2008年夏季风期间西沙海域海-气通量交换及热量收支

2008年4—10月在中国南海西沙永兴岛近海进行了第4次海-气通量观测试验,获得了整个夏季风期间近海面层湍流脉动量及辐射、表层水温、波浪及距水面3.5、7.0、10.5m高度温、湿、风梯度观测资料,根据涡动相关法和COARE3.0法计算结果研究了2008年南海西南季风爆发、发展、中断、衰退包括暴雨、台风、冷空气影响等天气过程中海-气通量交换和热量收支变化。结果表明:(1)季风爆发前的晴天太阳总辐射强,而海洋失热量较小,热量净收支为较大正值,海面温度迅速升高。季风爆发期太阳总辐射仍然较强,大气长波辐射也有所增强,而海面长波辐射变化很小,故海面净辐射收支仍为正值;(2)季风活跃期特别是降水阶段感热通量增大,季风中断阶段变小;季风活跃期虽然潜热通量增大,由于太阳短波辐射没有减少,海洋净热量收支稍有盈余;中断阶段潜热通量、感热通量减少,海洋吸热大于季风活跃期;降水阶段由于太阳短波辐射减小,感热通量增大,海洋热量收支出现较大负值,海面温度很快降低。季风衰退期风力减弱,湿度减小,潜热通量减小,海洋热量收入又出现较大正值,海面温度回升;(3)台风影响过程中潜热通量随着风速增强迅速增大;感热通量因降水情况不同而有差异,晴天时减小,大雨时剧烈增大;由于太阳短波辐射减少、潜热通量剧增,海洋热量净收支出现负值,促使海面温度迅速降低;(4)动量通量主要与海表面风速有关;动量通量τ与风速V的关系可以表示为τ=0.00171v~2-0.003809v+0.02213。     

埃尔尼诺循环的反馈机制探讨

本文利用2°×2°格点综合海-气资料(COADS),计算了赤道太平洋(11°S～11°N,120°E～90°W)1950～1987年历次El Niño和La Niña期间平均温度、气压、纬向风、比湿、云及热量收支各分量的差异,得出:El Niño而比La Niña期间,赤道太平洋洋面水平气压梯度小,东风弱,赤道中太平洋到秘鲁的西海面感热和潜热交换强,空气中水汽和云量多,有效长波辐射和射入太阳辐射少,洋西净获得(损失)热量少.最后概括了El Niño循环的两种正反馈和负反馈机制.     

华北区年高温日数区域平均方法及趋势分析

利用华北地区33个代表站1961—2002年间的年高温日数序列,采用均生函数和最优子集回归法,设计出具有较强拟合能力和未来趋势预测的数理统计模型。该模型能较好地拟合历史实况,其信度达到了99%;也使用该模型做出华北地区2003—2005年3年的高温日数趋势预测,对2003年和2004年做出的趋势预测效果较好。     

南海季风爆发前后辐射特征分析

利用“2000年南海海气通观测”项目现场观测的辐射资料分析了南海季风爆发前后南海太阳总辐射，海面反射辐射，大气长波辐射，海面长波辐射，净余辐射的日变化和逐日变化规律的实际事实，结果表明，季风爆发前后，云系增多云层增厚，对太阳总辐射，海面反射辐射，海洋和大气长波辐射均有显著的影响，季风爆发期间产生的大浪对海面反射辐射，洋面反射率影响很大，可导致两者的强度急剧增加。     

多步预测的小波神经网络预报模型

采用小波分析与人工神经网络相结合的方法，进行了一种新的非线性长期预报模 型研究。结果表明，所构造的小波神经网络多步预测模型对历史样本具有很好的拟合效果， 独立样本的预报效果也令人满意。并且，该预报模型具有误差收敛快，预报时效长以及建 模所需阶数低等显著优点，具有很好的研究前景。     

1998年南海季风试验期间海 气通量的估算

根据1998年南海季风试验西沙海面铁塔梯度观测资料，利用总体（Bulk）系数法和多层结通量廓线法对西沙海面的海-气通量进行了估算，得出两种方法估算的潜热通量、感热通量基本一致。总体系数法估算的潜热通量比多层结通量廓线法略大1～3 W·m-2，感热通量小0～1.5 W·m-2。一般而言，季风爆发期间潜热输送逐渐增加；季风爆发前期夜间潜热通量比季风爆发后期大；季风爆发后期，白天潜热通量明显大于爆发初期和中期。感热通量季风爆发前海面向大气输送，爆发后期大气向海面输送。动量通量和摩擦速度随风速增加。     

热带西太平洋耦合海气系统物理量特征分析

本文利用中美“热带海洋和全球大气”（ＴＯＧＡ）科学合作第７航次（１９８９年１０月１６日～１２月４日）、第８航次（１９９０年６月１日～７月１６日）的海上船舶观测资料，对影响季和年际时间尺度全球平均大气环流演变的下垫面重要物理量变化，如海表水温（ＳＳＴ）、表面风场、表面通量和海表净热量收支等进行了分析和计算。这些现象学的图型或诊断分析，对改进区域气候特征认识，扩大对海气相互作用机理了解，提高修正表面通量参数化方案及改善区域或全球气候数据模式都是十分有益的。     

热带太平洋和印度洋热源对大气影响的季节变化特征

本文利用1970—1979年COADS2°×2°格点月平均资料,计算了30°S—30°N热带太平洋和印度洋洋面上的有效长波辐射、感热和潜热通量以及它们的季节变化和年变化。结果指出:在冬季半球热带海洋外侧有大量的长波辐射、感热和潜热向大气输送,输送通量的季节变化大;热带太平洋地区西北部热通量的季节变化最大,赤道洋面地区热通量的年变化最小,潜热是洋面上热量输送的最大项,季节变化也最大;感热的输送量虽不及有效长波辐射,但其季节变化与有效长波辐射的变化相当;赤道地区是有效长波辐射和潜热通量的低值区,暖池地区是有效长波辐射的低值中心,靠近秘鲁海域的东南赤道太平洋是感热通量的负值区;热带太平洋西北部和阿拉伯海、孟加拉湾地区的热通量及年、季变化与亚洲季风有密切的关系,同时对我国和南亚地区的气候有重要的影响。      

南海夏季风爆发前后西沙海区辐射平衡分量变化特征

利用2000年和2002年《南海海气通量观测》外场试验获得的辐射资料及同期西沙气象站常规观测资料，分析了南海夏季风爆发前及爆发后各个阶段辐射平衡分量的变化特征。研究结果表明，南海夏季风爆发前、后辐射平衡各分量均出现突变现象。爆发前太阳总辐射与净长波辐射日平均强度最大，爆发期最小，中断期次之，活跃期又次之；而正午前后海面反照率趋势相反，爆发前最小，爆发期最大，中断期接近爆发前的值，活跃期则与爆发期接近。进一步对比分析表明，南海夏季风爆发前、后辐射平衡分量的变化是由于南海夏季风爆发对应的大尺度环流调整产生的不同天气过程造成的。爆发前，天气晴朗少云，无降水，海洋得到的净辐射收入最多；相反，爆发期，降水云系增多，导致太阳总辐射急剧减少，海洋得到的净辐射收入最少；中断期，天气有转好趋势，但晴好状况弱于爆发前，故净辐射收入也略低于爆发前；活跃期虽为西南风过程，但局地降水减少，因而净辐射收入减少程度弱于爆发期。     

综合海洋-大气资料集(COADS)介绍

八十年代以来,气候变化及其预测的研究引起了越来越多的气象学家的兴趣和重视。要研究气候变化及其预测,必须首先了解全球气候因子中较活跃的部分其变化是缓慢的还是突变的?如果有明显的“气候信号”的话,它们首先发生在全球范围的什么地方?