1997—1998年El-Ni?o至La-Nia期间东海黑潮的变异

基于日本“长风号”调查船在1997与1998年10个航次的CTD资料，采用改进逆方法及改进动力计算方法对东海黑潮的流速、流量进行计算. 1997年5月出现了El-Ni?o现象，东海黑潮流量在1997年夏季减少，1997年东海黑潮的平均流量也减少. 在1997年1月与6—7月，即El-Ni?o现象出现前后，东海环流的流态有些不同. 在1998年4至11月黑潮在PN断面出现多流核心的结构，特别在10—11月出现3个流核心，黑潮主流核的位置秋季时东移. 1995年与1998年都是东海黑潮异常年，这些异常现象可能与冲绳岛以南出现的反气旋涡的强度变化以及从El-Ni?o现象过渡到La-Ni?a现象有关.     

1998年冬季南海环流的三维结构

利用1998年11月28日至12月27日南海的调查资料,采用三维海流诊断模式,计算了冬季南海三维海流,所得结果如下:(1)冬季南海环流系统方面:1)南海北部,在吕宋西北海域分别存在一个气旋式、反气旋式涡.2)南海中部,在越南近岸存在较强的、南向的西边界射流.其以东海域出现较强的气旋式环流.南海中部东侧海域存在一个较弱的反气旋式环流.3)南海南部,一般流速较弱.在112°E以西受反气旋式环流所控制,加里曼丹岛西北海域存在气旋性环流.由于受调查海域所限,这两个环流只部分出现.(2)上述环流系统与200 m层水平温度、密度分布对应较好.(3)南海冬季环流垂向速度分布方面:1)表层,南海北部,在吕宋西北为范围较大的上升流海区.而在东沙群岛附近海域出现了下降流.海南岛以南及东南海域也存在下降流.南海中部,越南以东海域出现范围较大的下降流,其以东为上升流海域,而在巴拉望岛西北海域又出现下降流.南海南部,基本上被上升流海域所控制.2)次表层与表层不同,例如在次表层,海南岛东南部海域出现上升流.中层和深层垂向速度分布与次表层相似.(4)关于南海垂向速度分量分布的动力原因:在表层,风应力旋度场起着主要作用;在次表层,β效应与斜压场相互作用是重要的动力因子,而风应力旋度场和β效应与正压场相互作用也有一定影响;在南海中部等区域的中层以及在南海的深层,主要受B效应与斜压场相互作用和B效应与正压场相互作用的共同作用.     

用广义随底坐标海洋模式研究南海2000年夏季环流

基于2000年8月在南海调查航次得到的水文资料,首次采用广义随底坐标形式的改进POM模式对南海夏季环流进行了数值研究.用正交曲线性水平网格覆盖观测区域,在垂向上对近表海面层次采用近似z坐标,而近底层则为随底坐标.在计算海区实际地形及假设的水平均匀而垂直层化的密度分布下,实施的两个数值计算试验表明,本模式采用的垂直坐标方案比传统的σ坐标方案优越,随底坐标模式因压力梯度项在起伏地形下产生的系统计算误差将变得十分的微小.在南海2000年夏季环流的实际计算中,首先对观测资料进行了60d的诊断计算,然后在诊断已得到的动力场结果基础上,又进行了10d左右的预报运行得到半诊断结果.从计算结果来看,它依赖于参数C_vis与C_dif的选择,特别是参数C_vis,文中取值为C_vis=C_dif=008.比较诊断与半诊断两个计算过程的结果,它们在定性上较为一致,在定量上有些差别.这是因为半诊断计算的方法对密度场作适当的动力调整,使其与地形、风场等更加匹配.在大尺度环流结构不受影响的情况下,尽可能地消除了小尺度噪声,可使计算得到的流场更为清晰.2000年8月南海计算区域环流的最大特点是多涡结构,其中有些反气旋暖涡和气旋式冷涡相间分布.在越南东南海域自表层至1000m水层稳定存在着一个显著的反气旋暖涡,其中心位置在11°51'N,112°07'E(诊断计算),水平尺度约为300km.此暖涡以东存在一个气旋式冷涡,这两个冷、暖涡是研究海区夏季环流的重要环流特征之一.在计算区域东北部夏季环流以反气旋环流系统为主;在计算区域东南部夏季环流以气旋系统为主;南海夏季环流分布,明显出现西部强化特征.     

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     

东海黑潮与琉球群岛以东海流半诊断计算

利用“长风丸”调查船在1987年9～10月期间得到的水文资料,对东海黑潮与琉球群岛以东海流进行了半诊断计算.本计算分为两个阶段,第一阶段是诊断的,第二阶段取诊断计算结果作为初始值,进行半诊断计算,即调整阶段.计算表明,当T=30～40d时,密度场与速度场等已被调整,即得到了半诊断计算的解.比较诊断与半诊断的两个计算结果,在定性上它们是基本一致的,但在定量上存在一些重要差别,例如以下几点:(1)由于诊断计算采用了平滑后的资料,两支西边界流,即黑潮及琉球群岛以东西边界流(简称“琉球海流”)的流速计算值都偏低.而通过调整后的半诊断计算,这两支西边界流的流速都加强;(2)半诊断计算密度场等已被调整到与海底地形等相适应.例如东海黑潮流速的最大值为101cm/s,出现在东海海区南部最大的地形坡度处,而诊断计算,由于资料平滑,没有得到这样的结果;(3)在琉球群岛以东海域,在最近岛屿处600m以浅水层,诊断计算结果出现了南向流,这也是由于资料平滑所致.然而,半诊断计算结果在此处出现了北向流,这与观测结果是一致的.这些计算结果都表明,当采用平滑后的资料时,应用半诊断模式计算海流,更为适宜.     

2000年东海黑潮和琉球群岛以东海流的变异 Ⅱ.冲绳岛东南海域海流及其附近中尺度涡的变异

基于日本“长风丸”调查船在2000年5个航次水文资料及同时期QuikSCAT风场资料,采用改进逆方法计算了冲绳岛东南海域海流的流速与流量等,获得了以下主要结果.(1)在琉球群岛以东海区1~2,4,7,10与11月分别为东北风,东北风,东南风,偏东风,东北风.风速在4与7月较小,1~2,10与11月较大.表层风海流只有7月时偏北向,其余月偏西方向.(2)琉球海流是琉球群岛以东一支东北向的西边界流.琉球海流结构:最大流速在5个航次中1~2,4,7,10与11月分别为40 cm/s以上,15,20,20与55 cm/s.琉球海流的核心一般位于次表层.琉球海流在5个航次中垂向方向可达1 200 m以深,在琉球海流以深存在弱的、西南向海流.(3)琉球海流的流量在1~2与11月时最大,分别为20×106与14.5×10 m3/s,而在4月时流量最小,只有3.1×106m3/s.这表明琉球海流的流量在2000年季节变化很大.(4)在5个调查航次中,琉球海流以东调查海域都存在尺度不同的、各种冷的气旋式和暖的反气旋式涡.1~2月时,计算区域中部与东部,分别存在反气旋暖涡W1,W2和气旋式冷涡C1,C2;在4月时存在一对较强的、水平尺度都较大的、暖的反气旋涡和冷的气旋式涡,在它们中间出现南向流,它们可能组成一个偶极子等.这些表明,在5个航次中,琉球群岛以东调查海域存在各种强度不等的中尺度涡,其变化都很大.(5)琉球海流的流量受其附近各种涡的影响很大,特别是涡的强度增大时,可能减少琉球海流的流量.(6)在5个调查航次中,琉球群岛以东调查海域都存在南向流,其中11月时最大,其流量大于15×106m3/s,其次在1~2月,其流量大于10×106m3/s,在4月最小,流量约为3×106m3/s.上述南向流的季节变化趋向与琉球海流的季节变化趋向基本一致.     

1994年春季东海环流的三维诊断、半诊断及预报计算

在σ坐标下建立了一包括诊断计算、半诊断计算及预报计算的数值模式,并应用于东海环流的计算。计算结果表明,当t=23d时,密度场和速度场得到调整,即得到半诊断解,当t=60d以后,解已达到准稳定态。比较诊断、半诊断及预报计算的结果,它们在定性上是一致的,但是,在定量上有些变化。例如,(1)比较诊断计算与半诊断计算的结果,经过调整后的半诊断计算结果,黑潮主流仍位于200～1000m坡折处,但流幅变窄,平均流速增大,主流更为清晰,更能反映坡折地形的影响,其次,在南边界附近的黑潮入侵陆架的黑潮分支,即黑潮主流以西的台湾暖流外侧分交的流速有所减小。关于垂向速度w,半诊断计算得到的w分布在大部分区域上升流或下降流有所增加;(2)比较半诊断计算与预报计算,在计算区域的南部及北部,无论是水平速度、垂向速度还是水位场分布都稍有变化。     

东中国海陆架环流的单层模式

对于东中国海的环流概况(参看图1),总的来说东中国海的海流是由来自黑潮及其分支、(台湾暖流、黄海暖流)和中国沿岸流两个系统所组成的.关于东中国海海流的研究,国内外已有不少学者做了工作.     

1997—1998年EI—Nino至La—Nina期间东海黑潮的变异

基于日本“长风号”调查船在1997年与1998年10个航次的CTD资料，采用改进逆方法及改进动力计算方法对东海黑潮的流速、流量进行计算。1997年5月出现了EI－Nino现象，东海黑潮流量在1997年夏季减少，1997年东海黑潮的平均流量也减少。在1997年1月与6－7月，即EI-Nino现象出现前后，东海环流的流态有些不同。在1998年4月至11月黑潮在PN断面出现多流核心的结构，特别在10－11月出现3个流核心，黑潮主流核的位置秋季时东移。1995年与1998年都是东海黑潮异常年，这些异常现象可能与冲绳岛以南出现的反气旋涡的强度变化以及从EI－Nino现象过渡到La-Nina现象有关。