同化系统中的质量控制及同化结果初步分析

介绍了从全球电信系统(GTS)上获得的海洋温度、盐度观测资料在中国国家气候中心(BCC)新一代海洋同化系统中的应用情况。通过资料的质量控制判断温、盐观测的重复记录、观测深度、地形、极端值、气候变率、层结、空间差异,有效地过滤了错误的或不可靠的观测信息。质量控制后,将温、盐观测资料加入同化系统,有效地改进了模块化全球海洋环流模式MOM4中的全球热带、副热带海洋,尤其是太平洋地区的多年平均海表温度、盐度场分布特征;此外,同化温、盐资料对南北半球中纬度地区的海表温度分布特征也有明显的改进。对比同化前后的均方根误差(RMSE)发现,同化后大部分海区,尤其是热带海洋的海表温度/盐度的均方根误差明显降低,降幅通常在0.1—1.0℃/psu,模拟与观测的海表温、盐分布特征也更为接近。进一步分析指出,同化明显地改善了模式对Nino3、Nino4区海温时间演变特征的模拟,同化后的Nino3海温与最优插值海表温度的差异减小,但其通常在上半年改进较多(差值绝对值多在0.5℃左右),而在下半年则改进较少(差值绝对值常达1℃左右);Nino4区的海温特征则改进明显,其与最优插值海表温度的差值绝对值通常都控制在0.5℃以下。     

海洋对全球变暖的响应及南海观测证据

回顾了世界各大洋和若干区域海洋的海平面、热含量、温盐结构及珊瑚变化等方面的主要成果,并对中国南海温盐结构的长期变化趋势进行了初步分析。结果表明,对全球增暖的响应,南海中层水盐度的长期变化表现出一定的淡化趋势。     

2009-18年西北太平洋区域海洋再分析CORA1.0产品研制及检验

在51年(1958-2008)西北太平洋区域海洋再分析CORA1.0产品的基础上,改进了模式配置和同化方法,研制了2009-18年的CORA产品并对其进行以下检验:(1)温盐和海表高度异常均方根误差分布检验;(2)35°N处温度断面分布检验;(3)再分析流场和表漂浮标轨迹对比检验.结果显示,2009-18年的CORA产品可以再现海洋要素长时间序列,时空多尺度的变化特征,为研究特征海洋现象和过程提供背景信息.     

Effects of Spectral Nudging on Oceanic States in a Coarse-Resolution Model

A 1-degree global model is used to investigate the skill of spectral nudging at coarse resolution by performing two numerical experiments, one with spectral nudging and the other without. In the spectral nudging experiment, the model temperature and salinity are nudged to an observed climatological monthly-mean field. The study compares the model mean state, as well as the interannual and decadal variability of oceanic quantities with observations, (e.g., sea surface height (SSH) and sea surface temperature (SST)). Spectral nudging is found to be effective in constraining model drift from the observed mean state of temperature and salinity in the global ocean, which has been reported in previous studies. The present study further shows that spectral nudging significantly improves the model skill of topostrophy (a measure of currents flowing along the topography) in water depth below 2000?m with no clear improvement elsewhere. Despite its known ability to damp oceanic variability at various time scales, spectral nudging can still represent the interannual and decadal variability of SSH and SST well, to a degree comparable to the other experiment.     

南海年际尺度海气相互作用的初探

本文分析了南海海洋大气系统短期气候变化中存在年际振荡的若干观测事实，提出了局地尺度南海海洋与低层大气相互作用的一种可能机制。针对南海表层水温距平和低层风场异常的相关，设计了一个类似与ＭｃＣｒｅａｒｙ和Ａｎｄｅｒ－ｓｏｎ（１９８４）模型的简化海气耦合模式。大气部分为随下垫面海温变化而变化的异常风应力阶梯函数与季节性风场的联合；海洋部分为非线性β－平面的约化重力模式。考虑南海海洋大气相互作用中存在的海温与低层大气风场变化之间反馈过程，耦合模式在气候积分中表现出一类约３ａ的周期性年际振荡。说明这个区域ＳＳＴ、低层大气风场年际振荡是南海海盆尺度的海气相互作用的反映，改进了关于南海ＳＳＴ年际振荡是海洋对大气应力甚低频强迫响应的认识     

南海海平面高度年循环的特征

根据 ＴＯＰＥＸ／ ＰＯＳＥＩＤＯＮ－ＥＲＳ高度计提供的海平面高度异常资料和并行海洋气候模式（ＰＯＣＭ）模拟海平面高度资料，分析了南海海平面高度年循环特征。结果表明：ｌ月，３月和５月海平面高度的异常值分别与７月，９月，１１月的异常值相反。ｌ月（７月），深水海区与吕宋海峡的海平面高度为负（正）异常，在大部分陆架区和南海的西和南部，海平面高度为正（负）异常。在３月（９月），除海平面高度异常的量级已减少，且较小的ＳＳＨ正异常（负异常）出现在南海的中部以外，海平面高度异常的分布型与 １月（７月）类似； ＳＳＨ的年循环的最大振幅出现在吕宋岛的西北海域；风的季节变化是南海ＳＳＨ季节变化的主要原因。     

基于卫星遥感的南海海-气CO2通量研究

海洋是地表环境中最重要的碳库,准确估算CO2在海洋与大气之间的交换对于进一步阐明其变化过程机理具有重要意义。利用南海2011—2020年的海温、风速、海平面气压等多种遥感反演数据,基于海-气分压差算法,构建了海-气CO2通量遥感估算模型,并分析其时空变化特征。结果表明：（1） 遥感估算模型在整个南海海域具有较好的通用性,对比实测区域数据,估算结果的平均绝对误差和均方根误差分别为1.04和1.37 mmol/(m2·d);对于源汇区的识别准确率达到90.63%。（2） 南海总体表现为弱碳源,CO2通量的季节变化呈现出夏秋季高、冬春季低的特征,夏季和冬季分别为全年最高和最低。空间分布特征为南北部差异大。碳汇高值区始终位于北部,且冬季为强碳汇,而碳源高值区夏季出现在中南半岛东南部,秋季则转移到南海东北部。（3） 南海三种典型区（北部陆架陆坡、中部海盆、南部陆坡）的CO2通量随时间推移均呈现降低的趋势,且北部下降速度最快。2011—2020年,南海年均向大气净释放碳1.51×107 t,但其碳释放量呈降低趋势,降低速度为2.03×106 t/a,南海总体的“碳源”强度有所减弱。研究结果可为制定碳排放及碳交易政策提供科学参考。     

INVERSION OF TEMPERATURE FROM AMSU-A AND ITS APPLICATION ON WARM-CORE OF TROPICAL DEPRESSION OVER THE SOUTH CHINA SEA

The linear regression and horizontally stepwise correction are conducted on the observational data from AMSU-A L1 B of NOAA polar orbit satellite to invert a 40-layers(from 1,000 h Pa to 0.1 h Pa) dataset of atmospheric temperature with a horizontal resolution of 0.5°×0.5° after the correction of satellite antenna pattern and limb adjustment. Case study shows that the inversion data of temperature can reveal the detail structure of warm core in tropical cyclone. We choose two categories of tropical depressions(TDs) over the South China Sea, including the non-developing TDs and developing TDs. Both of them are developed downward from the middle and upper level to the lower level. Comparison between the evolutions of warm core in the two categories of TDs indicates that the warm core is developed downward from the middle and upper troposphere to the sea surface in all the downward-developing TDs. The difference is that in the group of further developing TDs, the warm core in the upper troposphere is intensified suddenly when it is extending to the sea surface. The warm core in the upper and lower troposphere is strengthened in a meantime. But the similar feature is not observed in the non-developing TDs. Then it may be helpful to judge the TD development by monitoring the change in its warm-core structure.     

China Ocean ReAnalysis (CORA) version 1.0 products and validation for 2009–18: 2009–18年西北太平洋区域海洋再分析CORA1.0产品研制及检验

China Ocean ReAnalysis (CORA) version 1.0 products for the period 2009–18 have been developed and validated. The model configuration and assimilation algorithm have both been updated compared to those of the 51-year (1958–2008) products. The assimilated observations include temperature and salinity field data, satellite remote sensing sea surface temperature, and merged sea surface height (SSH) anomaly data. The validation includes the following three aspects: (1) Temperature, salinity, and SSH anomaly root-mean-square errors (RMSEs) are computed as a primary evaluation of the reanalysis quality. The 0–2000 m domain-averaged RMSEs of temperature and salinity are 0.61°C and 0.08 psu, respectively. The SSH anomaly RMSE is less than 0.2 m in most regions. (2) The 35°N temperature section is used to evaluate the ability to reproduce the thermocline, mixing layer, and Yellow Sea cold water mass. In summer, the thermocline is reinforced, with the gradient changing from 3°C in May to 10°C in August. The mixing-layer depth reproduced by CORA is consistent with that computed from the observed climatology. The Yellow Sea cold water mass forms at a depth of 50 m. (3) The reanalysis current is examined against the tracks of some drifting buoys. The results show that the reanalysis current can capture the mesoscale eddies near the Kuroshio, which are similar to those described by the drifting buoys. Overall, the 2009–18 CORA reanalysis products are capable of reproducing major oceanic phenomena and processes in the coastal waters of China and adjacent seas.摘要在51年 (1958–2008) 西北太平洋区域海洋再分析CORA1.0产品的基础上, 改进了模式配置和同化方法, 研制了2009-18年的CORA产品并对其进行以下检验: (1) 温盐和海表高度异常均方根误差分布检验; (2) 35°N处温度断面分布检验; (3) 再分析流场和表漂浮标轨迹对比检验.结果显示, 2009–18年的CORA产品可以再现海洋要素长时间序列,时空多尺度的变化特征, 为研究特征海洋现象和过程提供背景信息.     

孟加拉湾季风爆发对南海季风爆发的影响Ⅰ:个例分析

利用南海季风试验分析场和NCAR向外长波辐射通量(OLR)资料研究了1998年孟加拉湾季风和南海季风爆发期间副热带环流的大尺度和天气尺度特征,探讨了孟加拉湾季风爆发与南海季风爆发之间的物理联系及孟加拉湾季风气旋的对流凝结潜热释放对副热带高压“撤出”南海的影响。结果表明,1998年5月爆发的东亚季风展现出典型的从孟加拉湾地区东传发展到南海地区的过程。随着孟加拉湾季风爆发和对流活动增强、北移,南海北部出现了低层西风和对流活动,领先于副热带高压在南海地区减弱和撤退。结果还显示南海北部地区的对流凝结加热有助于该地区经向温度梯度的反转,在热成风关系的制约下南海上空副热带高压脊面的垂直倾斜由冬季型转向夏季型,季风爆发。     

THE CLIMATIC CHARACTERISTICS OF SUMMER MONSOON ONSET OVER THE SOUTH CHINA SEA I.40-YEAR AVERAGE

By using 40-year NCEP reanalysis daily data (1958-1997), we have analyzed the climatic characteristics of summer monsoon onset in the South China Sea (105°E ~ 120°E, 5°N ~ 20°N, to be simplified as SCS in the text followed) pentad by pentad (5 days). According to our new definition, in the monsoon area of the SCS two of the following conditions should be satisfied: 1) At 850hPa, the southwest winds should be greater than 2m/s. 2) At 850 hPa, θ_se should be greater than 335°K. The new definition means that the summer monsoon is the southwest winds with high temperature and high moisture. The onset of the SCS summer monsoon is defined to start when one half of the SCS area (105°E ~ 120°E,5°N ~ 20°N) is controlled by the summer monsoon. The analyzed results revealed the following: 1) The summer monsoon in the SCS starts to build up abruptly in the 4th pentad in May. 2) The summer monsoon onset in the SCS is resulted from the development and intensification of southwesterly monsoon in the Bay of Bengal. 3) The onset of the summer monsoon and establishment of the summer monsoon rainfall season in the SCS occur simultaneously. 4) During the summer monsoon onset in the SCS, troughs deepen and widen quickly in the lower troposphere of the India; the subtropical high in the Western Pacific moves eastward off the SCS in the middle troposphere; the easterly advances northward over the SCS in the upper troposphere.