我国首次开展南海北部海面水温分析业务

国家海洋局南海水文气象中心,为适应科研、生产等部门的需要、配合海洋水文气象部门的预报工作,于1984年10月份开始,向广东省及全国三十多个有关部门发布南海北部月平均海面水温实况分析图及其距平分析图。 分析范围: 110°-123°E, 17°-26°N 一、海面水温实况分析图 根据国家海洋局南海分局的海洋监测调查资料、国际、国内商船测报资料、海洋站资料及其他资料综合分析制作。温度等值线的单位为摄氏度。     

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。     

南海北部上升流的初步探讨

本文从海面水温场和水温垂直分布的统计特征,阐述了南海北部存在季节性的上升流。该上升流主要出现在汕头、琼南沿岸近海和湛江港外附近,其成因可能是由夏车西南风使水体辐散及夏季海水涡流的辐散所引起的。     

南海海面风速季节特征的卫星遥感分析

利用ＧＥＯＳＡＴ卫星高度计于１９８６年１１月至１９８９年３月;司所测的南海海面风速资料,统计分析了南海海面风速的统计特征以及海面风场的分布特点。分析结果表明：南海海区风速受各种天气系统（如季风、台风、副热带高压等）的影响显著,表现为春、夏、秋季平均风速较小,冬季较大,风场分布呈现出夏季南部大,北部小,其他季节为由南向北增强的分布趋势,并在１０°Ｎ,１１０°Ｅ附近海区各季都有一较为稳定的高风速区,其范围大小和中心位置随季节略有变化。     

分形方法分析和预测月平均海面水温

本文用分段变维分形方法分析了西北太平洋３０°Ｎ、１２５°Ｅ坐标点处１９４９～１９７５年各年月平均海面水温资料，给出各年分形分布的平均分线数Ｄ．应用分形方法还给出了某些情况下适用的，根据任一点处１～８月月平均海面水温预测９～１２月月平均海面水温的方法．     

南海海气界面潜热通量的分布特征及其对西南季风爆发影响的初步分析

利用1982年1月至2001年12月逐日的Re_NCEP南海海表面潜热通量资料,分析了南海夏季西南季风爆发早年和晚年潜热通量在南海的时空分布特征;并通过相关对比诊断分析了潜热通量对西南季风爆发及强度的影响,初步给出了其动力学机理。结果表明,季风爆发早、晚年的前一年冬季至初春(12~3月),南海南部(5°~13°N,100°~120°E)和北部(13°~22°N,105°~120°E)的潜热通量距平符号相反,呈现反位相,季风爆发早(晚)年,前一年冬季至次年初春,南海北部的潜热通量为正(负)距平,南海南部则为负(正)距平;在季风爆发的早年和晚年,南海潜热通量表现出明显的差异,春、夏、秋季南海潜热通量正距平持续时间短(长),季风强度偏弱(强)。南海北部的潜热通量和南海北部季风强度隔季正相关。当潜热通量为正(负)距平时,同期和滞后1~3个月的海温均为负(正)异常,加大(减小)了春季南海和周围陆地陆暖海冷的海陆温差,有利于西南季风在南海北部的早(晚)爆发,西南风异常偏强(弱)。     

南海表层水温的长周期振荡及其与埃尔尼诺的关系

本文对南海西沙海洋站(16°50'N、122°20'E)1961～1987年间的表层水温月平均资料、秘鲁与厄瓜多尔外海(5°N、80°～90°W)的表层水温月平均资料,进行水温功率谱分析,并计算了其表层水温异常的强度和指数.计算结果表明,南海、秘鲁与厄瓜多尔外海的表层水温存在着3.3年的长周期变化,且秘鲁与厄瓜多尔外海的表层水温比南海提前变化约5个月,变化是同相的.在1960～1987年间,每当东太平洋沿岸海区发生一次正、反埃尔尼诺现象,南海也相应出现一次强度相当的暧、冷事件.     

南海温跃层基本特征及一维预报模式

根据现有1907—1990年南海大面调查资料,按1°×1°网格进行逐月的标准水层的温度统计。在此基础上采用3次样条函数的插值方法计算出整个南海温跃层的深度、厚度和强度并予以相应分析。分析表明,南海温跃层主要分为两种类型:第一类为辐射型,主要分布在南海北部的陆架区内,季节变化显著;第二类为不同水体叠置型,主要分布在广大深水区,它长年存在,季节变化较小。一种温跃层的一维积分预报模式,该模式是基于忽略热平流作用和水平热扩散的前提下,从局部热平衡方程出发,建立了受海面热收支及风混合作用下求解温度垂直分布及温跃层的时空变化。在南海北部水深约300m处进行了单站温跃层后报,结果表明,温跃层的深度、厚度和强度的相对误差均在30％以下。     

南海冬季环流数值模拟

用已成功地模拟了大尺度环流和黑潮的三维、斜压以及具自由海水表面的数值模式,模拟了冬季南海海流场、温度场和海面高度场。所用网格为０．２５°×０．２５°,垂直方向分为６层：除巴士海峡和台湾海峡外,其它边界假设为封闭;巴士海峡和台湾海峡的边界值用已模拟的大尺度环流值。模拟结果基本上反映了南海冬季环流的特征。枞模拟结果可知,黑潮从巴士海峡南进入南海后,其大部分又从２１°Ｎ以北返回大洋。巴士海峡西侧的气肇型     

台湾周边海区的海浪特点

本文收集了1960～1990年的国际气象船舶报资料,以台湾岛为中心,范围为20°～28°N、116．5°～124°E的海区,并将整个海区划分为台湾海峡、台湾东部、台湾北部、巴士海峡四个海域。按1°×1°网格逐月进行统计,并将统计结果绘制成海面风、海浪玫瑰图,以及平均波高、平均周期、大浪大涌(≥2．5m)频率、小于等于1．2m波高和各类波长频率分布图。通过分析得出全年的海浪特点及其分布规律,这对发展国民经济、航海和军事活动具有重要意义。     

太平洋东南海域海面高度的季节及年际变化特征

利用1992～2001年Topex/Poseidon卫星高度计遥感资料分析了太平洋东南海域 (5°～55°S ,70°～110°W)海面高度的季节及年际变化特征。研究结果表明 ,海区海面高度的季节变化总体上受太阳辐射季节变化的影响 ,南半球夏季 (1～3月 )和秋季 (4～6月 )大致为正距平 ,而冬季 (7～9月 )和春季 (10～12月 )大致为负距平 ,1996～1998年除外 ;同时 ,受季节性风场、海区罗斯贝波等的影响 ,海面高度变化的区域特征性很强。海面高度的年际变化在低纬处和沿岸还受ElNino影响。     

平移分形分析和预测月平均海面水温

本文给出平移分形的概念，即对某一区段内的数据点的ｒ坐标进行平移处理，使这些数据点位于双对数坐标上的一条直线上。应用平移分形分析了西北太平洋３０°Ｎ、１２５°Ｅ坐标点的月平均海面水温资料，并根据该点某年４－８月的月平均海面水温预测该点该年９－１２月的月平均海面水温。     

南海表层水温年际变化的大尺度特征

通过对COADS海洋气象资料的分析,得出南海表层水温(SST)年际变化的若干大尺度特征.结果表明:南海SST年际具有一定的准周期性,其显著周期为24～30个月;南海SST年际变化与年循环之间有着一种锁相关系,关键位相在于北半球冬春季节;南海典型冷暖年份合成SST距平场的时空结构十分相似;在年际时间尺度上,南海SST和南方涛动指数有反相关系,与经向风海面热收支之间有同位相关系;南海暖池面积指数的年际变化与南海SST年际变化一致.     

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。     

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。     

黑潮地区表层水温的月趋势预报

表层水温长期预报问题的研究已有多年历史。早期的学者主要用相关分析和水温长期变化的规律来制作月、季或更长期的预报,如Hatanka(1948),Watanabe和Hirao(1955), Kolesnikov(1947,1953)以及Milar(1952)等。六十年代以来,不少学者采用数值计算方法,预报北太平洋及全球范围内的月际温度变异,如Adem(1969,1970),J.Jacobs(1967)和Shigeo Moriyasu (1969,1970)等,他们在数值模式中,考虑了海洋与大气之间的热量交换,洋流与风海流的热量输送及其搅拌作用,以及水平与垂直方向上的涡动扩散;从大范围看,得到了较好的预报效果。Namias(1972)在分析北太平洋海面温度的时空分布及其与海平面气压场的关系时,发现可以根据水温变化的时间持续性和空间相关性及其与海平面气压场的关系,预报月平均水温及相应的海平面气压。以上所述及其他许多研究成果,目前能用于常规预报的,主要仍然是经验方法。本文通过分析黑潮地区表层水温与前期大气环流的相关,选取相关系数高的站点,用阶段回归方法,建立了本海区各月的水温月趋势预报方程。 文中采用的水温资料(1951-1974年)取自日本及美国发表的北太平洋海面水温资料,计算过程中对前后12年资料的系统误差进行了校正,500亳巴高度场资料取自上海中心气象台。黑潮地区的表层水温用20°N,125°E;20°N,130°E;25°N,125°E;25°N,130°E;30°N,130°E;30°N,135°E等六个站的平均资料来代表。     

南海表层水温年循环的数值模拟

本文采用一个非线性约化重力海洋模式对南海表层水温(SST)年循环过程进行了数值研究,探讨了南海表层水温年循环形成和维持的动力学和热力学机制·模拟结果表现出与观测分析相一致的年循环变化阶段性和空间结构,并发现南海SST年循环的阶段性是海面动力强迫和热力强迫共同作用的结果;南海上层海洋的热力平衡有着明显的季节特征.     

南海与西太平洋海水的交换:氧、氦同位素证据

研究了西太平洋海域(7°～26°N,122°～130°E)不同深度海水的氧、氦同位素组成和分布特征.结果表明,巴士海峡附近海域几个深度上δ18O等值线均向东弯曲,δ3He等值线也出现了类似的分布特征,可能反映了南海海水与黑潮水的混合作用.氧、氦同位素的研究结果为南海海水通过巴士海峡侵入了西太平洋提供了地球化学证据.     

南印度洋风场时空特征分析

本文根据1950～1995年共46a的南印度洋船舶气象报资料,按1°×1°和5°×5°网格统计的海面风进行分析研究。通过分析每月各要素的等值线分布图,得出南印度洋风场季节变化不如北半球各大洋显著,但仍有较明显的季节变化,只是季节性差异较小,冬季比夏季风强盛,相应的平均风速、6级和8级以上大风频率也较大;全年风场基本相似,10°S以北为季风气候区,而其它海域信风区常年盛行东南风,40°S以南盛行偏西风。本文为船舶远洋交通运输、远洋出访和科学试验等活动,提供了较为详细的风场资料及变化规律。     

利用卫星遥感海面温度、高度联合反演南海北部三维温度场

利用历史观测得到的温度剖面数据,通过严格筛选和插值,建立了南海北部的气候态垂向温度剖面。随后,利用回归统计分析的方法构建了海面温度异常(SSTA)、海面高度异常(SSHA)联合扩展温度剖面的经验回归模型,并采用卫星遥感得到的SST和SSH数据扩展了南海北部的三维海洋温度场,其时间分辨率为天,空间分辨率为0.25°×0.25°。通过与观测数据的对比研究,扩展得到的温度场可以较为准确地反映南海北部温度剖面的结构特征,并且能有效地体现出一些中尺度变化过程。结果表明,本研究反演得到的三维温度扩展场是较为可靠的,它可以作为海洋数值模型的初始场,实现现场观测数据和卫星遥感数据的互补,有助于更好地分析南海北部温度场的三维结构及变化特征。