我国大陆地区和近海海域能量收支分布及其季节变化的数值模拟研究

应用美国宇航局Goddard地球观测系统四维资料同化系统、计算了我国大陆地区和近海海域1998年各月月平均能量收支各项和10m气温、比湿及风矢量的地理分布特征. 模式计算结果表明,地表短波净辐射最强出现在夏季(7月)新疆和西藏中部地区,高值中心区可达275W/m2,在黄海东海海域春季(4月)最大,其值为250W/m2左右. 地表长波净辐射最强出现在夏季(7月)我国西北地区,中心区值为125W/m2,我国近海海域在冬季(1月)最强,其值为75-100W/m2. 我国近海海面,冬季(1月)潜热通量值高于一般月份,中心区值可达250W/m2,夏季我国大陆西南、华北和东北一带为潜热通量高值区,其值为125W/m2. 月平均能量收支计算结果显示,在黄海、东海海域冬季(1月)净通量为海洋向大气输送,夏季(7月)则反之,新疆和西藏高原中部夏季为净通量正值区. 综合温度、湿度和风矢量场分布发现,夏季从南海向华东地区,孟加拉湾向印度次大陆有明显的水汽平流输送,西藏西南部也有来自西南方向的水汽输送.     

夏季台湾海峡海流计算Ⅱ.三维半诊断及预报模式计算

本文在σ坐标下建立了一个半诊断计算及预报计算的数值模式,应用于台湾海峡夏季时三维海流计算.计算结果表明,当t=2.5d时,密度场和速度场得到调整,即得到半诊断解,当t=40d以后,解已达到准稳定态;半诊断及预报计算的结果在定性上是与诊断计算结果一致.但它们在定量上有些变化,如表层台湾岛西岸附近的最大水平流速,在t=0时(诊断)为59.1cm/s,t=2.5d时(半诊断)为62.1cm/s,t=300d时(预报)为62.0cm/s.此外,在半诊断及预报计算中,上升流也主要发生在福建近岸等,但流速加强,范围也有所扩大.     

2002年4～5月琉球群岛两侧海流的研究

基于日本气象厅“长风丸”调查船在2002年4～5月航次期间的CTD资料,结合卫星风场资料,采用改进逆方法计算了琉球群岛两侧海域各断面的流速和流量分布,并分析卫星跟踪浮标资料和同期的卫星高度计资料,得出下面一些主要结论:(1)黑潮流速在PN断面上只有一个流核.通过断面PN的净东北向流量约为34.7×106m3/s,此流量包括台湾暖流、东海黑潮和黑潮以东的反气旋涡的流量.(2)黑潮流速在断面TK上有两个流核,通过断面TK净东向的流量为25.6×106m3/s,黑潮通过海峡后流向断面ASUKA.(3)冲绳岛东南海区琉球海流的流量约为8.8×106m3/s,并流向断面AM.(4)奄美大岛以东的北向海流的流量为12.7×106m3/s,并流向断面ASUKA.在断面ASUKA东南部出现一个中尺度反气旋涡,直径约240 km,其流量约为28.5×106m3/s.(5)四国以南黑潮第一层水体基本来源于通过吐噶喇海峡的黑潮,第二、三层水体来自吐噶喇海峡和奄美大岛以东海域的流量大致相当,而第四层的流量则主要来自于奄美大岛以东海域.(6)浮标资料显示,奄美大岛以东的海流部分来自于断面AM以东海区,并通过断面ASUKA.     

1993和1994年东海黑潮的变异

基于“长风丸”1993～1994年共8个航次的水文调查资料,采用改进逆方法计算了东海黑潮的流速、流量和热通量.计算结果表明:(1)PN断面黑潮流速在秋季时均呈双核结构;而在其他季节,有时为单核,有时为双核;黑潮主核心皆位于坡折处.黑潮以东及黑潮以下都存在南向逆流.(2)TK断面较复杂,可出现单、双或三核结构.在吐噶喇海峡中部、北部出现流核的机率较高.海峡南端及海峡深处都存在西向逆流,而且海峡南端的逆流在秋季较强.(3)在A断面,对马暖流核心位于陆坡上,但有时偏西或偏东.Vmax值的变动范围为26～46cm/s.黄海暖流位于其西侧,流速则相对减小.(4)东海黑潮流量在这两年中,在春季均出现最小值,在夏季出现最大或较大值.黑潮流量,以PN断面为例,每年四季平均流量值1994年与1993年几乎相同,但略小于1992年的平均流量值.8个航次中通过PN、TK断面的平均净流量分别为27.1×106和25.0×106m3/s.(5)8个航次中,通过PN、TK断面的热通量的平均值分别为1.99×1015和1.78×1015W.(6)在计算海域秋季和冬季均是由海洋向大气放热;夏季则均从大气吸热;春季则不确定.海面上热交换率在冬季最大,而春、夏季较小.     

1992年东海黑潮的变异

基于1992年4个航次的水文调查资料,运用改进逆方法计算了东海黑潮的流速、流量和热通量．计算结果表明：（1）PN断面黑潮在春季和秋季都有两个流核,冬季和夏季则只有一个流核．主核心皆位于坡折处．Vmax值春季最大,冬季和夏季次之,而秋季最小．黑潮以东及以下都存在逆流．（2）TK断面黑潮在冬季为两核,春、夏季为3核．海峡南端及海峡深处存在西向逆流．（3）通过A断面的对马暖流Vmax值在秋季最大,冬季最小．黄海暖流位于其西侧,相对较弱．（4）通过PN断面净北向流量夏季最大,秋季最小,而冬、春季介于上述二者之间,1992年四季平均值为28．0×106m3/s;TK断面的净东向流量也是在夏季最大;A断面净北向流量则在秋季最大．（5）PN断面4个航次的平均热通量为2．03×1015W．TK断面3个航次的平均热通量为2．00×1015W．（6）在计算海区,冬、春和秋季都是由海洋向大气放热;夏季则从大气吸热．冬季海面上热交换率最大,而夏季热交换率最小．关键词##4东海;;黑潮;;季节变化     

2010年7月至2015年5月黑潮对邻近中国海的影响和琉球海流在中国研究的进展

黑潮对邻近中国海的影响和琉球海流研究在物理海洋学是一个很重要的、有趣的课题。为了深入地阐明由中国科学家自2010年7月至2015年5月期间所作研究的进展,本文在以下三个方面进行评述。第一方面是关于黑潮入侵南海以及在吕宋海峡周围的环流,分为以下二个很重要论题做阐述:黑潮入侵的季节和年际变化以及黑潮入侵的机制;黑潮对吕宋海峡海流和南海北部环流的影响。第二方面是关于黑潮及其对东海相互作用的变化,分为以下四个有趣的论题来阐述:东海黑潮研究的评述;黑潮入侵东海,水交换以及动力因子;由于黑潮作用营养物质通量在下游增加;从卫星遥感的应用对黑潮入侵东海对陆地物质通量的影响。第三方面,琉球海流与东海黑潮相互作用也被讨论。最后本文主要点作了总结,对今后进一步需要研究也被讨论。     

Current measurements and spectral analyses in the upper 450 m and deep layers of the northeastern South China Sea

On the basis of the current measurements from the moored Long Ranger ADCP in the upper 450 m layer and the deep current measurements at 2000 and 2300 m from the moored cur-rent meters with the time series data of about 7 months at the mooring station in the northeastern South China Sea, the spectral analyses and calculation have been made. The major results are as follows: (ⅰ) From the progressive vector diagrams of the observed daily currents at the water lev-els from 50 m to 400 m, its temporal variation of velocity rotated counterclockwise in most of the observing time. This agrees basically with the result from the qualitative analysis of the sea surface height data, which was obtained from TOPEX/ERS-2 altimeter data by CCAR. The daily and monthly average velocities are both the largest in November, next in October and minimum in Au-gust. (ⅱ) At the 2000 and 2300 m levels, the daily and monthly average velocities are both the largest in January, next in September and minimum in August. From the seasonal change of cur-rents, the current velocity is the strongest in winter (January-March), next in autumn, and weak in summer. (ⅲ) There exists the variation of tidal current with the change of depth. In the upper layer, the height of diurnal peak is higher than that of semidiurnal peak. However, the semidiurnal peak is higher than the diurnal peak at the levels from 200 m to 400 m. In the layers above 450 m the clockwise component is dominant in their fluctuations. In the layers below 1500 m the diurnal peak is again higher than the semidiurnal peak. (ⅳ) There is the prominent periodic fluctuation of more than two months in the layer from 50 m to 2300 m. The period of this prominent peak is 75 d and its fluctuation is counterclockwise in the upper 450 m layers, and is 68 d and 69 d at the depths of 2000 and 2300 m, respectively, and the counterclockwise component is dominant in their fluctua-tions. (ⅴ) There are the variations of periods fluctuating with the change of depth in the upper 450 m layers. For example, when f＞0, there are the prominent fluctuations of about 22 d and 15 d pe-riods at the 50 and 100 m levels. However, there are no such periods at the layer from 200 m to 400 m, where only the fluctuation of about 13 d period occurs. (ⅵ) There are the fluctuations with periods of more than one month, 23 d and 15 d at the 2000 m and 2300 m levels. (ⅶ) In the layer from 50 m to 2300 m there are the following prominent peaks: ⅰ) the fluctuation in the period range of about 4-8 d, which occurs in the weather process; ⅱ) the fluctuation with inertial period, the fluctuation is clockwise; and ⅲ) the fluctuations with short periods of about 8 h and 6 h. (ⅷ) From the cross spectral estimates between two time series, it is shown that there are significant coherence peaks with the periods of more than two months (T = 68.3 d) and more than one month between the two time series of currents at 2000 m and 2300 m depths, and also those with periods of about half a month (15.5 d), 2 d and so on between two time series of currents at 100 m and 2300 m depths.     

全球实时海洋观测网(Argo)与上层海洋结构、变异及预测研究

围绕国家重点基础研究发展计划项目“基于全球实时海洋观测计划(Argo)的上层海洋结构、变异及预测研究”,首先介绍Argo这一新型全球海洋观测网给海洋和大气科学带来的发展机遇以及我们面临的挑战,接着阐述项目重点研究区域西北太平洋和热带印度洋—太平洋的国内外进展,最后给出了项目的关键科学问题和主要研究内容。     

中国东部海域1999年5月和6月风、温、湿和能量收支月平均状态数值模拟研究

应用美国宇航局 (NASA)Goddard空间飞行中心 (GSFC)的地球观测系统(GEOS)资料四维同化系统 (DAS)模拟了 1 999年 5月和 6月中国东部海域月平均风速、温度和湿度场以及能量收支各项 .根据模拟计算结果分析了我国东部海域温度、湿度以及风矢量的月平均分布状态 .分析结果表明 ,黄海、东海海域近海面大气层于5月和 6月无论白天和夜间都有来自南方海域的暖湿空气的平流输送 .6月的平流输送比 5月更强 .能量收支的计算结果显示 ,5月和 6月白天海面净通量是从海面向海洋深处输送 ,夜间海面净通量是从海洋向大气输送     

夏季台湾海峡海流的计算Ⅰ.三维诊断计算

在σ坐标下建立了一个三维非线性诊断模式,并用于台湾海峡夏季海流的计算.计算结果表明,夏季通过台湾海峡北上的流量为0.83×106m3/s,其中在海峡南边界上,通过东西两半边界的流量分别为0.58×106m3/s与0.25×106m3/s;海峡内水平速度分布东侧最大,西次侧之;上升流普遍发生在福建沿岸;夏季台湾海峡的海流特性,主要是密度流,风海流是其次的.