欧亚大陆阻塞高压的统计特征及其与中国东部夏季降水的关系

该文利用美国 NCEP再分析资料 2 4年 (1976～ 1999年 )的逐日 12 h欧亚大陆 (0°E～15 0°E,2 0°N～ 90°N) 5 0 0 h Pa位势高度场资料 ,对阻塞高压 (简称阻高 )的活动进行了统计分析。结果表明 ,阻高主要发生在乌拉尔山地区。阻高活动有明显的季节性变化 ,春夏季阻塞形势发生得最多 ,持续时间最长 ,秋季最少且持续时间短。小波分析和离散功率谱分析都表明阻高发生的频数存在明显的年际变化 ,主要包含 3～ 4年和准 8年的周期振荡。进一步研究表明 ,乌拉尔山附近 (5 0°N～ 80°E)的阻高活动与夏季江淮流域的降水有着很好的正相关 ,与华南、华北、东北区域的降水有着很好的负相关 ;而贝加尔湖附近 (80°E～ 12 0°E)的阻高与中国东部的降水关系则正好相反。冬春季 (1～ 3月 )阻高活动对当年夏季的降水有着一定的中长期预报意义。     

东营港海洋站风要素特征分析

根据东营港海洋站2011年1月—2015年12月间每10 min的实测风速、风向资料,对平均风速风向、极大风和7级以上大风天数等风要素进行了特征分析。结果表明:东营港海洋站的风具有明显的季节特征和年际变化,平均风速月际变化呈"两峰两谷"型,在偏北风向上,平均风速最大并且月际变化最显著,在偏南风向上,平均风速最小并且月际变化最不明显;全年盛行偏南向风和偏北向风,春夏季盛行偏南向风,秋季以偏南向风为主偏北向风为辅,冬季则以偏北向风为主偏南向风为辅;偏北风向上最易出现极大风,偏南风向出现极大风的频率最低;出现7级以上大风的天数每年总体上呈增长趋势,秋季最多,春季最少。     

季节因素对大西洋声传播的影响分析

以分析季节对大西洋声传播的影响为研究目的,应用WOA13季节平均数据和Mackenzie声速经验公式,分析了大西洋声道轴和表层声速值的四季分布情况,再利用BELLHOP水声学数值模型,在设定的声源频率1 000 Hz和掠射角15°～-15°情况下,仿真计算选用位置点5 m深度声源的四季声传播情况,研究结果表明:按照实际的季节,大西洋会聚区波导的反转深度,冬季最小,春季增大,夏季最大,秋季再减小.在中低纬度的典型声速剖面下,夏季会聚区跨度最大,秋季和冬季递减,春季最小,第一会聚区的四季跨度差在1 km内.在高纬度的正梯度声速剖面下,夏季声传播距离最远,秋季减小,冬季最近,春季增大,且传播距离的差别较大.各变化规律均以四季循环更替的形式出现.     

太平洋海气界面净热通量的季节、年际和年代际变化

根据 COADS资料 ,使用经验正交分解 (EOF)等分析方法 ,研究了北太平洋海气热通量的季节、年际和年代际变化特征。分析结果表明 :北太平洋海洋夏季净得热 ,冬季净失热 ,且黑潮及其延伸体区失热最大。净热通量年际变化较明显 ,北太平洋西部模态水形成区冬季净热通量和副热带失热区春季净热通量的年际变化都主要依赖于潜热和感热通量的年际变化。夏季净热通量的低频变化中心在热带 ,冬季低频变化中心在黑潮及其延伸体区。冬季赤道东、西太平洋净热通量异常的年际变化相反 ;在热带北太平洋中部年际变化达到最大。夏季热带太平洋是净热通量异常的年际变化最大的海域 ,沿赤道两侧在 16 5°E处呈偶极子型分布。     

冬季北大西洋涛动和乌拉尔山阻塞环流对欧亚大陆变冷的协同影响

虽然全球平均表面气温不断升高,但在冬季欧亚大陆经常出现年际-年代际尺度上的变冷趋势。利用美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)再分析资料,指出冬季影响欧亚大陆变冷的大气环流主要是北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)和乌拉尔山阻塞(Ural blocking,UB)的环流组合。其中,NAO环流可以在年际尺度上作为背景环流影响UB过程对欧亚低温天气的作用。统计分析发现,在NAO正(负)位相(NAO⁺/NAO^-)环流背景下UB的发生频率可以解释冬季平均UB发生频率的52%(13%),表明NAO+环流有利于下游阻塞形势出现。尽管如此,研究发现在NAO^-环流背景下的UB事件平均给欧亚地区带来的降温幅度更强,约是NAO⁺环流背景下的2倍,而且亚洲降温区的位置偏北约5°、偏东约13.5°。中等强度的NAO⁺环流背景下UB事件对欧亚降温的贡献更显著,强的NAO⁺环流背景下,UB过程在欧亚大陆中纬度地区产生的冷异常较弱,这与NAO⁺环流在欧亚大陆北部产生的明显增温有关。而在NAO^-环流背景下,欧亚大陆北部有明显的降温,UB环流的出现会进一步将冷空气向南输送影响我国,这种情况主要反映的是NAO^-环流异常对欧亚地区降温的作用,因此NAO^-环流越强降温越强烈。     

基于SODA数据的印度洋表层和次表层热含量变化及其与ENSO的关系

采用1950年1月至1999年12月SODA海洋上层温度的月平均资料及同期的NCEP月平均风场资料,研究了印度洋表层和次表层热含量年际变化的特征以及与海面风场的关系.通过对热带印度洋海区上层热含量异常的经验正交函数分解,发现表层与次表层热含量主要模态的分布不同,表层热含量主要模态的时、空分布与前人对海表温度(SST)异常的研究结果基本一致,第一模的空间分布为全海盆一致型,春季(夏季) 表层热含量第一模的时间序列与前一年的秋季(冬季)Ni(n)o3区SST异常的时间序列有密切的关系;第二模的空间分布为东西偶极子型,并在秋季与4-8个月前的Ni(n)o3区SST异常有密切的关系;次表层热含量异常第一模为东西偶极子型,冬季热带太平洋异常通过影响印度洋的海面风导致的海洋动力调整,进而影响印度洋次年春季次表层热含量东西偶极子型异常; 次表层热含量异常第二模在10°S以北是全海盆一致型,但却与Ni(n)o3区SST异常在统计学上无关.     

基于OFES模式数据的北赤道流分叉研究

利用1957—2006 共50 年高分辨率的长时间序列海洋模式OFES(OGCM for the Earth Simulator)数据, 对北赤道流(NEC)的分叉规律及其与ENSO循环的关系进行了分析。结果表明: (1) NEC分叉纬度具有明显的季节和年际变化, 周期主要呈现为3—6个月的季节内振荡和2年、2—7年左右ENSO尺度周期振荡以及10年以上的年代际变化。在季节尺度上, 分叉位置春季偏南, 秋季偏北, 并且分叉纬度随深度的增加向北移动, 其北移幅度冬季最大, 夏季最小。而在年际变化尺度上, NEC分叉纬度具有较强的年际变化信号, 与ENSO循环密切相关, El Ni?o 年分叉位置偏北, La Ni?a年分叉位置偏南。(2)NEC分叉纬度的变化与北太平洋0—30°N之间的纬向风应力旋度积分零线位置密切相关, 零线的南北偏移导致了分叉位置的改变, 在不同深度上, 零线位置对分叉纬度改变的影响时间不同, 表层需1个月, 而500 m深度则需4个月左右。(3)NEC分叉影响着黑潮(KC)与(棉兰老流)MC的流量分配率, 其年际异常变化与冷、暖ENSO事件发生密切相关, 当El Ni?o发生时, KC流量分配率减少, MC 流量分配率增加; La Ni?a年情况则相反。     

基于Argo数据的吕宋海峡东部海域的会聚区特征分析

利用2010-2013年的Argo浮标观测资料,对吕宋海峡东部海域(19°~23°N,123~127°E)的会聚区特征进行综合分析。研究结果如下:(1)吕宋海峡东部海域4个季节表面的声速从大至小依次为夏季、秋季、春季和冬季,夏季最大为1 543.5m/s,冬季最小为1 533.4m/s;混合层深度从大到小依次为冬季、秋季、春季和夏季;(2)采用WOA13气候态数据对声速剖面进行深海延拓,获得全海深的声速剖面,分析4个季节的声道特征。声道轴深度和声速较为稳定,声道轴深度在1 000~1 040m之间,声道轴处的声速为1 482m/s,4个季节的平均声道厚度都超过4 500m,利于会聚区形成;(3)研究区较易发生会聚现象,发生会聚现象概率高于50%的占70.6%;会聚现象的发生概率季节变化明显,春季、冬季极易发生声场的会聚现象,夏季最小;(4)运用RAMGeo声场模型对研究区4个季节的声传播损失进行仿真,分析会聚区的季节变化特征。当声源深度100m,接收深度10m时,第一会聚区,离声源的距离在61~64km左右,夏季离声源最近,春、冬季较远;会聚区宽度上,夏季最宽为10km,春季最窄为4.6km;会聚区增益分布特点与会聚区宽度刚好相反,春季最大为14.6dB,夏季最小为8.5dB。     

烟台月亮湾岩岸潮间带底栖海藻群落结构的季节变化

月亮湾岩岸潮间带底栖海藻群落的种类组成存在显著的季节差异 ,春季群落的种类最丰富 (2 7种 ) ,其次为秋季群落 (2 6种 ) ,夏季和冬季较少 (2 2和 2 1种 ) ,4个季节群落的共有种仅为 7种。各季节群落中均以红藻的种类最丰富 ,褐藻次之 ,绿藻最少。在 4个季节群落中生物量的变化如下 :夏季 >秋季 >冬季 >春季。绿藻和褐藻类群主要为暖温性种类 ,而红藻类群比较复杂 ,即有暖温带性的、温带和暖水性种类 ,也有寒温带的冷水性种类。4个季节群落的物种优势度序列存在明显的差异 ,海黍子在春季和冬季为群落的第 1优势种 ,而孔石莼在夏季和秋季为第 1优势种。不同季节群落多样性指数变化如下 :物种丰富度指数 ,春季 >秋季 >冬季 >夏季 ;物种多样性指数 ,秋季 >夏季 >春季>冬季 ;均匀度指数 ,春季 >夏季 >冬季 >秋季     

西北太平洋热带气旋与上层海洋热含量的关系

利用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)的海温资料和Unisys Weather的热带气旋资料,研究了1960-2008年期间北太平洋上层150 m的热含量分布特征及其与西北太平洋热带气旋发生频次的关系。考虑了纬度的变化对热含量的影响后,北太平洋热含量的高值中心位于10°N左右,与上层海温结构相符,计算结果更加符合物理意义。北太平洋热含量与西北太平洋热带气旋频数年际相关性研究表明在北太平洋中高纬度大洋内区和赤道东太平洋热带不稳定波发生区呈现出前期冬季正相关性。此相关性存在显著年代际的变化,在1970-1975年和1984-2008年期间最强,1976-1983年期间较弱。在北太平洋中高纬度大洋内区,同期春夏秋季同样存在强正相关。在西太平洋暖池区,同期秋季负相关最为显著。赤道中太平洋区域在夏季呈显著的正相关,秋季减弱。赤道东太平洋海域的相关性前期冬季负相关最为显著,春季负相关性减弱,夏季和秋季无显著相关。     

全球百年海表面温度年际和年代际变化特征分析

利用100 a(1903—2002年)HadiSST的逐月资料,将全球海表面温度异常(SSTA)作为整体进行经验正交函数分解(EOF分解),提取了控制各大洋SSTA的主导模态和各大洋之间的联合模态,分析了相应的空间分布和时间序列。研究结果表明:SSTA变化最剧烈的海区是赤道中东太平洋、西北大西洋湾流海区和北太平洋黑潮延伸体海区。热带太平洋厄尔尼诺和南方涛动是主导模态并具有2~7 a周期的年际变化;SSTA变化第二主模态和第三主模态都是以大约70 a为周期的年代际变化为主的跨大洋联合模态。第二主模态的空间分布主要表现为中纬度北太平洋和北大西洋反位相、热带太平洋与大西洋反位相的太平洋-大西洋双偶极子型分布。SSTA变化的第三模态主要呈现南北半球海洋反位相的特征,为北太平洋-北大西洋-南大洋联合模态。第四模态基本上是反映各个不同海域特有的局地海洋-大气相互作用模态,该模态的时间序列具有1~4 a周期的年际变化和约9 a周期的年代际变化。     

全球热带海洋海表温度场异常对北极海冰的影响

本文利用1951?2021年哈德莱中心提供的海冰和海温最新资料以及美国国家海洋和大气管理局气候预报中心提供的NCEP/NCAR再分析资料,分析探讨了北极海冰70余年的长期变化特征,进而研究了其快速减少与热带海温场异常变化之间的联系,揭示了在全球热带海洋海温场变化与北极海冰之间存在密切联系的事实。结果表明,北极海冰异常变化最显著区域出现在格陵兰海、卡拉海和巴伦支海。热带不同海区对北极海冰的影响存在明显时滞时间和强度差异,热带大西洋的影响相比偏早,印度洋次之,太平洋偏晚。热带大西洋、印度洋和中东太平洋海温异常影响北极海冰的最佳时间分别是后者滞后26个月、30个月和34个月,全球热带海洋影响北极海冰的时滞时间为33个月。印度洋SST对北极海冰的影响程度最强,其次是太平洋,最弱是大西洋。全球热带海洋对北极海冰的影响过程中,热带东太平洋和印度洋起主导作用。当全球热带海洋SST出现正（负）距平时,北极海冰会出现偏少（多）的趋势,而AO、PNA、NAO对北极海冰变化起重要作用,是热带海洋与北极海冰相系数的重要“纽带”。而AO、PNA和NAO不仅受热带海洋SST的影响,同时也受太平洋年代际振荡PDO和大西洋多年代际AMO的影响,这一研究为未来北极海冰快速减少和全球气候变暖机理的深入研究提供理论支撑。     

北冰洋浮游生物空间分布及其季节变化的模拟

低营养级浮游生物生态动力过程对环境变化的响应非常敏感。随着全球气候变化加剧，北冰洋正在经历快速的环境变化。厘清北冰洋低营养级浮游生物季节分布与变化特征是探究北冰洋生态系统对环境快速变化响应的前提，也是评估北极海区固碳能力的重要依据。基于此，本文构建了海洋–海冰–生物地球化学循环模型，并对北冰洋叶绿素浓度以及浮游生物结构的时空变化特征进行了模拟，结果表明:(1)北冰洋表层叶绿素浓度的峰值主要出现在5月，且太平洋一侧叶绿素浓度高于大西洋一侧；随着海水层化，表层受营养盐限制的海区呈现次表层叶绿素浓度最大值现象，且由陆架向海盆，次表层叶绿素浓度最大值层逐渐加深；9月，叶绿素浓度高值重回水体上层，太平洋一侧海区表层叶绿素浓度呈现较为明显的次峰值。(2)由于太平洋和大西洋入流营养盐浓度及结构的不同，北冰洋表层浮游生物群落结构存在明显空间差异。太平洋一侧，硅藻和中型浮游动物占优，硅藻在5月和9月出现生物量峰值，微型浮游植物在3月、5月和6月维持相对较高生物量；而大西洋一侧，在早春－春末夏初－夏秋经历了微型浮游植物－硅藻－微型浮游植物的演替，总体而言，微型浮游植物和微型浮游动物占优。此外，两侧海区浮游动物浓度峰值相较浮游植物滞后约半月。     

北太平洋冬季SST、风场及环流对淡水强迫的响应

通过海气耦合模式CCSM3(The Community Climate System Model version 3),研究在北大西洋高纬度淡水强迫下,北太平洋冬季的海表温度SST、风场及流场的响应及其区域性差异。结果表明:淡水的注入使北太平洋整体变冷,但有部分区域异常增暖;在太平洋东部赤道两侧,SST的变化出现北负南正的偶极子型分布。阿留申低压北移的同时中纬度西风减弱,热带附近东北信风增强。黑潮和南赤道流减弱,北太平洋副热带逆流和北赤道流增强,日本海被南向流控制。风场及流场的改变共同导致了北太平洋SST异常出现复杂的空间差异:北太平洋中高纬度SST的降温主要由大气过程决定,海洋动力过程主要影响黑潮、日本海及副热带逆流区域的SST,太平洋热带地区SST异常由大气与海洋共同主导。     

Relation between sea surface temperature anomaly in the Atlantic and summer precipitation over the Northeast China

1 IwrRoDUcrIowln recen l00 years. mateorolQgi8ts have paid mu0h aneation to impact of ocean onlong-range weather process. Because fram view POillt of space and tAne scale condition,ocean is one of very important phySical factor for the evolotion of thespheric circulation.The scientific research cooperation grOup (l979) first found that SST in the equatorialeastern Pacific reversely correlates with summer tempendre aver Nowheast China. Pan etal (1981) discussed re1atfon between heating of…     

Analysis of the global relationship of biennial variation of sea surface temperature and air-sea heat flux using satellite data

We investigated the phase difference and the cross correlation coefficient between the band-pass filtered biennial variations of sea surface temperature (SST) and air-sea heat flux estimated by the monthly mean 2°×2° satellite data of Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) and Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I) from July 1987 to June 1991. Judging from the phase difference, it can be determined whether the biennial variation of SST is controlled by local thermal air-sea interaction or oceanic processes of horizontal transport. When the local air-sea heat flux controls the biennial variation of SST, the phase of SST advances /2 (6 months) against that of the air-sea heat flux. In contrast, when the biennial variation of SST is controlled by the oceanic process, the phase difference between the SST and the air-sea heat flux becomes 0 or (12 months). In this case, two types of the phase differences are determined, depending on which variability of SST and air-sea heat flux is larger. The close thermal air-sea interaction is noticeable in the tropics and in the western boundary current region. The phase difference of /2 appears mainly in the north Pacific, the southeast Indian Ocean, and the western tropical Pacific; zero in the eastern tropical Pacific and the northeast and equatorial Atlantic; and that of in the central equatorial Pacific and north of the intertropical convergence zone (ITCZ) of the Atlantic. Phase differences of 0, , or /2 are possible in the western boundary current regions. This fact indicates that each current plays a different role to the biennial variation of SST. It is inferred that SST anomalies in the tropics are mutually correlated, and the process in which marked SST anomalies in the tropics are transferred to the remote area was probed. In the equatorial Pacific, the SST anomaly is transferred by the long planetary wave. On the other hand, it is found from the phase relationship and the horizontal correlation of SST that the SST anomaly in the central and western equatorial Pacific is connected through atmospheric mediation. It is suggested that the biennial variation of SST in the eastern Indian Ocean is affected by heat transport due to the Indonesian throughflow from the western tropical Pacific. It is found that the mentioned pattern of the interannual variation of SST in the tropical Atlantic as a dipole is not tenable.     

热带三大洋海表温度和云水关系的初探

热带太平洋、大西洋和热带印度洋是全球海洋-大气相互作用最显著的海域。为了探讨热带三大洋局地海洋-大气相互作用中的某些特征,利用新的卫星遥感资料对热带三大洋的云水和海表温度(SST)异常变化进行了统计相关分析。研究发现:在赤道太平洋和赤道大西洋云水和SST二者在超前或滞后5周内都呈现明显的正相关关系,表明3个赤道海域云水和SST之间具有明显的相互作用正反馈机制;在热带西印度洋SST异常超前CLW异常一周时,正相关系数最大,SST的变化导致云水的变化;而在以较冷海水为下垫面的赤道外东北太平洋,东南太平洋以及赤道外的南大西洋海域,二者呈明显的负相关关系,云水的变化会引起SST的变化。位于菲律宾以东的热带西北太平洋区,云水量的变化引起SST的变化;而赤道东印度洋暖池区即存在云水量的增加(减少)引起SST降低(升高)的现象,也存在SST降低(升高)引起云水量的减少(增加)的现象。以上结果将为进一步理解海洋-大气相互作用,在数值模式中正确设计海洋-大气边界层参数化方案提供参考。     

Tsunami Travel Time Atlas for the Atlantic Ocean

Compared to the Pacific Ocean, tsunamis are rare both in the Atlantic and Indian Oceans. However, the December 26, 2004, tsunami demonstrated that, no matter how rare they may be, when a major tsunami occurs, it could be very disastrous. The most basic information in tsunami warning center requires are charts showing tsunami travel times to various locations around the rim of the ocean. With this in mind, a tsunami travel time atlas for the Atlantic Ocean is in preparation. The Caribbean Sea is also included in this Atlas, as it is more or less a part of the Atlantic Basin.     

Tsunami Travel Time Atlas for the Atlantic Ocean

Compared to the Pacific Ocean, tsunamis are rare both in the Atlantic and Indian Oceans. However, the December 26, 2004, tsunami demonstrated that, no matter how rare they may be, when a major tsunami occurs, it could be very disastrous. The most basic information in tsunami warning center requires are charts showing tsunami travel times to various locations around the rim of the ocean. With this in mind, a tsunami travel time atlas for the Atlantic Ocean is in preparation. The Caribbean Sea is also included in this Atlas, as it is more or less a part of the Atlantic Basin.