1997～1998年热带太平洋海面变化

1 引言 在1997～1998年度发生的厄尔尼诺现象是有记录以来最强的一次,整个地球几乎都受到它的巨大影响,其中比较直接的影响有:印度尼西亚和巴西北部发生特大旱灾,秘鲁的洪水灾害,印度尼西亚不断发生的森林大火,巴西亚马逊河流域的原始森林的生态平衡遭到严重破坏.     

用TOPEX/POSEIDON高度计数据研究南极绕极流流域海面高度的低频变化

采用TOPEX/POSEIDON(T/P)卫星高度计 1 993年 1月— 2 0 0 0年 1 2月海面高度数据 ,研究包含了整个南极绕极流流系 (40°— 6 0°S)的海面高度低频变化。首先采用EOF分解方法获取南大洋时空分布的主要模态 ,前 3个EOF模态分别占总方差的 2 4 .8%、1 3 .8%和 1 0 .7%。然后采用EMD方法分别分析了各个EOF模态的时间系数曲线的组成成分 ,对南极绕极流海域的各种时间尺度变化给出了清晰的描述 ,对于不同尺度变化所占的比例得到了定量的结果。研究结果表明 ,EOF的各个模态不仅在形态上存在差异 ,而且具有相互独立的物理背景。EOF的第一模态主要体现了以太阳辐射冬夏差异形成的年周期变化 ,另一个显著的特征就是南极绕极流从 1 993— 2 0 0 0年海面的整体上升趋势。EOF的第二模态体现了陆地地形对南极绕极流的约束作用 ,同时也显示了ENSO过程对南极绕极流 ,特别是对南太平洋的海面高度变化的影响。EOF的第三模态则体现了南极绕极流对南大洋表面风场东西方向不均匀变化的响应。同时 ,本文的研究也证明了EOF与EMD方法联合使用对揭示大范围时空变化有重要的实际意义     

五号桩海区悬移质输运量的计算

It’s very important to study the transportation of suspended matter for the coats engineering. We have to understand the quantity and direction of the movement of suspended matter for studying the change of coast and deposit of sediment on the sea bed. For this porpose we have measured the currents and the quantity of suspended matter near the section B in different seasons since 1983.According to data and calculation, we’ve got the following conclusions: 1) The quantity of suspended matter transported by tidal current through the section B is about 19.6 million tons each year, but the transportation, quantity is the same in both direction of flood tide and ebb tide. 2) The quantity of suspended matter removed by residual current is about 8.57 million tons each year, the direction of tran.spotation points to north‘west. 3) The transportation quantity of suspended matter due to the winddriven current in. storm weather is about 0.95 million, tons each year,the direction of transportation points to south.     

白令海峡海域夏季温、盐分布及变化

根据 2 0 0 3年中国第二次北极科学考察资料 ,并结合历史现场调查资料和同期的海冰分布 ,分析了白令海峡及其周围海域的水体结构及变化情况 ,得到如下结论 :( 1 ) 2 0 0 3年夏季白令海峡区域层结构季节内变化显著 ,东西部呈两层结构 ,而中部上下水体均匀一致 ,( 2 )白令海峡邻近海域温盐结构是东部高温低盐 ,西部低温高盐 ,西部存在明显上升流特征 ;( 3)白令海峡的水交换以北太平洋水通过白令海峡进入北冰洋为主 ,而温度、盐度的分布也与北向的输运是匹配的。     

火山活动对北半球平流层气候异常变化的影响

文中利用逐次滤波法滤除北半球平流层70 hPa约15~22 km高空大气温度异常变化中太阳活动的影响之后,进一步分析了火山活动的气候效应,分析结果表明,火山活动能引起平流层较大幅度增温,对于北半球70hPa高空气候异常变化的影响超过了总方差的30%;火山活动影响最显著的高度是平流层70 hPa约15~22 km高空,由此高度向上或向下,火山活动的影响都逐渐减小;火山活动引起平流层大气升温的同时还将引起对流层大气降温,其分界线大致位于对流层顶300 hPa附近;强火山爆发如皮纳图博火山爆发、阿贡火山爆发和堪察加北楮缅奴等火山爆发是引起未来两年左右平流层中下层温度异常变化最重要的因素,其方差贡献率超过百分之五十三！;火山喷发高度越高,引起平流层增温效应的层次也越高;北半球大气温度异常变化对南半球火山活动响应的滞后时间比北半球火山活动长. 平流层高空气候异常变化还具有显著的22年变化周期,分析认为是大气温度场对太阳磁场磁性周期22年异常变化的响应,其方差贡献率超过9%.     

太平洋海温场的变化与地球自转速度的关系

本文通过交叉谱分析揭示了地球自转存在１５２个月,１２个月和６个月的显著周期。赤道东太平洋ＳＳＴＡ存在３８个月,２１４个月,５１个月和３个月的显著周期,并且二者在３８个月和１５２个月的周期上关系密切。落后时间长度谱显示,对于３８个月和１５２个月的周期,海温的变化能影响地球自转的速率;而对于２１４个月的周期,地球自转的变化能影响海温场的变化,但此为次要因素。     

An improved dual-polarized ratio algorithm for sea ice concentration retrieval from passive microwave satellite data and inter-comparison with ASI,ABA and NT2

The dual-polarized ratio algorithm(DPR)for the retrieval of Arctic sea ice concentration from Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS(AMSR-E)data was improved using a contrast ratio(CR)parameter.In contrast to three other algorithms(Artist Sea Ice algorithm,ASI;NASA-Team 2 algorithm,NT2;and AMSR-E Bootstrap algorithm,ABA),this algorithm does not use a series of tie-points or a priori values of brightness temperature of sea-ice constituents,such as open water and 100% sea ice.Instead,it is based on a ratio(a)of horizontally and vertically polarized sea ice emissivity at 36.5 GHz,which can be automatically determined by the CR.aexhibited a clear seasonal cycle:changing slowly during winter,rapidly at other times,and reaching a minimum during summer.The DPR was improved using a seasonala.The systematic diff erences in the Arctic sea ice area over the complete AMSR-E period(2002–2011)were-0.8% ±2.0% between the improved DPR and ASI;-1.3%±1.7% between the improved DPR and ABA;and-0.7% ±1.9% between the improved DPR and NT2.The improved DPR and ASI(or ABA)had small seasonal diff erences.The seasonal diff erences between the improved DPR and NT2 decreased,except in summer.The improved DPR identified extremely low ice concentration regions in the Pacific sector of the central Arctic(north of 83°N)around August 12,2010,which was confirmed by the Chinese National Arctic Research Expedition.A series of high-resolution MODIS images(250 m×250 m)of the Beaufort Sea during summer were used to assess the four algorithms.According to mean bias and standard deviations,the improved DPR algorithm performed equally well with the other three sea ice concentration algorithms.The improved DPR can provide reasonable sea ice concentration data,especially during summer.     

雪热传导系数与穿过海冰的热通量研究

雪热传导系数是海冰质量平衡过程中的重要物理参数，决定了穿透海冰的热传导通量。北冰洋海冰质量平衡浮标观测获得多年冰上冬季温度链剖面可以明显地区分冰雪界面。本文考虑到冰雪界面处温度随时间变化，再根据冰雪界面热传导通量连续假定，提出了新的雪热传导系数计算方法。受不同环境因素影响，多年冰上各个浮标的雪热传导系数在0.23~0.41 W/（m·K）之间，均值为（0.32±0.08） W/（m·K）。北冰洋多年冰上冬季穿过海冰的热传导通量最大发生在11月至翌年3月，约14~16 W/m2。结冰季节，来自海冰自身降温的热量对穿过海冰向大气传输的热量贡献逐月减少，从9月100%减小到12月的35%，翌年的1月至3月稳定在10%左右。夏季，短波辐射通能量通过热传导自上而下加热海冰，海冰上层温度高于下层，热量传播方向与冬季反向，往海冰内部传递。直到9月短波辐射完全消失，气温下降，热量再次转变为自下往上传递。从冰底热传导来看，夏季出现海冰向冰水界面传递热量现象。由于雪较好的绝热性，冰上覆雪极大地削弱了海冰上层热传导通量，从而减缓了秋冬季节的结冰速度。尽管受雪厚影响，多年冰上层热传导通量与气温依旧具有很好的线性关系，气温每降低1℃，热传导通量增加约0.59 W/m2。     

格陵兰海海冰外缘线变化特征分析

格陵兰海作为北冰洋的边缘海之一,容纳了北极输出的海冰,其海冰外缘线的变化既受北极海冰输出量的影响,也受局地海冰融化和冻结过程的影响。利用2003年1月到2011年6月AMSR-E卫星亮温数据反演的海冰密集度产品,对格陵兰海海冰外缘线的变化特征进行了分析。结果表明,格陵兰海海冰外缘线不仅存在一年的变化周期,还存在比较显著的半年变化周期,与海冰在春秋两季向岸收缩有关。格陵兰海冬季的海冰外缘线极大值呈逐年下降的趋势,体现了北极增暖导致的冬季海冰范围减小;而夏季海冰外缘线离岸距离的极小值呈上升趋势,表明夏季来自北冰洋的海冰输出量增大。2003—2004年是格陵兰海夏季海冰融化最严重的2年。2007年北冰洋夏季海冰覆盖范围达到历史最小;而格陵兰海夏季的最小海冰范围最大,表明2007年北冰洋海冰的输出量大于其他年份。此外,夏季格陵兰岛冰雪融化形成的地表径流对海冰外缘线有一定的影响。对海冰外缘线影响最大的不是格陵兰海的局地风场,而是弗拉姆海峡(Fram Strait)区域的经向风,它直接驱动了北冰洋海冰向格陵兰海的输运,进而对格陵兰海海冰外缘线的分布产生滞后的影响。     

火山活动的周期性及其在若干气候要素中的反映

根据六百多年全球VEI 5级以上火山活动资料分析和谱分析以及与北半球地面气温、西太平洋高压SLP、北大西洋高压SLP和北大西洋西风漂流区SSTA对比分析得知:(1)全球强火山活动存在显著的88年左右和100年左右世纪尺度周期循环,二者对于VEI(i)原序列方差贡献率达到21.64%.还存在33年左右年代际尺度周期循环以...