渤黄海海平面的变化及其与ENSO的关系

利用1992年12月至2007年5月的高度计资料,研究了渤黄海海平面的变化特征。统计分析表明,近14a间渤海及北黄海、中央黄海海平面的平均上升高度分别为45.9mm和34.7mm,各海域的海平面上升速度不完全相同。研究发现,南方涛动指数(SOI)、纬向风应力距平都与渤海及北黄海、中央黄海的SLA呈负相关性,渤黄海海平面显著受SOI、纬向风应力调制,并且,SOI与渤黄海海域的风场之间有良好相关。将坐标系进行旋转后,获得与当地海平面异常相关最大的风应力方向。对SLA与新坐标系下风应力距平u的低频分量分析发现,渤海及北黄海海区、中央黄海对海平面影响最大的风应力距平u方向分别为东偏南20°方向、东偏南8°方向,风应力距平u分量与SLA、SOI的低频分量呈现更好的相关性。ENSO通过大气环流过程对渤黄海海域的风场产生影响,当地风场通过纬向风应力对渤黄海海平面的年际变化产生调制作用。因此,ENSO可以通过风应力对渤黄海海平面产生影响。     

我国近海风能资源分布特征分析

基于美国NCEP(National Centers for Environmental Prediction)的CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)近20a(1991-2010)10m风场再分析数据(0.3°×0.3°,1h/次,简称CFSR风场),对我国近海风能资源分布特征进行了统计分析与评估。利用天津渤海A平台观测站(118°25′E,38°27′N)逐时观测风速数据对CFSR风速数据进行了检验,发现均方根误差和平均偏差仅为均较小(分别为2.28m/s与0.16m/s)。基于此CFSR风场,本文章进一步统计并给出了我国陆地年平均风功率密度分布,结果与第三次风能普查(1971-2000年)及相关文献结果 (1991-2010年)相当一致。依据国家风电场风能资源评估方法,由CFSR风场推算了我国近海20a平均的70m高度风能资源分布。结果显示,年平均风功率密度均达到了200 W/m2以上,大于6m/s的风速累积小时数为4 000h以上;其中台湾海峡和东海南部海区风能最为丰富,黄海中部、渤海中部和辽东湾海区风能次之。参照海上风场选址要求,28°N以北的近岸海域由于水深较浅,30m/s以上风速发生频次极低,比较适合建立海上风电场。     

夏季黄海中北部孤立气旋对渤海风暴潮影响模拟研究

应用经验风场模型刻画夏季黄海中北部孤立气旋的风场,利用数值模拟开展孤立气旋强度和移动路径对渤海内风暴潮的定量影响研究。结果表明：受黄海中北部孤立气旋的影响,渤海中3个海湾的最大风暴潮分别发生在各湾顶附近的葫芦岛站、黄骅站和潍坊站,渤海海峡内最大风暴潮对气旋路径的敏感性较小。渤海沿岸潜在最大风暴潮与黄海中北部孤立气旋强度存在幂指数相关关系■。初步分析得出造成渤海内海湾和海峡较大风暴潮的孤立气旋的移动关键区域分别为威海市东南附近海域、烟台市东部及威海市北部沿海海域、烟台市东部沿海海域、青岛市东部—威海市南部沿海海域。     

今年海洋灾害性天气较去年偏多

近日，国家气候中心和国家海洋环境预报中心分别组织召开会议，对2009年海洋灾害性天气进行了预测。预计2009年热带气旋灾害影响较为严重，全年西北太平洋和南海海域将生成24至27个热带气旋（中心附近最大风力不小于8级），较2008年（22个）偏多，其中7至9个将登陆我国沿海，较常年（7个）偏多，将有1个台风北上影响渤海和黄海北部。     

QuikSCAT卫星遥感风场可靠性分析及其揭示的中国近海风速分布

利用2000—2009年美国国家航空航天局(NASA)在中国近海海域(0°~45°N,105°~135°E)的QuikSCAT卫星遥感风场资料与近海测风塔(位于上海近海)、海上石油平台(位于东海和渤海)、岛屿站(南海珊瑚岛和西沙海边观测塔)的实测风场资料进行对比分析,检验了QuikSCAT卫星遥感风场资料在中国近海海域的可靠性。研究结果如下:各站点实测风速与站点位置以及站点附近的QuikSCAT卫星遥感风场资料相关系数均在0.7以上;QuikSCAT卫星遥感风场资料与海上石油平台的风速均方根误差较小(约1.5 m/s);其年均值均大于实测值,差值范围是0.1~1.3 m/s;其Weibull形状参数K与海上石油平台以及近海测风塔的K值较为接近,表明QuikSCAT卫星遥感风场资料各风速段的频次分布形态与观测站的实测值基本吻合,QuikSCAT卫星遥感风场资料能基本合理地反映出中国近海风速的分布状况。利用QuikSCAT卫星遥感风场资料分析了中国近海及其邻近水域风速的空间分布特征:(1)台湾海峡是中国近海风速最大的区域,从台湾海峡向东北至日本海,往西南至南海北部115°E附近和巴林塘海峡为风速的次大值区;(2)28°N到长江入海口的东海海域年均风速为7.0~7.5 m/s,在黄海和渤海为5.5~7.0 m/s,在南海北部自东向西由8.5 m/s递减为6.0 m/s,北部湾最大风速区位于东方附近海域。     

两层简单斜压海洋模式及冬、夏季平均海流模拟

设计了一个两层简单斜压海洋模式(H₁=501,H₁+H₂=250m),利用1月和7月多年平均的海平面气温场、海平面气压场和由该气压场诊断出的海面风场,对此模式的性能进行了检验.结果表明,模拟得出的冬、夏季海洋表层及次表层流与实况较为一致.     

SST对黄海、渤海登陆热带气旋路径和强度的影响

利用中国气象局整编的1949~2003年的热带气旋资料和美国国家环境预报中心的海表温度(SST)最优插值资料,应用EOF分解和概率分析等方法,分析了黄海、渤海登陆热带气旋个例所处环境场中的海温的空间和时间分布规律,计算得到该类热带气旋在黄海、渤海区达到最大可能强度(MPI)的概率分布。结果显示,在黄海、渤海海区的较强的(>1℃)SST正距平中心和渤海北部海域的SST正距平区是黄海、渤海登陆TC出现北行路径必要条件。所有TC个例过程发生之前均有一个黄海、渤海关键区SST距平上升过程,只有30%的TC达到MPI一半,只有1%的TC可能达到MPI的4/5。     

东海及其邻近海区热带气旋风灾风险

东海及其邻近海区是受热带气旋影响较为严重的区域,研究该海域的热带气旋风灾风险有助于防灾减灾。选取1980—2019年影响该海域的587个热带气旋资料,利用Holland经验风场模型获得该海域热带气旋风场数据集,参照Simpson风灾指数方法,构建联合风速及其累计时间的风灾指数。结果表明:①东海及其邻近海区大部分海域受热带气旋影响,都会出现最大风速超过30 m/s。②进入20世纪,东海热带气旋风速有增强的趋势,每10 a的平均增速约1.6 m/s。③近岸海域最大风速主要发生在7月中旬至9月中旬。④从宁德至温州近岸海域的风灾等级相对较高,且风灾等级向南北两侧呈递减趋势。     

渤海重现期波高的数值计算

利用RAMS大气模式给出的20年风场资料,利用SWAN近海波浪模式对渤海海域的波浪进行了20 a数值计算.通过与一般过程和大风过程的实测资料的对比后发现.波浪模拟值与实潮值符合地较好,SWAN模式适合渤海海域波浪的计算。通过分析发现.辽东湾常浪向为SSW。强浪向为SSW;渤海中部常浪向为S,强浪向为NE;渤海海峡常浪向为NNW,强浪向为NNW;莱州湾常浪向为S,强浪向为NNE;渤海湾常浪向为S.强浪向为NE。渤中偏东南海域(38°～39°N,119.5°～120.5°E)多年一遇有效波高最大.其中百年一遇有效波高最大值达到6.7m。     

台湾岛周边海域近16a来海平面变化研究

利用1992年10月至2008年6月的卫星高度计融合资料对台湾岛周边海域（20°～28°N,117°～124°E）多年海平面变化进行分析.研究结果表明：（1）采用改进的月平均水位周期信号的谱分析方法计算多年来台湾岛周边海域海平面年均上升速率为0.34±0.02 cm/a,与该海域内的潮位站结果较为一致.（2）台湾岛周边海域海平面高度变化以1 a周期变化为主,其次为0.5 a、准2 a周期变化.（3）通过计算海平面异常的标准差得出多年来台湾海峡西南部海域海平面波动最为激烈.（4）分析了台湾岛周边海域海平面4个季节的变化情况,指出台湾岛周边海域海平面季节变化的主要驱动力是风场.     

东中国海及毗邻海域海面风场季节及年际变化特征分析

本文基于美国Remote Sensing Systems公司提供的QuickScat海面风场产品,空间分辨率为0.25°×0.25°的月平均资料,进行了两种经验正交函数分解(EOF),以此分析研究中国近海(渤海、黄海、东海)以及台湾以东、以南洋面海面风场的季节变化和年际变化特征。研究发现:(1)季节变化是东中国海海表面风速变化的最主要特征,其变化占总变化方差的70.9%,黑潮的季节变化,通过海气交换影响其流经海域局地风场;(2)东中国海及毗邻海域海表面风速变化与太平洋年际变化以及热带风暴爆发有关,东中国海海表面风速年际变化显著的周期为1.5年和3.1年;(3)东中国海海域近年来整体上海表风速处于增大的趋势中,风速增大最大的区域出现在台湾东侧海域黑潮流经区域,最大增速在0.025 m/s/a以上。     

我国海洋浮标技术的新成就——HFB1—1A型海洋浮标站首创在海上连续正常工作320余天的记录

国家海洋局东海分局,于一九八四年九月上旬,在我国黄海南部海域,即北纬33°14′18″,东经122°12′0″布放了HFB1—1A型海洋浮标站。该浮标站于一九八四年九月十三日起开始按固定程序,每日四次自动向岸站发送这个海区的风力、风向、气温、气压、湿度、海水表层温度、盐度;自记海水的流速、流向等适时实况气象、水文数据资料。岸站将上述数据资料又及时地转发给北京国家海洋局海洋环境预报中心。一九八五年八月四日,海     

黄海、东海海域出海气旋发展过程的气象场特征和热通量的观测研究

利用 1 999年 6月在黄海、东海海域进行的出海气旋爆发性发展过程海上调查期间获得的观测资料 ,对气旋发展过程的海气相互作用进行了分析研究 .研究结果表明 ,在黄海、东海海域 ,海表水温、气温和比湿变化趋势相同 ,且变化幅度较大 .潜热通量一般白天大夜间小 ,有明显的日变化 .感热通量的日变化幅度很小 .并且潜热通量明显高于感热通量 .气旋在海上发展期间 ,潜热通量和感热通量变化较大 ,在气旋中心区域 ,出现了负的潜热通量和感热通量 .气旋的移动轨迹基本上受 50 0hPa高度上风场影响 ,也可能受海洋本身状况的影响     

下垫面对渤海西部雷雨大风影响的数值模拟分析

利用天津WRF中尺度数值预报业务模式系统,对2016年6月10日夜间渤海西部的一次强对流大风过程进行控制预报和敏感性试验预报(渤海到海峡修改为陆地)的对比分析。结果表明:海洋下垫面对渤海前半夜生成的雷雨大风有增强作用,增幅在5～6 m/s。海洋下垫面会使冷池出流边界具有更明显的温度梯度和气压梯度,增幅分别为3℃/经度,2 hPa/经度;海洋下垫面在雷达回波刚入海时对其强度变化没有明显影响,当回波持续一段时间(4 h以上)后,海洋下垫面对回波强度有减弱作用,可能是由于下垫面对近地面风速的增幅作用,使垂直风切变小,回波倾斜度和垂直速度也相应减小造成。     

基于ERA-20C再分析数据的中国近海波候研究

基于ERA-20C再分析数据,综合分析了1950—2010年间中国近海的海表风速、风浪、涌浪和混合浪的分布特点。结果表明,中国近海的风场主要受东亚季风控制,在南海南部靠近越南的海域夏季形成7 m/s的风速大值中心,冬季风速则可达9 m/s。风浪场的空间分布特点与风场相似,而受传播效应和浅水效应的影响,涌浪场四季均在吕宋海峡和东海东南部出现波高的大值中心。春夏季节中国近海大部分海域涌浪占优,与风速大值中心对应,夏冬季节南海南部10°N附近存在风浪池。趋势分析结果显示,风速和混合浪有效波高的线性趋势呈现相似的空间分布,南海的风速和波高分别以0.27 cm·s~(-1)/a和0.74 cm/a的速率显着增加。而渤海分别以-0.49 cm·s~(-1)/a和-0.85 cm/a的速率显著降低,黄海的变化率分别为-0.43 cm·s~(-1)/a和-0.79 cm/a。将中国近海风速和波高的年际变化分别与气候指数尼诺3.4进行相关分析,结果显示,冬季大部分海域的相关系数为负,而夏季在南海和东海海域则为正。     

GRAPES模式对“0703”强风暴潮的数值模拟分析

本文对2007年3月4～5日凌晨发生在渤海及山东北部沿岸的一次强风暴潮过程成因进行了分析和探讨,并利用我国新一代数值预报模式GRAPES(Global/Regional Assimilauon and Prediction Enhanced System)对该过程进行了气压场和风场数值模拟.结果表明:由温带气旋产生的强而持久的向岸大风是引发此次强风暴潮发生的主要强迫动力;风应力增水作用与天文大潮相叠加直接导致风暴潮的发生;GRAPES模式较好的模拟出了本次风暴潮过程的气压场和风场特征.其中,气压场中,较好的模拟出了温带气旋的发生发展、移动路径、强度变化等特征;风场中,较好的模拟出了风增大和减弱的趋势以及造成风暴增水的向岸大风的风场分布特征等.     

黄海海洋对台风“灿鸿”外围过程响应的观测研究

2015年9月台风“灿鸿”经过黄海海域的QF111浮标,该浮标观测到黄海海洋的温度和流速响应。受台风影响,黄海海表温度有明显的下降,降温幅度在2~4°C,且在台风路径右侧形成了海表面温度低于20°C的低温斑块。流速的响应主要表现为台风过境期间流速增强,达1.2~1.5 m/s,呈现出全水深强化的特征。风一直对海洋有能量输入,且在台风过境期间风输入海洋的能量最大,旋转功率谱的分析结果表明台风输入海洋的能量向海洋内部传播。黄海海域由台风激发出的近惯性振荡衰减较快,近惯性振荡e折时间尺度约为2 d。     

汕尾市引发灾害性海浪的热带气旋特征研究

近年来,海浪灾害是威胁近海民众生命安全最为突出的海洋灾害,对我国造成的经济损失有整体上升的趋势。基于31 a(1986-2016年)汕尾市观测站的热带气旋影响期间白天的海浪数据,本文定义并提取了31次灾害性海浪(1/10大波波高≥4 m)事件。在灾害性海浪发生时,热带气旋主要位于观测站点的西侧(115.57°E以西)。31次灾害性海浪事件集中发生于6-9月;其中,虽然6月份影响研究海域的热带气旋数量相对较少,但引发灾害性海浪的概率约是7-9月份的两倍。有26个热带气旋生成于121°E以东的西太平洋海域,且移动路径相对较集中:途经吕宋海峡(16°-22°N)的热带气旋总数为25个,其中22个热带气旋途经16°-20°N之间,是最为重要的通道。途经此处的热带气旋在汕尾海域引发灾害性海浪的估算概率约为25%-50%。本研究可为汕尾市灾害性海浪的预警报和防灾减灾提供重要的参考。     

2011年春、夏季黄、东海水团与水文结构分布特征

根据2011年春季(4月)夏季(8月)两个航次调查的CTD温盐资料,获得观测期间黄、东海主要水团特征:(1)夏季黄海冷水团10℃等温线在黄海海域中部30m以深,影响范围西至122°E南至34°N,最低温度为6.2℃,比气候态平均冷水团温度低约2℃;(2)夏季冲淡水以长江口为中心,呈半圆形向外扩展,并无明显NE转向,30.00等盐线在32°N断面上东至124°E,南至29.5°N,扩展范围与往年相比偏西1°左右,而在SE方向较往年有明显延伸扩展。水文结构特征为:(1)春季,温跃层主要在南黄海中部以西,跃层强度仅为0.10—0.40℃/m;密跃层主要在长江口以东,跃层强度0.20—0.30kg/m4;(2)夏季,温跃层强度最高值在长江口东北,跃层强度达到2.41℃/m,上界深度5.5m,厚度2.5m;黄海温跃层强度普遍强于东海,主要是冷水团区域表底显著的温度差异造成;密跃层强度高值区在33°N断面西侧海区,强度达到1.38kg/m4,上界深度5.5m,厚度约为1.5m;沿长江冲淡水舌轴方向的密跃层强度为0.30—0.60kg/m4,自西向东逐渐减弱。     

辽东半岛顶端海域上升流长期变化特征及影响因素

利用回归分析、相关性分析等分析方法,对全球气候变暖背景下辽东半岛顶端海域上升流的变化特征及影响因素进行了研究。结果表明:夏季,辽东半岛顶端邻近海域上升流以38°52′N、120°55′E为中心,呈纺锤状分布于复州湾—辽东半岛顶端—北砣矶水道沿线海域,其位置较为固定。1988—2018年,海表温度上升流指数呈显著增加的变化趋势,其变化速率为0.27°C/10a,研究海域上升流显著增强,其中1998—2018年上升流增强尤为显著。在全球气候变暖背景下,渤海及北黄海部分海域净辐射通量的增加和夏季风场的减弱是研究海域上升流增强的两个影响因素。净辐射通量的增加和夏季风场的减弱分别有利于非上升流与上升流区的温差增大和底层冷水的上涌,进而使上升流现象增强。在长时间尺度上,ENSO(ElNi?o-SouthernOscillation)不会影响研究海域上升流强度的变化趋势,但在强厄尔尼诺发展阶段(1997年和2014年),ENSO可使研究海域纬向风(西风)增强,从而减弱研究海域上升流。