地球模拟器及其数值预报系统

本文介绍了由日本宇宙开发事业团、日本原子能研究所和海洋科学技术中心共同研发的矢量型超级计算机-地球模拟器。该计算机上运行了高分辨率的海洋和大气数值模式,用以对全球大气和海洋环流的研究,中尺度涡的模拟,全球变暖预测以及海、气、冰相互作用模拟和预报等。本文具体阐述了地球模拟器的性能以及其上的数值产品海-冰耦合模式OIFES、大气模式AFES和海气冰耦合模式CFES。     

西北太平洋辐射平衡的时空分布特征

大气中各种天气现象和物理过程发生的主要能源,均来自太阳辐射,而进入地球大气的太阳辐射却只有一小部分(约19％)被大气直接吸收,大部分(约51％)为地球表面特别是占地表约71％的海洋吸收,然后再以各种形式加热大气,推动大气运动,形成各种天气和气候。 西北太平洋辐射平衡的时空分布特征的研究,是西北太平洋辐射平衡、热量平衡及海     

黑潮区域表层水温变异特征及其对大气环流响应的初步分析

海洋和大气是一个不断相互作用的复杂的耦合系统,其相互作用的结果对长期天气过程的演变以及海洋环境的变化都有着重大的影响。从六十年代开始,这一研究课题就引起了海洋学家和气象学家的广泛重视。如Bjerknes指出，赤道海温及其相应的环流有准两年周期,表明了海表温度与中低纬度环流之间的关系; Namias指出,海表温度与海平面气压场的关系密切,可以用预报的海平面平均气压场的分布来预报下个月的海表温度。目前在数值模拟试验中,也将海气相互作用加以参数化考虑进去,提高了预报精度。本文拟以平均资料,准定量地分析黑潮地区表层水温的变异特性及其物理过程,并在此基础上探讨它与大气环流的关系。 文中的海表温度资料,1951-1962年取自美国的北太平洋海面温度资料,1963-1972年取自日本的北太平洋气候表,1973年以后采用我国海洋局水文气象总台整理的资料,北半球500毫巴高度采用上海气象台整理的资料,热量平衡各分量的计算值取自西北太平洋海面热量平衡图集。     

简单海-气边界层模式中的埃克曼流动Ⅰ——无限深海的情形

近十余年来,海洋和大气相互作用这一课题日益受到人们的关注。从海-气边界层结构以及通过海面的物理量和化学量输送机制的研究到大尺度海洋和大气相互作用的研究都取得了可喜的成果。此外,还从海洋和大气相互作用的观点探索了风暴潮预报的新的可能途径[2]。然而,由于问题的复杂性,通过海面以及海-气边界层的物理量的小尺度输送机制迄未得到澄清,企图从本质上改善大尺度海洋和大气相互作用的理论是不现实的。     

海温预报传真图的内容及其应用

海水温度是海水的基本物理特性之一,它体现了海水运动的热输送和海气热量交换。而海面水温则体现了海面热量平衡的结果。影响海面水温变化的因素是比较复杂的,如太阳辐射、海面有效回辐射、海面蒸发、海气接触热交换、海洋热平流、大陆径流（近海区）以及与这些过程密切相关的大气环流等。 海水温度状况对海水热量平衡、水团分析、海洋环流和海气相互作用等的研究,尤其对发展海洋渔业生产和开发海洋生物资源等都具有十分重要的意义。其中对渔情分析、中心渔场位置的预测、汛期早晚和鱼发状况的分析等均起到一定作用。因此,近些年来世界主要海洋大国对海水温度的分析和预报给予了很大的重视。1982年底,美国向联合国教科文组织海委会（IOC）提供的48项海洋学产品中,海水温度分析和预报占25项,其中2项为次表层海     

北太平洋西部海-气热量交换对我国汛期降水的影响

海洋与大气界面上的热量交换是海气相互作用的重要內容。海洋给大气热量的多少,不仅对海洋表层热状况,而且对天气及气候的形成、变迁都有着重要的作用。已有的资料表明,北太平洋西部海洋热状况异常对我国大陆降水有着重要的影响。本文拟用北太平洋西部大面积长时间的海气热量交换值,来寻求它与     

冬半年海洋与大气的相互作用

海洋占地球表面积的71%左右,海洋的热容量比大气大1200多倍,因此它对太阳辐射的热量起着“贮存器”与“调节器”的作用,是影响长期天气过程的重要角色.气象工作者数十年之前已经开始注意海水表面温度的变化与大气环流及长期天气变化之间的相互关系,进行过不少研究.70年代以来,在一些国家,其中包括我国,应用海温做长期预报取得了一定成绩.然而人们至今对长期天气过程中海气相互作用的机制却了解甚少,甚至对同一个月份海洋与大气环流异常到底有什么关系也不十分清楚.因此,在海气相互作用的研究中,经常遇到两种似乎截然相反的观点,有的作者强调海洋对大气的作用,而有的作者则又强调大气对海洋的作用,甚至同一作者有时主张前一观点,有时又强调后一观点.     

北太平洋中纬海区海-气热量交换对其上空大气环流的影响

本文计算并分析了北太平洋中纬海区海-气热量交换的特征,发现中纬黑潮海区的海-气热量交换与北太平洋上空长波的发展有着密切联系。研究结果表明:在中纬海洋,冬半年北方冷空气的强弱对海-气热量交换有着重要的贡献。本文以海-气热量交换值作为基本因子来讨论中纬海洋对大气的影响,比单用水温或气温更为合理,并给出了中纬海洋海-气相互作用的一个简单的不可逆模式:冷空气强(弱)→海→气热量交换值大(小)→经向(纬向)环流发展→冷空气强(弱)→……。这过程一般在晚秋开始,到夏半年环流调整为止。     

1990年全国海洋与大气相互作用学术研讨会在青岛召开

海洋与大气相互作用是近代地球物理学科中发展极为迅速、活跃的重要学科。近几年来,我国海洋和气象学界的研究人员,通过多种可用的手段对湍流尺度、天气尺度和行星尺度的海洋与大气相互作用的研究,证实热带太平洋、西太平洋、印度洋的海洋与大气相互作用对垂直环流和我国天气气候、尤其是短期气候变化的影响,是一个相当重要因素。我国在此领域的研究已有了新的进展,并取得了大量成果。为交流近两年来的学术成果,全国海洋与大气相互作用学术研讨会于1990年9月15—18     

取海资源,还海蔚蓝

海洋占地球表面71%,它是大气热量的主要供应者;同时,海水的热容量比空气大得多,1立方厘米的海水温度降低1℃放出的热量,可使3000多立方厘米的空气温度升高1℃。所以,海洋长期积蓄着的大量热能是一个巨大的"锅炉",通过能量的传递,就能不断地影响着天气与气候的变化。大气中的水汽,主要也是来自海洋。     

副热带海域的海洋加热异常及其对副高的影响

海洋在天气、气候及大气环流变化过程中起着重要作用,海洋热源的异常分布是造成长期天气异常的重要原因。海洋对大气的作用主要是通过海气界面的热量交换来实现的，因此,直接运用海气热量交换来考虑海洋对大气的加热作用,分析海洋加热异常对长期天气、气候及大气环流的影响,具有更明确的物理意义。 西北太平洋副热带高压是造成我国旱、涝及天气变化的主要副热带天气系统,对我国夏季气温、雨带位置及强度影响很大。西北太平洋中、低纬副热带地区是海洋向大气提供热量和水汽较多的地区,也是海气相互作用最强烈的海域,这一地区的海洋加热对西北太平洋副热带高压的变化将有直接影响。本文分析了冬季西北太平洋副热带海域海洋加热主要场的分布特征,指出了海洋加热与西北太平洋副热带高压的关系。结果表明,冬季该海域海洋加热较常年偏多时,冬、春至初夏副高偏弱,位置偏东、南(6月副高脊线位置除外);反之,海洋加热较常年偏少时,副高偏强,位置偏西、北(6月副高脊线位置除外)。该海域海洋加热对副热带地区大气环流,尤其是副热带高压环流的变化有着重要作用。本结果对预测西北太平洋副热带高压的变化,研究中纬度海洋加热对西北太平洋副热带高压及其大气环流的影响有十分重要的意义。     

热带西太平洋的海-气热交换特征及其与OLR的关系

热带西太平洋作为赤道附近最强的大气加热区,该区域内通过海-气界面上热量交换而实现的海-气相互作用,对大气温压场的转变,以及进一步影响大气环流的变化有着极重要的作用,为了对热带西太平洋区域的海洋和大气特征有更深的认识和了解,已有不少学者进行了大量的研究[6],尤其是作为“热带海洋与全球大气”研究计划(TOGA)一部分的“中美西太平洋海-气合作考察”所得到的一系列观测事实,更促进了这一区域的研究工作.     

近年气候变化与可预测性项目的海洋研究活动

气候变化与可预测性项目（CLIVAR）是世界气候研究计划（WCRP）中的一研究项目，主要从海-气相互作用对气候影响的角度开展气候变化与可预报性的研究。     

黑潮区域海—气热量交换对青岛汛期降水的影响

自50年代始,我国的气象工作者就已指出:太平洋海水温度异常,对我国讯期降水有着重要影响,特别是著名黑潮区域的海温变化,对于我国东部沿海地区讯期降水的影响更为显著。这在许多文章中均有论述。近年来,人们开始应用海洋与大气相互作用的观点,进一步分析研究海洋加热场与大气之间的关系,探讨其影响长期天气变化的物理机制。尤其是在黑湖区域海一气热量交换的研究方面,已取得了很大进展。本文将以实际资料分析海—气相互间的关系,进一步探讨黑潮区域海—气热量交换对青岛汛期降水的影响,试图为青岛汛期降水的预报,提供有意义的指标。     

南海的自然环境与气候浅析

南海具有较典型的区域性热带和赤道带海洋与上季风气候特征,与邻近同纬度海区比较,其天气和气候较复杂,受季风环流和各种天气系统的频繁交替影响;水文条件,地理环境和大气热状况有利于气旋性环流系统活动海－气间的相互作用直接影响５００ｈＰａ以下各在气。     

热带西太平洋海-气热量交换特征分析

本文采用1985年12月12日至1986年2月8日“向阳红14”号调查船在太平洋调查所获海洋水文气象资料,计算了四种热交换量。结果表明:海-气热输送与天气系统和海洋水文条件关系密切。冬季,在各种天气系统条件下西太平洋及中太平洋的大气主要是从海洋得到热量,其中以黑潮流经的海域最为明显,而热交换的方式主要是海洋以潜热的形式把热量输送给大气。     

埃尔尼诺事件与“大尺度海陆风”假说

７０年代初，全球气候问题开始成为举世瞩目的大事，而且人们已逐渐认识到海洋在全球气候系统中的重要性。因此，海气相互作用对气候形成及演变作用的研究获得了巨大发展。如，７０年代末美国开始的“赤道东太平洋环流研究”（ＥＰＯＣＳ：１９７８年至今）、“太平洋赤道动力学”（ＰＥＱＵＡＤ）、“热带热量”（Ｔｒｏｐｉ－ｃａｌＨｅａｔ）、“第一次全球大气实验”（ＦＧＧＥ）以及现在还在进行的国际计划“热带海洋与全球大气”（ＴＯＧＡ；１９８５～１９９４）、“世界大洋环流实验”（ＷＯＣＥ：１９９０～２０００）和世界各国或…     

2000年南海季风爆发前后西沙海域海-气热量交换特征

利用2000年5月6日至6月17日在西沙海域进行的第二次南海海-气通量观测资料,计算了南海季风爆发前后海洋-大气间的辐射收支、感热通量、潜热通量及海洋热量净收支;发现季风爆发后海-气热量交换突然发生变化,其中潜热通量、海洋热量净收支变化尤为显著。讨论了季风爆发前后各种天气过程影响下海-气热量、水汽交换特点和海洋热量净收支变化,说明季风爆发前海洋是一个能量积累过程,季风爆发期海洋是一个能量释放过程,季风中断期海洋是一个能量再积累过程;季风爆发后西南大风期持续时间和强度,强烈影响水汽蒸发量大小,进而影响我国大陆上夏季降水,通过南海与阿拉伯海、孟加拉湾、西太平洋暖池等不同海域资料对比,分析了它们在海-气热量交换上的差别,指出这种差别是爆发后南海SST基本稳定而阿拉伯海、孟加拉湾SST明显降低的主要原因。     

冬季东海黑潮海-气热量交换对长江中下游汛期降水的影响

黑潮海区的海-气热量交换,表层水温及热含量的变异对大气环流和大陆旱涝的影响已有论述。本文的目的在于分析东海黑潮海区的海-气热量交换特征及其与整个黑潮的关系,探讨它与长江中下游降水的联系,进而计算比较东海嵊山站多年海-气热量交换的特性,得到了有预报意义的指标。一、东海黑潮冬季海-气热量交换的年际变化特性及其与整个黑潮的关系作者在分析东海黑潮海区的海-气热量收支的年平均状况和季节变化特征时指出,10—3月海-气之间的热量比较显著,特别是在严冬季节。据此,本文只着重讨论东海黑     

海洋——大气湍流能量交换的初步研究

海洋同大气间相互作用的研究，近年来，在许多科学技术比较先进的国家，已经成为地球物理学的中心课题之一．开展这一研究，不仅有助于了解气侯的形成及其变迁，以求改进全球天气预报模式，而且它同海洋天气及水文要素的数值预报、海洋开发与海洋污染、航海及水声学等科学实践息息相关。