渤海西部海平面资料均一性订正及变化特征

海平面资料的质量直接影响到海洋与气候分析的准确性,同时也影响了海洋与气候变化监测、检测和预测工作的业 务质量和研究水平的提高。以渤海西部资料序列变动明显的塘沽站（纳入全球海平面观测系统）、建站较短的京唐港和曹妃 甸站为例,从长期趋势、年际和年代际周期波动、季节海平面变化以及与邻近站比较等方面详细介绍了资料序列发生突变的 时间段诊断、变化原因、变动幅度以及订正方式。使用订正完的海平面月均及年均长期资料序列分析了海平面变化的长期趋 势、周期性波动、季节变化特征等,结果能很好地反映出局地区域的海平面变化特征,同时对于研究中国沿海以及西太的海 平面变化及气候变化有着重要的意义。     

利用伴随法优化非线性潮汐模型的开边界条件Ⅰ．伴随方程的建立及“孪生"数值试验

本研究采用基于最优控制理论的伴随法,把观测资料同化到陆架海域潮汐数值模型中去,优化开边界条件,提高数值预报的精度．潮汐模型的控制方程为考虑平流项、非线性底摩擦和侧向涡动粘性项的非线性浅水方程组;采用Lagrange乘子法建立了伴随模型．研究分两部分：第一部分即本文,建立非线性浅水方程模型的伴随方程、给出目标函数的梯度,并实现“孪生”数值试验;第二部分另文给出．     

关于工程潮位计算的若干问题

１　引言工程潮位是指在近海或沿岸工程设计中需要考虑的潮位数据。这些潮位数据通常可分为二类：一类是正常条件下的潮位;另一类是极值条件下的潮位。所谓正常条件,就是指在正常气候状况下对应不同天文条件的平均潮位;极值条件则是在极端气象条件或特定天文条件下出现的极值高、低潮位。本文就工程潮位的一些常用计算方法作一综述,对在实际应用中可能产生的误差作了评估,并提出了尽可能减少误差的途径和建议。２　关于平均海面平均海面是一定时期内海面的平均值,例如：日平均海面、月平均海面、年平均海面和多年平均海面等。通常平均…     

黄海温度锋及断面水温分布数值预报试验硏究

自Simpson和Hunter(1974)在对夏季爱尔兰海的研究中提出潮混合控制潮汐锋的概念以来,人们相继在许多强潮浅水区发现了潮汐锋现象,并做了大量的研究工作,对锋区的流场结构等特征,以及潮汐锋对周围环境的影响等有了更多的了解。在我国,赵保仁(1985)首先提出黄海存在潮汐锋现象,认为冷水团的温度锋可看作是底层的潮汐锋,并可利用近最大潮流流速计算层化参量来确定黄海潮汐锋(从而亦即温度锋)的位置,而且还可以根据已有调查资料和卫星图片揭示它的一些变化规律。他与合作者的一系列研究工作表明:黄海的潮混合及潮汐锋现象对黄海的温盐和水团分布、层化现象、强温跃层的分布变化、黄海的水平和垂直环流有重要影响和直接关系,进而可以推测黄海的潮混合及潮汐锋现象对黄海的物质输运、生态环境等有着重要的影响,因此研究黄海潮混合形成的温度锋和断面温度分布的数值预报方法是非常有必要的。 以往关于潮汐锋的数值研究大多数是诊断模式,用于求解潮汐锋形成以后锋区的环流结构等,而用数值方法模拟潮汐锋的形成和演化的工作却很少。在国外,只有王东平等(Wang et al.,1990)用二维模型,对垂直涡动扩散和粘性系数采用Munk-Anderson格式与湍流封闭格式嵌套的方法以反映边界层的作用,利用实测的大气强迫力和数值计算的潮流模拟了英国Celtic海的潮汐锋和海洋层化的变化问题,尚未涉及潮汐锋的形成过程。在国内,Bi和Zhao(1993)用一个二维数值模式对黄海34°N的潮汐锋进行了模拟,较好地模拟了从4月到8月潮汐锋的形成和演化过程。在此基础上,我们将进一步利用潮流分布及海面的热量和动量输入条件,以垂直均匀状态为初始条件,模拟黄海各主要断面的温度分布、温度锋和温跃层在增温期的形成和演化过程。     

西沙周边海域海平面异常变化特征及成因分析

Based on the analysis of wind,ocean currents,sea surface temperature(SST) and remote sensing satellite altimeter data,the characteristics and possible causes of sea level anomalies in the Xisha sea area are investigated.The main results are shown as follows:(1) Since 1993,the sea level in the Xisha sea area was obviously higher than normal in 1998,2001,2008,2010 and 2013.Especially,the sea level in 1998 and 2010 was abnormally high,and the sea level in 2010 was 13.2 cm higher than the muti-year mean,which was the highest in the history.In 2010,the sea level in the Xisha sea area had risen 43 cm from June to August,with the strength twice the annual variation range.(2) The sea level in the Xisha sea area was not only affected by the tidal force of the celestial bodies,but also closely related to the quasi 2 a periodic oscillation of tropical western Pacific monsoon and ENSO events.(3)There was a significant negative correlation between sea level in the Xisha sea area and ENSO events.The high sea level anomaly all happened during the developing phase of La Ni?a.They also show significant negative correlations with Ni?o 4 and Ni?o 3.4 indices,and the lag correlation coefficients for 2 months and 3 months are–0.46 and –0.45,respectively.(4) During the early La Ni?a event form June to November in 2010,the anomalous wind field was cyclonic.A strong clockwise vortex was formed for the current in 25 m layer in the Xisha sea area,and the velocity of the current is close to the speed of the Kuroshio near the Luzon Strait.In normal years,there is a "cool eddy".While in 2010,from July to August,the SST in the area was 2–3°C higher than that of the same period in the history.     

渤海湾水位、流场的一个数值预报模式

本文利用普林斯顿海洋模式(POM),建立了渤、黄海风增水预报模式和渤海湾水位海流预报模式;利用正交曲线网格提高重点区域的分辨率;采用美国海洋大气局(NOAA)全球预报风场和气压场作为模式表面强迫场,将计算域边界上的天文潮预报值与风增水模式预报的余水位相叠加构建模式的边界条件,在正压条件下,模拟了渤海湾2002年的水位流场过程。结果表明,模式能够较好地再现计算域内天文潮和综合水位的预报,域内10个潮位站模式与实测分析的m1和M2分潮的振幅与迟角差均不超过5.1cm和6.3°,15个潮流站模式与实测分析的m1和M2分潮流的振幅与迟角差均不超过7.5cm/s和15.8°,模式预报的水位值与塘沽站实测值非常接近,预报精度较单纯的天文潮预报有明显提高。     

黄海溶解氧垂直分布最大值的数值研究

建立了一个二维断面溶解氧的数值模式,模拟了黄海溶解氧垂直分布最大值的形成和演化过程,并对影响溶解氧垂直分布状况的3种主要过程,即垂直涡动混合、生物活动和海气界面的气体交换进行了数值试验和讨论。结果表明,在增温期,由于温跃层的形成和存在,限制了垂直方向的交换,使跃层下界附近的溶解氧得以保留,同时上层海气交换和下层有机物分解耗氧,从而在跃层附近形成最大值;由于黄海海区的跃层一般都在真光层以内,因此生物产氧可以增加跃层附近氧的含量,进而影响最大值的大小,但对是否形成最大值影响不大;上混合层中的生物产氧大都通过海气界面的气体交换进入大气。海气界面的气体交换速度可以影响上混合层的溶解氧浓度,但对溶解氧最大值影响很小。     

关于海图深度基准面计算方法的若干问题

选取了中国沿岸57个验潮站，根据《海道测量规范》中理论最低潮面的定义，用19年最低天文潮面对该规范中的计算方法作了检验和分析。结果表明：在不考虑浅水改正时，两者基本相同；该规范中关于浅水改正的计算方法不能充分组合出最低潮位，造成浅水区计算的理论最低潮面偏高。指出了使用《海道测量规范》中所列计算公式时需要注意的几个问题。     

ERA-Interim 再分析数据在中国沿海的质量评估

本文采用1979~2012年的中国沿海台站观测数据对ERA-Interim(简称"ERA-I")的气温、气压和海温数据进行质量评估。结果表明:(1)从常年平均来看,ERA-I气温、气压和海温多年月平均变化与观测数据吻合较好,可以反映气候态的季节变化特征。与台站观测数据相比,ERA-I气温平均偏高0.19℃,气压平均偏低0.17 h Pa,海温平均偏高0.70℃。(2)从年际变化情况来看,ERA-I和台站观测的气温、气压和海温变化趋势一致,气温和海温呈上升趋势,气压呈下降趋势。但在海南岛附近使用ERA-I气温做年际变化分析和在东海台湾海峡至北部湾沿岸使用ERA-I海温做年际变化趋势分析时要谨慎。(3)从月均变化分析来看,ERA-I月均气温、气压和海温数据与台站实测数据具有很好的一致性。从误差空间分布来看,ERA-I气温在黄海沿岸平均误差最小,ERA-I气压在渤海沿岸平均误差最小,ERA-I海温在南海沿岸平均误差最小。需要特别指出的是,ERA-I月均海温在渤海和台湾海峡附近沿岸平均误差较大(部分站均方根误差超过2.5℃),在上述区域使用ERA-I海温数据时应考虑其产品偏差。     

中国沿海海平面上升风险区划方法研究

气候变化引起的海平面上升将给沿海地区社会经济发展和生态环境带来严重的影响。中国沿海地区地势低平极易受到海平面上升的直接影响,本文研究提出了一套适用于中国沿海地区海平面上升风险区划的方法,评估中国地区海平面上升的风险,分别按照省级评估单元和市级评估单元区划中国沿海地区的海平面上升风险,并提出风险管理的建议。