探测海面空气温度、湿度和风速梯度的仪器——海面温湿风梯度仪

探测距海面几米高以下的温、湿和风等气象要素的梯度变化,以获取梯度廓线及贴水层大气的动量、热量和乱流等通量传递系数,是研究小尺度海气相互作用的必要手段。由于海上工作条件不同于陆地,进行海上大气梯度探测是比较困难的。为了适应我国海气相互作用研究的需要,我们研制成功了一种采用小型浮标系统,通过电缆遥测海面温度、湿度和风速的仪器—《海面温湿风梯度仪》(以下简称《梯度仪》)。由该仪器可得到距海面以上5米内不同高度的温、湿和风速的梯度资料。     

台湾海峡海面风场数值计算

一、引言众所周知,海—气相互作用错综复杂,使得海上风的理论计算遇到了许多困难。至今,海上风的估计多半是应用经验统计的方法,即根据气压形势场计算地转风或梯度风,再作有关海面摩擦和大气稳定度的订正。但这种估计误差较大。日益深入开展的数值天气预报与近地面层大气研究为理论上建立数值模式计算与预报海上风场提供了条件。Blachadar(1965)和Cardone(1969)在总结前人研究成果的基础上,先后建立了大气边界层数值模式。国内外学者均曾利用该数值模式进行过海上风场的计算。     

基于大涡模拟耦合模式的小尺度海气相互作用研究

大气和海洋是影响地球气候系统的两个重要因素，它们之间的相互作用是海洋和大气研究的重要课题，海气耦合模式则是研究海气相互作用的重要工具，而海气耦合模式重点考虑的参数是海气通量。针对传统的大尺度海气耦合模式缺少湍流尺度分析的问题，本文使用并行大涡模拟海气耦合模式（The Parallelized Large-Eddy Simulation Model，PALM），在小尺度上探究风速对海气通量及湍流动能收支（Turbulence Kinetic Energy Budget，TKE Budget）的影响，设置了5、10和15m/s三种地转风速度对大气边界层（Atmospheric Boundary Layer，ABL）和海洋混合层（Oceanic Mixed Layer，OML）进行海气耦合模拟。研究表明：海气通量的分布与风速大小密切相关，风速越大，净热通量和浮力通量相对越大，由于温度上升导致海水蒸发加剧，使得大气的淡水通量增大；海洋湍流动能收支各项在近海面处受风速影响较大，且随着深度加深而逐渐减弱。本研究初步展示了小尺度海气耦合模式在海气通量研究中的应用，对进行小尺度海气相互作用研究具有一定的意义。     

海面风的铅直结构

海面风在海气能量交换过程中几乎起主导作用。这是因为海波、海流和海水团变性等的发生、发展及消失等现象的演变和维持,实质上都同海面风直接相联系。因此,从海气相互作用和海气能量交换的观点来了解海面风的铅直分布结构是有实际意义的,这不仅可以提供海洋学科所不可少的气象学知识与情报,而且     

石油污染对海—气相互作用的影响

石油与海水是物理属性不相同的两种液体，石油所形成的薄膜漂干海面上，使反射的阳光比海水大２～４倍，通过海气面向大气输送的水汽减少，接近于零，海面风传递给海面的动力通量大为减少，大大阻碍了海水的蒸发和盐颗粒向大气中飞溅，阻碍海水对大气中Ｏ２和ＣＯ２气体的吸收，使上层海水吸收的太阳热量减少１０％，从而影响到海气相互作用的每个过程，石油污染对气候变异的影响令人十分担忧，如何减少海上石油开发业带来的石油污染     

黄、渤海水温变异特性及其对埃尔尼诺现象和气温变化的响应

近年来,海气相互作用研究已成为世界性重要探讨课题之一,尤其是在海气相互作用对大气环流及天气过程方面的研究更为突出.但是由于海洋自身的特性,它在海气相互作用过程中,将扮演着重要角色.为此,重点研究海洋的变异特性及其受外来因素的可能影响和机制,对海气相互作用方面研究的进一步深入是非常有益的.本文的目的是通过分析黄、渤海水温场的变异状况,探讨对其产生可能影响的因素及其物理过程.这对深入了解海气交换过程     

低风速下海面附近气温场对海气动量通量的影响

实用测的海上和层平均风剖面数据和温度剖面数据，通过数据回归和迭代方法计算出了在不同大气稳定情况下的海面阻力系数。得到了与前人理论计算一致的结论：海面阻力系数随海面大气稳定度的增加而减小，另外，我们还发现：在海面风速小于１３ｍ／ｓ时，不能认为气温剖面外推到海面的值与海面水温的是一致的。这样若用海气温差作为衡量海面上方大气的稳定程度，难于得到上面给出了理结论。这一点同前人的理论计算结果是不相同的。     

黄、渤海水温变异特性及其对埃尔尼诺现象和气温变化的响应

近年来,海气相互作用研究已成为世界性重要探讨课题之一,尤其是在海气相互作用对大气环流及天气过程方面的研究更为突出.但是由于海洋自身的特性,它在海气相互作用过程中,将扮演着重要角色.为此,重点研究海洋的变异特性及其受外来因素的可能影响和机制,对海气相互作用方面研究的进一步深入是非常有益的.本文的目的是通过分析黄、渤海水温场的变异状况,探讨对其产生可能影响的因素及其物理过程.     

名词解释

名词解释海气用互作用（ａｌ。－。。ａ－ｉ。ｔｅｒｘｃｔｉｏｎ）：由于大气和海洋组成了两种混合流体的单一的机械和热力体系。穿越大气海洋界面发生了热量、动量＿因体和气体均交换，从而产生了海气相互作用。由于海气界面是一个非常复杂的移动界面，＿通常难以测量这...     

COARE算法中3种海面空气动力粗糙度方案的比较

众所周知,风浪的增长、风暴潮及大气环流等重要海洋天气过程都与海气表面的动量交换密切相关[1].因此,在过去的20a中,人们日益关注如何更好地描述海气表面动量交换.一般来说,精确确定海气表面动量交换主要取决于:(1)合理地描述稳定度的依赖关系,(2)精确地确定海面空气动力精糙度.     

中太平洋西部赤道附近天气与海气热交换关系的初步分析

中太平洋西部赤道附近地处低纬,属热带海洋区域,温度高,蒸发量大,是地球大气中水分和热量的主要源地之一。由于热带天气的变化,对推动和调整全球大气环流具有很大的作用和影响,而热通量变化是被看作海洋-大气间的反馈过程中重要的一个过程。海气界面热量交换是剖析海气相互作用机制的一个重要环节。就海气界面热量交换而言,许多作者已经作了大量研究。但对中太平洋西部海区来说,研究尚少。本文,拟就中太平洋西部赤道附近产生的天气与海气热交换关系进行初步分析。     

关于海气耦合模式气候漂移及敏感性的一点探讨

本文从概念性的大气或海洋系统及海气耦合系统出发,通过简单的理论分析指出:用观测气候场作为边界条件来调试大气或海洋模式并非最佳选择;海气耦合漂移是由两部分组成的,其中一部分源于未耦合模式模拟得到的气候状态与观测气候状态之间的系统误差,而另一部分则源于海气系统的非线性相互作用;海面“通量修正”可以消除因模式气候与观测气候之间的系统误差而引起的那部分漂移,但仍保留了海气系统的大部分非线性相互作用项.本文最后利用中国科学院大气物理研究所发展的海气耦合模式进行了敏感性试验,指出耦合漂移受到模式海洋的垂真发辨的率、海洋温盐扩散方案、海气耦合强度等诸多因素的影响.     

中国的海气相互作用研究(1998-2002)

概述了近4a年来(1998年7月-2002年7月)中国在大尺度海气相互作用研究方面的进展。包括7个方面的内容：现场观测和海洋考察；热带太平洋海气相互作用研究；与季风有关的海气相互作用研究；北太平洋海气相互作用研究；印度洋海气相互作用研究和全球大洋海气相互作用研究。对上述第二和第三个内容给予了更多的关注，这是因为在准备和组织这篇短文时，大量参考文献集中在热带太平洋区域，诸如：ENSO过程及其动力学和对气候影响。参考文献也涉及到不同时间尺度和空间尺度的现象，例如：季节内变化，季节变化，年际变化，十年际变化等。它们反映了近4a来，从后TOGA时代至CLIVAR的当代重大研究课题。     

无动力海面移动观测平台特点、进展与发展趋势分析

本文以表层漂流浮标、漂流式波浪浮标和漂流式海气界面浮标为代表介绍了无动力海面移动观测平台的观测需求、特点、最新进展和发展趋势。无动力海面移动观测平台除具备重量轻、体积小、随波性好等特点外,相比其他观测平台最大的优势在于成本低、实时性强,可有效弥补定点观测在全球大洋空间分辨率的不足。随着海洋与气象环境观测传感器的自动化、小型化和低功耗化,尤其是在可再生能源供应和卫星数据通讯技术的支撑下,这一类型平台观测能力的可拓展性非常强。除可直接开展海洋环境声学、光学和电磁学要素的观测外,还可成为海洋化学、海洋生物、海洋地质等海洋学科的专属平台,并具备海上目标探测识别能力。随着无动力海面移动平台观探测能力的不断提高、使用成本的降低和快速投放技术的发展,此类平台在海洋观探测领域尤其是深远海区域观探测快速响应方面将有非常广阔的应用前景。     

热带海气耦合波动力学性质研究

本文利用简单海气耦合模式研究了热带大气和海洋不同波动之间的相互作用产生的耦合波及其稳定性等动力学性质,指出热带耦合系统中分别存在一类稳定的和不稳定的海气相互作用模态,其中不稳定模态的传播依赖于扰动的纬向尺度,即5000～10000km扰动表现为不稳定东传,大于此尺度的扰动发生不稳定西传,理论得出的缓慢不稳定东传波和观测事实甚为一致.最后本文指出热带海气耦合不稳定产生的基本条件是一种介质中的Kelvin波和另一种介质中的Rossby波的相互作用.     

1959年北太平洋海区海洋与大气能量交换的基本特征

海洋与大气的相互作用问题,是气象学和海洋学研究的重要问题之一。海洋与大气的能量交换(以下简称海气间能量交换)问题亦日益受到各国学者的重视。叶笃正在论述近代气象学的新发展和展望中指出:海洋的热容量很大,海水温度的小量变化给予大气的影响是不容忽视的;不了解大气和海洋的关系,对长期预告是不利的。 海气间能量交换,即海洋表面与近海面层大气的热量交换。Ⅲ早在1935年     

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     

东海海面温度实况分析

一、引 言 在海洋学,气象学和海气相互作用的研究中,海洋表面温度起着十分重要的作用,也是最容易得到的海洋基本参数,开展东海表面水温实况分析业务,是为海洋渔业部门直接服务的重要项目之一, 为此,国家海洋局东海分局上海海洋环境预报区台自从1986年7月起为100多个水产、渔业及有关研究单位提供了“东海海面月平均水温实况分析图”,受到了广大用户的欢迎。 众所周知,东海水文状况复杂,这与该海域流系交汇和海气热交换过程复杂有关。黑潮流系与沿岸流流系相汇成明显的海洋锋区(流隔区),使海洋要素变化出现不连续现象。为了更好地分析和反映东海海面温度场的特征,我们采用了主客观分析相结合的方法。     

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。     

海面状态参数化对海上大气边界层数值模拟的影响研究

由于海上大气边界层的下垫面是复杂多变的海面,因此海面状态的参数化对海上大气边界层数值模拟起到十分关键的作用.采用高分辨率的大气边界层模式进行敏感性试验研究,讨论了不同海面参数化方案对海上大气边界层数值模拟产生的影响.结果表明:几种海面粗糙度参数化方案在中低风速下模拟垂直结构主要的差异出现在边界层和自由大气分界面上;考虑...