南海海表温度气候变异及对局地台风的影响

通过分析1951—2010年海表面温度(SST)数据发现,南海SST在1980年前后发生了显著的气候变异:与1980年以前相比,南海SST在1980年后平均升高0.44℃,升温幅度明显强于西北太平洋。利用同一时期风应力数据分析探讨了南海SST气候变异与南海风应力变化的关系,发现1980年后南海风应力平均较1980年前减弱了1.04×10-2 N/m2,风应力的显著减弱是导致SST跃升的主要原因。进一步通过数据分析,研究了SST气候变异对南海大尺度环流和南海局地台风活动的影响。结果表明,受SST显著增暖的影响,1980年后南海台风多发季节大气环流发生北风和西风异常,台风高频区东退,强度显著增强,登陆中国华南地区前的气压平均较1980年前下降约8.4hPa,对华南地区的影响加剧。     

南海和西北太平洋的台风异常路径

南海和西北太平洋是全球热带海洋中台风活动最频繁的海域。台风活动的情况,特别是台风异常路径的出现,是广大海洋学家、气象工作者和交通运输、资源开发等业务部门极为重视的问题。已往虽有过不少论述,但对异常台风路径作全面性气候统计分析的尚不多见。 本文应用1949—1981年共33年资料,对5—25°N,105—135°E范围内5—11月出现的台风路径(以异常路径为重点)作了普查统计分析。其中台风路径资料取自中央气象     

模糊聚类方法在台风登陆地段预报中的应用

本文选取1970—1980年7—9月31个南海台风的资料,挑选出与台风关系密切的环境流场因子及台风前期移速变化的三个层次八个因子。经过标准化处理,建立各因子样本的隶属度函数,并采用相关系数法作标定公式,求出模糊关系矩阵R,且进行复合运算直至R矩阵具有传递性为止。根据客观分类、归并,将31个影响广东沿海地区的台风分成三个类型。然后将1981—1985年6个南海台风个例和三个太平洋台风个例进行验证,正确率均为80％,效果尚令人满意。     

台风加(减)速运动的诊断预报方法及路径预报

本文用1980～1986年20时欧洲中心的1000、850、700、500、300、200及100hPa共7层的网格点资料,挑选了进入南海的若干个台风个例对台风中心运动方程进行了诊断分析,求出了台风前后12及24h的移速(V)、移向(θ)、移速差(ΔV)及移向差Δθ,分析得到,台风主要在气压梯度力、地转偏向力及阻力三力等的作用下运动.当气压梯度力和地转偏向力近于平衡时台风减速移动;当气压梯度力和地转偏向力不平衡时台风将加速运动.计算的12hΔV与实际的ΔV(≥5km/h)的符号相同者达90%,平均移向差Δθ为13°:计算的24hΔV与实际的ΔV的符号相同者达88%,平均移向差Δθ为15°.预报路径与实际路径比较接近.     

南海海表温时空演变与南海夏季风爆发早晚相关性初探

利用我国近海1986-2008年间的海温再分析资料,分析了南海海温异常的时空变化,重点揭示了南海夏季风爆发前后(4-6月)南海表层海温异常的时空演变特征,并探讨了其与南海夏季风爆发早晚的相关关系。结果显示,南海夏季风爆发前后南海表层海温异常存在一个显著时空演变模态,4月南海全域海表温度异常几呈负位相态势,其中正值信号首先出现于巴拉望岛以西海域,随后逐步向西向北扩展,5月南海大部已被海表温异常正位相控制,6月南海表层海温异常完成负-正位相转换。分析表明,南海表层海温异常时空演变的年际差异与南海夏季风爆发的早晚存在显著相关。综合已有研究认为,南海海表温异常时空演变所形成的季节内尺度的热力差异(主要包含演进趋势、速度和幅度等)可能是影响南海夏季风爆发早晚的一个重要因子,据此建立了海表温温差异常指标,其对南海夏季风爆发早晚具有较好的反映能力。此外,南海海表温异常时空演变与南海暖池的变化紧密关联。相关分析还发现,南海夏季风爆发前期南海暖池与印度洋暖池的海表温差异常存在显著正相关关系,而与西太平洋暖池为负相关关系。南海海表温异常季节内演变在印-太暖池区海表热力格局及差异形成背景下或可通过影响大尺度经向和纬向环流而引发南海夏季风爆发早晚之年际异常。     

台风异常路径与风暴潮

风暴潮预报准确率首先决定于台风路径预报的准确率。取西─西北方向移动的台风是主要的登陆中国并造成风暴潮灾害的台风。大约20─30％的台风以异常路径而移动,并在中国引起突然的大风、暴雨和风暴潮灾害。一般来说,这种风暴潮并不太严重。当然,某些突然东折的台风不登陆中国,也未造成灾害。本文讨论了几类异常路径台风和正常往西─西北移的台风移动机制以及所引起的风暴潮。     

西北太平洋上层海洋对台风响应的合成分析研究

基于台风最佳路径资料和20a的Argo浮标资料,采用一种合成分析方法,得到了西北太平洋上层海洋的温度、盐度、溶解氧等三维要素场对台风的平均响应特征,结果表明:台风移动路径右侧海表面温度呈明显的负异常,即具有"右偏性",次表层在"热泵"和"冷抽吸"共同影响下,温度异常呈正负相间的分布,次表层以下大部区域以温度负异常为主,但"右偏性"已不明显;表层至1 000 m深度,各层占主导的盐度异常值呈"正-负-正"的垂向分布,次表层以下,各层的盐度异常在平行和垂直于台风路径方向上的分布较为均匀,不具有明显的各向性差异;表层至1 000 m深度层,溶解氧浓度呈"小-大-小"的垂向分布,各层的平面分布特征较为相似,均在平行于台风路径-2～2 R50范围存在一带状高值区域;温度、盐度、溶解氧浓度等要素对台风的平均响应深度可达到1 000 m以上.     

东中国海中风暴潮的一次数值模拟

一、引言 中国沿海地区经常受西太平洋台风的侵害。人员与财富的大量损失是由强台风所引起的海面异常升高所造成的。 台风暴潮所影响的地区包括中国的南海及东海。业务预报中常用的一类方法是对比法(或称相似法)。按照一定的标准,选出历史样本。例如,以台风登陆地区、路径、移速、台风中心最大气压、最大风速和6级大风圈半径等对台风增水有重要影响的因子为标准,选出与本次台风类似的历史样本。用样本中台风增水的实测资料,与本次台风各     

台风“苏力”(2013)期间海洋上层温、盐及海平面异常变化特征

台风"苏力"是2013年最强的台风之一。本文利用再分析资料、卫星遥感资料及ARGO浮标数据等分析了台风过境所引起的海表面温度(SST)、海表面高度异常(SLA)以及海洋次表层温、盐的变化规律,给出了上层海洋对台风响应的基本特征。台风所经过的海域都存在着明显的降温,在冷涡区域引起了6~7℃的海表温度的冷却,降温区域集中在路径的右侧。台风造成SLA降低,最大为20cm左右。海表温度的变化滞后于海面高度的变化。ARGO浮标数据显示,台风引起了海面的显著降温,最大降温幅度为5℃,位于冷涡内,且位于路径的右侧。路径左侧的SST的降低相对较小,为1.5~2.5℃。台风的扰动导致次表层水涌升到表层,改变了表层的盐度和密度,引起混合层加深。     

台风“威马逊”（1409）在南海北部急剧增强的环境因子分析

利用ECMWF-interim逐6 h再分析资料、中国气象局台风最佳路径资料和NOAA逐日OISST海表温度等资料,并采用ARW-WRF中尺度数值模式,对1409号台风"威马逊"在南海北部海域急剧增强的原因进行分析和数值敏感性试验。结果表明:低层西南季风气流突然增强和高空东风急流异常偏强的高低空环流的最佳配置,是此次台风在南海北部海域急剧增强的主要动力机制;整层环境风垂直切变较大,而低层环境风垂直切变小,高层出流强、低层水汽充沛,是台风在南海北部海域快速增强过程中所独具的环境特征;南海北部海温异常偏高是造成此次台风猛烈发展并出现登陆极端强度的决定性因子。     

Different effects of tropical cyclones generated in the South China Sea and the northwest Pacific on the summer South China Sea circulation

Tropical cyclones (TCs) that affect the South China Sea (SCS) can be generated in either the SCS or the northwestern Pacific (NWP). Using satellite measurements, the Sverdrup theory and a 1.5-layer nonlinear reduced gravity model, the present paper investigates the effects of SCS and NWP TCs on the summer SCS upper layer ocean circulation. Both SCS and NWP TCs enhance the summer mean circulation pattern of the cyclonic gyre in the northern SCS and the anti-cyclonic gyre in the southern SCS. However, the effect of SCS TCs is much larger than that of NWP TCs, although the number of SCS TCs is smaller than NWP TCs. This is because the SCS TCs-induced wind stress curl pattern is favorable for enhancing the summer SCS mean circulation.     

环礁潟湖沉积物重建南沙群岛小冰期以来的热带气旋活动

热带气旋活动以及由此产生的风暴潮和强降雨对南海及周边沿海地区社会经济构成巨大威胁。对器测记录之前全新世热带气旋的研究有助于准确预测全球变暖背景下热带气旋活动的变化趋势。本文利用南沙群岛安乐礁潟湖沉积物重建了小冰期以来准年分辨率的热带气旋活动, 共识别28个风暴事件层。研究表明, 小冰期以来, 南沙群岛安乐礁热带气旋活动在年代际到百年尺度上频繁变化, 发育两个主要的风暴活跃期。在小冰期早期(AD 1471—1620)经历了最为强烈的风暴活跃期, 另一个风暴活跃期位于现代暖期的AD 1930—1960, 风暴活动虽有所加强, 但明显低于小冰期早期。与同期永暑礁重建结果的对比表明, 热带气旋活动存在明显的时空差异性, 更多来自相近区域的高分辨率风暴记录可有效降低古风暴活动重建的不确定性, 提高重建记录的准确度。     

潜热通量异常对西北太平洋热带气旋活动影响的机理研究

使用1958—2001年的中国气象局台风年鉴资料和欧洲中心再分析资料,初步揭示了潜热通量异常对西北太平洋(含南海)热带气旋活动的可能影响机理。统计分析发现,西北太平洋(含南海)热带气旋年频数与北太平洋副热带(简称关键区)的潜热通量在过去40余年中均表现为显著的减弱趋势。诊断分析表明,关键区的潜热通量通过低层信风向西的水汽输送—整个西北太平洋热带气旋活动区水汽低层辐合上升而凝结—潜热释放这一链条改变西北太平洋(含南海)大气环境场条件(包括中层湿度场、高低层涡度场和高低层散度场),进而调制热带气旋活动。使用SAMIL模式进行关键区内潜热通量加倍和减半的敏感性试验,进一步证实了关键区潜热通量异常对西北太平洋热带气旋活动调制作用的可能机理,而对南海热带气旋活动影响较小。由此可推断,在过去40余年中,北太平洋副热带中部区潜热通量的减弱趋势可能是造成西北太平洋(含南海)热带气旋频数下降的主要原因之一。     

南海热带气旋的气候变化及强度预测方法研究

建立南海海域1949～2007年6～10月份热带气旋（以下简称TC）年、月频数和TC中心强度的历史资料统计文件，分析TC的年月变化。结果表明：近50年，TC具有10a左右的周期变化，1964～1974年和1985～1995年为南海两个强台风以上级别频发期，1997～2006年为TC频数少且强度弱的时期。同时TC强度的空间分布分析结果表明，中沙北部海域和东沙西部海域为强台风多发生区，各月TC强度分布特征明显不同，且其加强通道具有南-北-南阶段性变化。另外，通过分别对1949～2007年北半球500hPa高度场及海温场的格点资料和TC强度历史资料的相关计算，选取高相关格点，根据相关权重组成组合因子，构建二次型预测方程，做年月TC强度预测。预测检验结果显示，冬季的高度场和海温场对次年的TC强度预测效果良好。     

Interannual variability in the sea surface cooling induced by tropical cyclones in the South China Sea

Sea surface cooling induced by tropical cyclones (TCs) is an important component of air-sea interactions. Using coordinate transformation and composite analysis methods, we examined the interannual variability in TC-induced sea surface cooling (TCSSC) in the South China Sea (SCS). The frequency of surface cooling cases was over 86% and that of surface warming cases was less than 14%. The magnitude of TCSSC was defined as the absolute value of TCSSC. The maximum magnitude of TCSSC occurred on the right side of the TC track, and the mean magnitude of TCSSC decreased by 0.04°C/a from 2006 to 2018. The interannual variability in TCSSC was highly correlated with the TC translation speed and pre-TC mixed layer depth. Notably, TCSSC got enhanced in El Ni?o years of 2007, 2010, and 2015. The El Ni?o types were suggested to determine the occurring periods of strong TCSSC via controlling the positions of SCS anticyclones, which brought pre-TC shallow mixed layer and caused strong TCSSC via vertical mixing process during El Ni?o events. To quantify how the anticyclone influences TCSSC, we need to use mixed layer heat balances model in the next study.     

厄尔尼诺期间和后期南海海面温度的两次显著增暖过程

通过分析ICOADS海洋气象资料，结合ISCCP短波辐射和OISST海面温度，研究并探讨了ENSO等大尺度海气相互作用过程背景下南海海表面温度（SST）的年际变化。研究表明，南海SSTA的年际变化和ENSO关系密切，并且分为两个阶段。以增暖事件为例，在厄尔尼诺（El Nino）发生年的冬季和消亡年的夏季，南海出现了两次显著增暖。第一次增暖出现在El Nino盛期，是El Nino影响的一部分，这时南海云量减少，净太阳辐射通量增加，SST上升。第二次增暖出现在El Nino结束后的夏季，不是El Nino直接作用的结果；这时夏季风减弱，一方面使得海洋的潜热损失减少，另一方面减弱了越南东部沿岸的上升流，两者的共同作用导致SST增加。     

20世纪90年代后期南海上层海温变化趋势的转折

In this paper, the interdecadal variability of upper-ocean temperature in the South China Sea(SCS) is investigated based on several objectively analyzed data sets and two reanalysis data sets. The trends of the SCS sea surface temperature(SST) have changed from warming to cooling since the late 1990 s. A heat budget analysis suggests that the warming of the surface mixed layer during 1984–1999 is primarily attributed to the horizontal heat advection and the decrease of upward long wave radiation, with the net surface heat flux playing a damping role due to the increase of upward latent and sensible heat fluxes. On the other hand, the cooling of the surface mixed layer during 2000–2009 is broadly controlled by net surface heat flux, with the radiation flux playing the dominant role. A possible mechanism is explored that the variation of a sea level pressure(SLP) over the North Pacific Ocean may change the prevailing winds over the SCS, which contributes to the change of the SST in the SCS through the horizontal heat advection and heat fluxes.     

1949—2009年登陆和影响浙江的热带气旋分析

通过对1949—2009年61年间登陆和影响浙江的热带气旋的时空分布特征、主要影响路径等的分析,发现在7—9月份登陆浙江的热带气旋占登陆总数的92.5%,7—9月份影响浙江的热带气旋占影响总数的82%。影响浙江的热带气旋中登陆福建或在台湾海峡消失的热带气旋占的比重最多。虽然西北太平洋上热带气旋生成个数近年来大幅减少,但登陆浙江的强台风有明显增多的趋势。随着气候的变暖,海水温度的增高,热带气旋生成的时间提早,结束的时间偏迟。另外通过对热带气旋影响时各海岛、沿海和内陆站的大风、暴雨的分析,发现热带气旋影响期间容易引起大风天气的是大陈和嵊山站;容易引起暴雨天气的是温岭、临海和温州站。本文还分析了验潮站最大增水超过1m、2m、3m的时空分布特征。     

全球变化背景下暖水珊瑚礁生态系统的适应性与修复研究

暖水珊瑚礁生态系统是热带海域最具生物多样性和代表性的生态系统之一。本研究分析了全球变化背景下暖水珊瑚礁生态系统的变化和风险,开展了受损暖水珊瑚礁生态系统退化和消失的致灾因子归因分析,综述了暖水珊瑚礁生态系统的适应性与修复技术研究。分析表明:①过去几十年来,暖水珊瑚礁生态系统快速退化,包括大面积白化和死亡、多样性明显减少和生态功能显著衰退,主要归因于海洋升温与人类活动等致灾因子的影响;②在温室气体高排放浓度情景下(RCP 8.5),相比工业革命前,到本世纪中叶,南海升温将可能远超过2℃,这表明南海暖水珊瑚礁生态系统正在逼近其气候临界点,即全球升温高于2℃时,90%~99%以上的暖水珊瑚将消失;③1980年代以来,海洋升温、海洋热浪和强热带气旋等海洋气候变化致灾因子对南海暖水珊瑚的危害性(影响的强度、范围和时间)明显增加,对暖水珊瑚礁生态系统产生了严重的影响;与此同时,近岸海域的过度或破坏性捕捞、采挖和潜水等人类活动,对暖水珊瑚造成了严重损害,增加了暖水珊瑚的气候脆弱性,而这种人类活动既是局部的,也是全球性的现象,使得暖水珊瑚更难以适应全球变暖的影响。分析还表明,为了增强暖水珊瑚适应气候与环境变化的恢复力(韧性),人们开展了诸多受损珊瑚礁生态系统的适应性与修复研究,但主要是采用无性繁殖或结合人工基质的修复方式,而应用有性繁殖技术恢复受损珊瑚礁的方式仍较少;最近,暖水珊瑚耐热的基因适应性研究取得了重要进展,为暖水珊瑚适应全球变暖提供了一种新的途径。本研究最后探讨了中国受损珊瑚礁生态系统的修复问题与对策。     

南海北部新生代构造迁移的特征、动力学机制及对油气成藏的影响

The northern continental margin of the South China Sea(SCS) is located within the tectonic system of Southeast Asia, an area with a great deal of tectonic migration due to the regional tectonic movements. The available geological and geophysical data of the area are comprehensively analyzed in order to demonstrate the typical migration patterns of the Cenozoic tectonics in the northern SCS caused by the episodes of the Cenozoic tectonic movement. Furthermore, the lateral variation characteristics of the strata and the different evolution patterns of the main basins’ features are assessed. It primarily focus on:(1) the Cenozoic episodic rifting from north to south in the continental margin of the northern SCS;(2) the rifting and depression time of the main basins progressively become younger as one goes from north to south, signifying that the migration of both the tectonics and the sediments within the northern SCS travelled from north to south during the Cenozoic; and(3) the lateral tectonic migration on the direction of EW is not regular in total, but in some local areas the trending of the tectonic migration is from west to east. The analysis of the tectonic migration features of the northern SCS, in combination with the regional tectonic evolution background, indicates that the observed remote lagging effect, resulted from the India-Eurasia plate collision, is the main dynamic mechanism involved in the tectonic migration within the northern SCS. The tectonic migration has significant influence on both the organization of petroleum deposits and on the hydrocarbon accumulation within the basins in the northern SCS; comprehensive understanding of this dynamic system is of great reference value in predicting the hydrocarbon accumulation and has the potential to have an enormous impact in discovering new deep reservoirs for the future oil-gas exploration.