1986年东海与南海的海-气界面热量交换

采用实测资料计算1986年7—12月东海和南海观测海域海-气界面热量交换。结果表明：7—9月上旬,大气向观测海域输送热量是主要现象,因为这时的气温比水温高,潜热通量与感热通量出现反相变化,天气晴好,海洋大量吸热;9月中旬—12月,观测海域向大气输送热量是主要现象,东海表现得比南海更为明显,主要贡献来自潜热通量和感热通量。受冷空气影响时,感热通量重要;在热带辐合带和热带气旋系统内海-气界面热量交换强烈,大气对海洋的响应为主。     

QuikSCAT卫星散射计矢量风检验及南海月平均风场特征分析

采用中国科学院南海海洋研究所2008年建设的,西沙海洋观测研究站上的自动气象站实测数据,对亚太数据研究中心提供的近实时QuikSCAT卫星遥感风场资料(2008年4月6日—12月31日)进行了检验和统计特征分析,得出:这两者风速的相关系数为0.86,平均偏差为-1.50 m/s,均方根误差为1.71 m/s,表明QuikSCAT卫星遥感风场资料在南海具有很高的适用性。在此基础上,利用QuikSCAT卫星遥感的月平均风场资料分析了南海月平均风场特征。结果表明:(1)南海季风10月到次年3月盛行东北风,6—8月盛行西南风,4、5、9月为季风转换季节;(2)存在两个平均风速大值中心,一个位于南海南部(10°N,108°E)附近,另一个位于台湾海峡附近,其位置和强度会随着季节变化而变动。     

近50年南海热带气旋时空分布特征及其海洋影响因子

用中国气象局组织整编的《台风年鉴》资料和全球近表层简易海洋数据同化(SODA)资料,研究了近50年南海海域生成和经过的热带气旋位置点频数的时空分布特征及其海洋影响因子。结果表明,6～10月的热带气旋位置点频数表现出明显的地理分布集聚性特征,主要分布在南海15～22°N海域,并有明显的年代际变化特征。在1975年以前,海洋因子对南海海域生成和经过的热带气旋位置点频数的影响主要以La Nia和类La Nia事件为主,1975年之后以El Nio和类El Nio事件为主。     

南海热带气旋迅速加强环境场因子的影响分析

使用中国气象局上海台风研究所整理的热带气旋最佳路径资料,对1979-2012年间南海海域热带气旋迅速加强的时空分布特征进行分析。结果表明,南海热带气旋迅速加强主要出现在夏秋两季,其中9月频数最高,空间分布主要集中在海南岛东南侧以及南海中部远离大陆的海域。基于ERA-Interim再分析资料,确定了一种环境因子的新阈值计算方法,计算出风垂直切变、高(低)层散度、低层垂直涡度、低层水汽通量散度、对流层中层相对湿度、海表面温度和海洋热含量8种环境场因子有利于迅速加强的阈值条件,结果表明风垂直切变、低层辐合、低层水汽辐合是影响迅速加强的主要因子。强台风以下级别的南海热带气旋级别越高迅速加强概率越大,迅速加强时满足阈值的因子个数也越多。除海洋热含量以外的7个因子中,满足阈值的因子个数为6个(热带风暴级别)或5个(强热带风暴级别、台风和强台风级别)时迅速加强概率最大。这些对提高南海热带气旋强度突变的预报有一定指导意义。     

南海灾害性土台风统计分析

根据台风年鉴资料统计分析了南海热带气旋(指在南海海域生成的热带气旋、又称南海灾害性土台风、下面简称TC)，TC数量逐年逐月变化较大，除3月没有TC出现外，其余月份均有TC出现，年生成最多的TC为11个，最少的为1个，年平均6．2个，月生成最多的TC为5个，最少的为零个。TC登陆最多的是8月，12月至翌年4月没有TC登陆中国大陆，登陆范围主要在汕头至海南岛之间。TC的持久期一般均在4—7天，最长亦有19天。南海上生成的TC只有15％能够加强为台风，均集中在水深超过150米的海域。南海是TC发生频繁、数量较多的海域。     

海基观测资料在改进南海台风强度分析中的应用

探讨了一种利用海岛自动站、石油平台站、海洋气象浮标观测站、船载自动气象站等在内的海基观测资料来改进南海热带气旋强度分析的客观估计方案,并利用该方案对近几年（2013—2016年）出现在南海海域的18个热带气旋强度进行了分析。结果表明：该方案的估计误差与基于卫星遥感资料分析得到的结果水平相当,其估计效果与热带气旋的自身强度和有效样本数量有关,同时是否有观测样本位于热带气旋最大风速半径内也会影响估计的准确性。在传统基于卫星遥感资料对热带气旋强度主客观分析出现不一致时,利用海基观测来估计台风的强度可以作为一种补充方案来提高强度分析的可靠性。     

华南及邻近海域夏季深对流活动气候特征

利用具有较高时空分辨率与很好时空完整性的11年(1996—2007年，无2004年)6—8月静止卫星数字红外云图和TBB资料，给出了华南及邻近海域夏季深对流活动气候分布特征，并同文献中给出的雷暴日分布和闪电分布进行了对比分析。结果表明，华南及邻近海域夏季深对流活动有5个活跃中心，其月变化特征与大尺度环流背景密切相关。6月华南陆地区域深对流活动较活跃，7、8月南海海域深对流活动较活跃。华南及邻近海域深对流活动具有间歇性发展特征，其周期大约为3～5候，但华南海岸线附近为海陆过渡区域，深对流活动持续比较活跃且间歇性特征不突出；深对流活动旬与候变化特征表明华南陆地区域和南海海域深对流活动呈现反相关变化趋势。深对流活动的日变化特征显示该区域陆地与海洋、山地与盆地的热力差异所导致的海陆风环流与山谷风环流使得华南海岸线附近区域的深对流活动具有午后向陆地传播、午夜后向海洋传播的特征，山地与盆地的深对流活动具有显著的午夜后向盆地传播的特征。深对流活动日变化特征还表明该区域不仅具有一般热对流、海洋深对流和双峰型深对流等多种类型对流活动，且两广海岸线邻近区域具有持续时间长、日变化较不显著的海岸线深对流和其它天气系统触发和维持的深对流。     

用海洋水文资料预报南海台风

海洋—大气是个密切相关的系统,海洋对大气的影响是不可忽视的。海洋水文状况对台风的发生发展更有直接的关系。在研究南海台风发生发展中,我们用1965—1972年7—10月某站14时盐度、日平均海面水温、14时气温和气压等资料,绘制成曲线,分析曲线升降趋势(图略)与南海台风发生发展的关系,为预报提供一些线索。     

2008年北部湾一次海风锋降水过程分析

利用地面自动气象站观测数据、多普勒雷达探空数据、FY卫星云图反演数据,对2008年6月5日发生在北部湾海域的一次海风锋触发形成的强对流天气进行了综合分析,归纳出本次北部湾海风锋系统活动的特征。结果表明,本次海风锋为一个中-β尺度对流系统,主要受偏南海风、偏北陆风和出海高压后部东风波动的共同影响而形成,锋面呈现东西两端,其中东段深入内陆约150km。     

基于CCMP风场的中国近海18个海区海面大风季节变化特征分析

利用1988-2010年CCMP(Cross Calibrated Multi-Platform)高时空分辨率10 m风场分析了我国近海海区的大风(6级以上)日数和大风风速的空间分布特征,并且按照中央气象台对近海海区的划分,分析了近海18个海区大风的季节变化特征.我国近海大风日数高值中心及大风风速高值中心都集中于巴士海峡、台湾海峡和南海东北部海域,在巴士海峡和南海东北部海域交界处最高可达140天以上,平均大风风速达到13m/s以上.从季节变化来看,大风日数和大风风速充分体现了东亚季风冬强夏弱的特点.冬半年,大风日数及风速高值中心一直位于东海东北部、台湾海峡、巴士海峡、南海东北部以及南海西南部海域,12月是一年之中大风日数和强度的峰值时期.从4月开始,南海西南部的高值中心消失,而以北海域的高值区的分布基本不变,这种情况一直持续到9月.近海18个海区的季节变化呈现出不同的区域差别,南海中部和南部的4个海域大风日数呈双峰型变化,冬季的12月至次年1月出现最高值,夏季西南季风时期的7-8月出现次高值.除琼州海峡外,包括南海北部海域的其余13个海区高值均在冬季12月至次年1月,低值出现在夏季6-7月.     

南海季风试验与东亚夏季风

南海季风试验是一次国际性大气与海洋的联合试验 ,旨在更好地了解南海季风的爆发、维持与变化 ,以改进东亚和东南亚地区的季风预报。 1998年 5～ 8月进行的外场试验取得了圆满成功 ,获得了大量气象与海洋资料。不少国家对这些资料进行四维资料同化 ,并改进数值模拟和预报 ;同时也为东亚与南海地区季风的研究提供了必要的资料集。文中总结了中国科学家在这方面的主要研究成果 ,共包括 6个方面 :(1)南海夏季风的爆发过程与机理 ;(2 )南海季风爆发过程中对流与中尺度系统的发展及其与大尺度环流的相互作用 ;(3)低频振荡与遥相关作用 ;(4 )南海海 气通量的测量及其与季风活动的关系 ;(5 )夏季风时期南海海洋的热力结构、环流和中尺度涡旋及其与ENSO事件的关系 ;(6 )南海与东亚季风的数值模拟。     

基于卫星遥感数据的南海海域真光层POC输出效率分布特征

海水中颗粒有机碳(POC)是海洋碳循环的基本变量,真光层POC输出效率在海洋固碳中起关键作用.根据2003-2018年南海区域遥感数据反演的真光层POC输出效率数据集,分析了南海海域真光层POC输出效率时空变化规律.结果表明,研究区内POC输出效率多年平均值为0.08,其在空间上分布呈现近岸高、海盆低的特征,年平均PO...     

1998年SCSMEX期间南海夏季风海气交换的主要特征

根据1998年“南海季风试验（SCSMEX）”强化观测期间“实验3号”和“科学1号”科学考察船船基大气海洋自动观测系统两点连续观测的大气、海洋资料,使用考虑到风速和大气层结影响的整体输送公式计算海-气间的湍流通量交换。根据计算结果分析南海夏季风期间海表大气要素和海温日均值的逐日变化、海洋向大气输送的潜热通量和感热通量以及大气向海洋输送的动量通量等。结果表明：这次夏季风于5月21日从南海南部开始爆发,然后向北部扩展全面爆发。夏季风期间南海南部和南海北部的大气、海洋结构和海气交换特征等都有明显差别。此外,海表温度的变化除了与太阳总辐射有关外,主要是与海洋向大气输送的潜热通量变化有关,对本次夏季风发生较晚、强度较弱作了海-气交换的物理解释,并与1992～1993年西太平洋热带海域西风爆发过程作了比较。     

自动气象站建设的回顾与展望

作为“大气监测自动化系统工程”建设项目的重要组成部分,“地面气象观测网分系统”项目是2001年12月正式启动的,通过地面气象观测网的自动化建设及站网、监测项目的合理调整,最终建立一个在空间分布与探测时间密度都较为合理的、现代化程度较高的地面气象观测网。(1)项目建设概况截止至2004年底,全部共建设完成1698个自动站,其中利用国家投资(含大监项目、雷达项目、西部人影项目)1187个,省局自筹资金511个,所有自动站已全部投入业务运行,其中部分自动站已经进入单轨运行,并通过各省的通信路线进行联网发报,通过9210气象卫星通信网进行上行传输。(2)全区自动站建设与运行情况广西自动站建设从2002年开始,历经3年时间,已累计建成各类自动站55个,在气象业务的运行中体现了现代化技术装备的优势。南宁市吴圩自动站于2003年1月1日开始投入双轨业务运行,并于2005年1月1日开始进入单轨业务运行;后期建设的23个国家基准基本站及15个雷达校准站也于2004年1月1日起开始投入双轨业务运行。39个站均按照新版《地面气象观测规范》及有关技术规定运行,其业务质量同时参加质量考核,并列入年度工作目标。2004年8月开始在区气象台网络中心组建自动站中心站,中心站数据服务器及前置通讯处理机放在区气象台网络中心,从2004年9月5日开始,全区39个自动站均须将小时观测数据自动上传至自动站中心站,实现了全区自动站小时观测数据的共享。自动站的监控、维护保障、标校检定由区装备中心承担。一年多以来通过电话支持以及下台站的方式,为台站排除了许多故障,为广西自动站的正常稳定运行做了大量工作。目前各自动站运行情况正常,雷击及供电情况不稳定对自动站的运行影响最大。(3)中尺度自动站组网建设展望根据中国气象局大气监测自动化系统建设规划,按照中国气象局对重点工程建设实行“矩阵式管理、七巧板战略”的建设思路,采取统筹规划、统一布局、统一要求、分步实施、数据共享的基本原则,力争用3年的时间,全区共建设约500多个自动气象站,形成一个间距20km左右,密度适宜、布局合理和自动化程度较高的中尺度地面自动气象观测站网。实现观测时间密度最小为每10分钟一次,一般情况下,每小时发送一次观测资料。2004年完成14个4要素自动气象站、42个2要素自动气象站和区气象台自动气象站中心站建设。2005年完成55个4要素自动气象站、4个5要素自动气象站和124个2要素自动气象站的建设。2006年完成50个4要素自动气象站、2个7要素自动气象站和120个2要素自动气象站的建设。     

基于卫星遥感的南海海域POC浓度时空变化特征研究

海水中颗粒有机碳(POC)是海洋碳循环的基本变量,在海洋碳循环研究中起着关键作用。根据2003—2020年南海区域遥感数据反演的POC数据集,分析了南海海域POC浓度时空变化规律。研究结果表明:在整个研究区POC的年平均浓度变化范围为76.98~83.91 mg/m^(3);POC浓度分布呈现出近岸高、远海低,主要原因为南海近岸浅水海域POC浓度主要受陆源输入和沿岸流影响,远海区域内POC浓度主要受南海环流和水团控制。在季度上,第1—4季度POC浓度平均值为89.62,72.90,79.22,84.86 mg/m^(3);总体上POC浓度呈现出夏季低、冬季高的趋势,主要原因为南海受到冬季的东北季风和夏季的西南季风影响,影响到南海海水混合层的结构变化,浮游植物在冬季比夏季更为繁盛。在月尺度上,1月POC浓度平均值达到最高值;2—4月POC浓度平均值快速下降,5月POC浓度平均值达到最低值;6—12月POC浓度平均值开始缓慢上升。以上研究结论可为南海碳循环、政府碳达峰、碳中和及应对气候变化等提供决策依据。     

南海季风试验研究

介绍了"九五"国家攀登项目"南海季风试验"外场观测系统和主要结果.该试验是一次旨在了解南海季风爆发,维持和变化主要物理过程的大气与海洋联合试验,是由十几个国家与地区参加的一次大型国际合作项目.通过1998年5～8月的外场观测试验,取得了大量和多种大气与海洋的加密观测资料,为南海和东亚季风及其与海洋的相互作用研究提供了比较完善的资料集.目前研究正在深入阶段.作者只是对这个试验的一般情况作了说明.     

A weakly coupled data assimilation system of a coupled physical–biological model for the northeastern South China Sea

南海东北部沿岸海域在每年夏季都存在显著的物理过程(如上升流,珠江冲淡水)和活跃的生物过程,这些基本的物理场和生物场要素对沿岸海域的研究起关键作用。本文在一适应于南海东北部的物理生物耦合模式的基础上建立了一个弱约束的EnOI耦合同化系统。开展的SST同化试验结果表明,物理过程存在合理的响应,且近海上升流区的海洋生态变量对物理变量的同化也有响应。     

1998年夏季风爆发前后南海上混合层的特征及成因

利用1998年“南海季风实验（SCSMEX）”南北部两个点的资料,采用J.Launianen和T.Vihma提出的方法,计算了潜热通量、感热通量和风应力,分析了南海上混合层动力、热力特征及其与南海夏季风爆发之间的关系。发现在西南季风爆发前后,南海北部、南部的两个观测点的海洋上混合层温度和深度随时间的变化具有不同的特点：北部混合层温度经历由高到低再变高,混合层深度经历由浅变深再变浅的3个时段;南部混合层温度经历由低到高再变低,混合层深度经历由深变浅再变深的3个时段。这与南海南、北部海面的风和海面热通量具备不同的特征有关。在5～6月南海上混合层动力、热力特征基本受局地风与短波辐射控制,海面潜热和感热的作用较小。在5月份,南海南部观测点海面附近存在浅薄的高盐高密度层,在60m以上的上层海洋内存在着许多高盐高密度核。在1998年“南海季风实验”期间南海南、北部两个观测点都存在较浅薄的障碍层,在西南季风爆发期间,南海北部观测点的障碍层较厚达到20m以上。     

南海夏季海流的数值模拟

用一个水平分辨率较高的区域海洋模式计算了中国海的海流。本文给出了南海７月份的上层环流的数值模拟结果。结果表明:在南海北部的陆架区，一支较强的东北向海流穿过台湾海峡流入东海；在海南岛东南和越南沿岸以东海域有一个气旋式的涡旋；南海南部被一个反气旋式的大涡旋所占据。计算得到的这些环流特征与观测结果十分一致。另外，数值模拟结果还显示出，黑潮的一个分支通过巴士海峡的南部进入南海，虽然一部分海水不断被陆架诱导流向东北，但是仍有一部分海水可以一直向西流到海南岛以东海域。     

南海海岛自动气象站防护应用技术探索

立足海南及南海的自然条件,结合海岛自动气象站在南海高温、高湿、高盐雾、强辐射、强风等恶劣气候环境下使用情况,通过对历年来海岛自动气象站故障及失效模式的统计和分析,总结分析故障原因。根据设备维护人员多年气象设备保障工作积累总结的经验,从海岛自动气象站结构和防护要求出发,集成应用市场上优质材料、先进工艺和多种成熟、关键设备防护技术,形成一些气象设备防护的有效方法措施,以提高海岛自动气象站对海洋环境的适应性和性能,延长设备使用寿命。