南黄海西部中层冷水垂直热结构的自模性

利用在水温垂直剖面无因次自模函数研究海洋垂直热结构方面的经验 ,对含中层冷水垂直热结构海水水温的正、负梯度层 ,提出了 2种无因次温度和深度表达式 ,然后利用实测资料按单站和整个研究海区分别拟合了自模函数θ =f(η)。回算检验结果表明 ,用上述自模函数回算水温的平均均方误差均小于 0 .1 5℃ ,证明了含中层冷水的垂直热结构亦存在自模性 ,所提出的无因次经验表达式具有可靠性 ,纠正了认为自模函数的建立仅适用于单跃层结构的观点 ,并为进一步建立黄海中层冷水垂直热结构数值预报模式奠定了实验基础     

东海西北部中层冷水垂直热结构数值预报方法研究 I.一维数值预报模式

文中，以水温垂直剖面的自模性将其由T－Z分布变为θ-η剖面为基础，在考虑海面加热，忽略热平流效应和来自海底的热通量情况下，将海洋分为4层，并在各层内利用其自模函数的积分趋于常量的特性，对引入自模函数的热传导方程进行推导运算，导出描述含中层冷水垂直热结构7个特性量的闭合方程组。当解得这些特征量之后，代入含有自模函数的温度表达式，即获得预报的整个水温剖面。为了检验模式的功能，我们利用东海西北部海域中27个测站，以5月5日和5月10日实测的特征量作为初值，分别试报了5月10日和5月15日的特征量及水温剖面。试报的结果表明：试报特征值和温度剖面与其实测值之间的平均绝对误差，特征温度小于或等于0.23℃，特征深度小于或等于1.18m，而水温剖面小于或等于0.20℃。由此可见，试报的效果是令人满意的。     

东海西北部中层冷水垂直热结构数值预报方法研究Ⅰ.一维数值预报模式

文中,以水温垂直剖面的自模性将其由T-Z分布变为θ-η剖面为基础,在考虑海面加热,忽略热平流效应和来自海底的热通量情况下,将海洋分为4层,并在各层内利用其自模函数的积分趋于常量的特性,对引入自模函数的热传导方程进行推导运算,导出描述含中层冷水垂直热结构7个特征量的闭合方程组.当解得这些特征量之后,代入含有自模函数的温度表达式,即获得预报的整个水温剖面.为了检验模式的功能,我们利用东海西北部海域中27个测站,以5月5日和5月10日实测的特征量作为初值,分别试报了5月10日和5月15日的特征量及水温剖面.试报的结果表明:试报特征值和温度剖面与其实测值之间的平均绝对误差,特征温度小于或等于0.23℃,特征深度小于或等于1.18m,而水温剖面小于或等于0.20℃.由此可见,试报的效果是令人满意的.     

黄海,渤海水温垂直结构数值预报方法研究：Ⅰ.一维数值预报模式

本文根据历史水温资料分析建立无维温度θＴ和无维深度η，进而建立水温垂直剖面的无维自模函数θＴ＝ｆ（η）。在此基础上，利用热传导方程在忽略平流和侧向涡动效应条件下建立描述表层水温，底层水温和上均匀层厚度的一维模式。     

东海西北部中层冷水垂直热结构数值预报方法研究 Ⅱ.三维数值预报模式

根据含中层冷水海洋垂直热结构的特征,将其分为4层,并考虑来自海面的热力和动力强迫因子、水层界面剪切应力和卷挟热交换、热平流、混合及地形影响等条件下,从原始动量、连续方程组及热传导方程出发,对整个海洋和各水层分别进行垂向积分,导出相应的描述风生界面起伏、各水层平均流场和温度场的闭合方程组.当解得各水层的平均温度场T_k(k=1,2,3,4)后,根据Tk与对应水层界面特征温度间的关系获得后者,最后通过水温剖面表达式获得含中层冷水海洋的三维热结构.为了检验本模式的功能,以时效为5d试报了5月15日研究海域的三维热结构,并将试报结果与实测值进行了比较.结果表明,试报水温的均绝误差为025℃,效果令人满意.     

黄海、渤海水温垂直结构数值预报方法研究 Ⅰ．一维数值预报模式

本文根据历史水温资料分别建立无维温度θＴ，和无维深度η，进而建立水温垂直剖面的无维自模函数θＴ＝ｆ（η）。在此基础上，利用热传导方程在忽略平流和侧向涡动效应条件下建立描述表层水温（ＴＳ）、底层水温（ＴＨ）和上均匀层厚度（ｈ）的一维模式。利用本模式试报了（时效为５ｄ，１０ｄ，１５ｄ）南黄海２０个站的ＴＳ，ＴＨ，ｈ及温跃层厚度和强度，结果令人满意。     

海洋水文要素垂直剖面自模性概述（Ⅱ）

本文旨在全面地介绍前苏联学者在研究海洋水文要素垂直剖面自模性及无维模式方面的重要成果。主要内容有：（１）海洋活动层分析－θ(η)的发现；（２）海洋活动层温度剖面参量化描述－θ（η）的经验模式；（３）温（盐、密）度垂直剖面自模函数存在的理论证明；（４）自模函数θ（η）的应用；（５）自模函数在盐度垂直结构参数化的应用；（６）自模函数在浅海水主要素垂直分布模拟和数值预报的应用。     

南黄海春季水温分布特征的分析

利用美国海军的空间分辩率为10′×10′月平均的GDEM三维水温资料,研究了南黄海春季水温的分布特征及其演变过程。分析结果较清晰地显示了春季南黄海的水温分布如何从冬季的垂直均匀型过渡到夏季的层化结构。分析还表明:春季南黄海水温的水平和垂直结构皆比冬季更为复杂,并出现若干个较特殊的水文现象,例如,在34°40′~36°20′N的南黄海西侧出现了“青岛冷水团”,而在35°30′~37°20′N的南黄海东侧,初次发现存在着一个类似性质的冷水团,称其为“仁川外海冷水团”。此外,在冷水团的邻近海域还存在着中层冷水。     

黄、渤海水温垂直结构数值预报方法的研究——Ⅰ.一维数值预报模式

文中根据历史水温资料分别建立无维温度θ_T和无维深度η,进而建立水温垂直剖面的无维自模函数θ_T=f(η)。在此基础上,利用热传导方程在忽略平流和涡动效应条件下建立描述表面水温(T_s)、底层水温(T_H)和上均匀层厚度(h)的一维模式。文中,利用本模式试报了(时效为5、10、15d)南黄海20个站的T_s、T_H、h、温跃层厚度和强度等,结果是令人满意的。     

海洋水文要素垂直剖面自模性概述(Ⅰ)

海洋水文要素垂直剖面的计算与预报是海洋学家研究的重要方向，也是有关海洋部门关注的重点问题之一。这是因为它的时—空分布与变化不仅反映水团分布、流系消长，同时也决定营养盐类、浮游生物聚集和渔场分布，从而给海洋扑捞、近海养殖、海上平台、海底管线、沿岸工程等带来不可忽视的影响。因此，海洋水文要素垂直剖面模拟及预报方法的研究现已成为海洋工作者亟待解决的课题之一。然而，由于它的时—空变化十分复杂，且影响因子众多，垂直热传导机制及海洋中各种尺度的混合过程难以研究，故有成效的方法尚不多见。C.A.Kитайгородский和ю．э．Mирополъский等借助于无维变量，发现大洋水温垂直剖面存在着自模性特点，并提出了无维模式的拟会公式[1]及某些洋区的经验无维模式[2]，O．B．Pещетова[4]等又将这种模式及参量化方法十分满意地推广到了海水盐度和密度垂直剖面的模拟。本文旨在较全面地介绍前苏联学者在研究海洋水文要素垂直剖面自模性及无维模式方面的重要成果。主要内容有：①海洋活动层分析──θ（η）的发现；②海洋活动层温度创面参量化描述──θ（η）的经验模式；③温（盐、密）度垂直剖面自模函数存在的理论证明；④自模函数θ（η）的应用；⑤自     

海洋上层温度结构特征的参数模式

本文根据Ｃ．Ａ．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年暖半年渤海、黄海、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。     

海洋上层温度结构特征的参数模式

本文根据С．А．Китайгородский等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年暖半年渤海，黄海，东海１５９个站次连续站的资料和作者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。     

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。     

渤海、黄海热结构分析

在多年观测资料基础上,以月平均风应力和周平均海表水温(SST)作为外强迫,对黄海、渤海热结构进行了数值模拟.模拟结果显示渤海的热结构特征自10月至翌年3月为水温垂直均一的冬季型;5～8月为分层结构(由上混合层、跃层、潮混合层组成)的夏季型.4月和9月为两型的过渡期,最低水温出现在2月,最高水温表层出现在8月,底层则在9～10月.黄海沿岸浅水区与渤海有相似的热结构,黄海冷水团和黄海暖流对其中央槽深水区的热结构有重要影响.对底层水的影响而言,前者夏季显著而后者冬季显著,从而导致黄海(槽)的底层水与环境相比呈现夏季冷而冬季暖的特征,底层水温基本上与表面水温的年变化反相;深水区的热结构与渤海相比,均一型结构(1～3月)变短,分层型结构(5～11月)变长,底温年变幅(5℃以内)变小,跃层强度增强.模拟结果还表明,黄海暖流的动力仍然是季风环流,而对黄海冷水团的形成和发展有无动力影响提出质疑.     

渤黄东海混合层化演变规律的研究进展

较详细地综述了渤黄东海混合层化演变过程与规律的研究进展情况，主要包括：混合和层化过程的分布规律与季节变化特性，采用水温垂直剖面自相关函数的半经验预报模式，动力学和热力学的数值预报模式。     

黄海,渤海水温垂直结构数值预报方法研究：Ⅱ.准三维数值预报模式

本文根据黄渤海海区水温资料建立了无维深度η和无维温度θＴ以及相应的水温垂直剖面的相似函数θＴ＝ｆ（η）。在此基础上，设：上均匀层厚度ｈ＝ｈ（ｘ，ｙ，ｔ），表层水温Ｔｓ＝Ｔｓ（ｘ，ｙ，ｔ），上均匀层以下的温度Ｔｚ＝Ｔｚ（ｘ，ｙ，ｚ，ｔ），底层温度ＴＨ＝ＴＨ（ｘ，ｙ，ｔ０，流速分量ｕ＝ｕ（ｘ，ｙ，ｔ）和ｖ＝ｖ（ｘ，ｙ，ｔ）及海面起伏．ζ＝ζ（ｘ，ｙ，ｔ），提出了水温垂直结构的准三维数值预测模式。     

黄海,渤海盐度准三维数值预报模式

黄海、渤海盐度的垂直结构具有典型的自模性，而其水平分布又受平流，水平扩散效应及径流等因素的影响。本文根据黄海，渤海实测资料拟合了盐度垂直剖面的自模函数，并结合描述表，底层盐度及上均匀层厚度这３个特征量水平分布的方程，给出盐度三维结构的准三维模式。     

黄海、渤海盐度准三维数值预报模式

黄海、渤海盐度的垂直结构具有典型的自模性，而其水平分布又受平流、水平扩散效应及径流等因素的影响。本文根据黄海、渤海实测资料拟合了盐度垂直剖面的自模函数，并结合描述表、底层盐度及上均匀层厚度这３个特征量水平分布的方程，给出盐度三维结构的准三维模式。在模式中，综合考虑了海面风和热输入的强迫作用以及流场的平流、侧向混合及底层混合的影响因素，同时还考虑了径流、蒸发及降水的作用，较客观地反映了盐度的三维分布及其变化的物理过程。试报结果分析表明，模式的功能较好，结果令人满意。     

黄海、渤海水温垂直结构数值预报方法研究 Ⅱ．准三维数值预报模式

本文根据黄渤海海区水温资料建立了无维深度η和无维温度θＴ以及相应的水温垂直剖面的相似函数θＴ＝ｆ（η）。在此基础上，设：上均匀层厚度ｈ＝ｈ（ｘ，ｙ，ｔ）、表层水温ＴＳ＝ＴＳ（ｘ，ｙ，ｔ）、上均匀层以下的温度ＴＺ＝ＹＺ（ＹＺ（ｘ，ｙ，ｚ，）、底层温度ＴＨ＝（ｘ，ｙ，ｔ）、流速分量ｕ＝ｕ（ｘ，ｙ，ｔ）和ｖ＝ｖ（ｘ，ｙ，ｔ）及海面起伏ξ＝ξ（ｘ，ｙ，ｔ），提出了水温垂直结构的准三维数值预报模式。模式的求解是用“ＡＤＩ”和“ＨＮ”法进行。文中引列了预报时效为４ｄ的试报结果，效果是令人满意的。     

黄海、渤海温度垂直结构三维数值预报

文中将海洋分为具有密度阶跃的两层，设各层内各物理量与深度无关，用推广的ＡＤＩ方法进行包括潮流和风海流的二层流场计算，待流场计算稳定后，与温度扩散方程和上均匀层深度预报方程相耦合，对黄渤海区表、底层温度和上均匀层深度作了为期４ｄ的试报。然后，通过温度垂直剖面自模函数预报出三维的水温场。试报结果表明，整个模式的预报性能及试报结果与实测的吻合程度是令人满意的。