COASTAL UPWELLING AND COASTAL JETS IN CONTINUOUSLY STRATIFIED SEAS

Nonlinear numerical models of continuously stratified seas are developed for vertical sections to study the mechanism of coastal upwelling and coastal jets in two kinds of seas: the so-called finite or closed sea bounded by two vertical coastal coasts, without elevation of sea surface, but with a flat bottom; and the semi-infinite sea bounded by only one vertical coast, with both an elevation of sea surface and a flat or inclined bottom. Constant wind stress in the first case, and constant wind stress or negative wind stress curl in the second case, are abruptly imposed. The key procedure for the mathematical analysis is to calculate the horizontal pressure gradient first by a special treatment. In thefirst case, the variation of horizontal components of velocity is changed with time to show threesuccessive time intervals. The results show that the width of baroclinic jets depends upon (oS)1/2, andthat distribution of isopycnic lines delineates the warm and cold regions. The relative importance of each     

THE DIVERGENCE-CONVERGENCE EFFECT OF SURFACE CURRENT AND ITS ACTION ON THE BOHAI SEA

The action of the wind field and the influence of topography can cause divergence or convergence of surface current. The existence of the divergence-convergence effect is proved and the dynamical significance of the divergent or convergent state and its link with many marine phenomena are pointed out. Divergence fields of surface current in the Bohai Sea in winter and summer are obtained by numerical modelling describing the divergence-convergence character of seasonally wind-driven current. The relation between the effect and seasonal marine phenomena is discussed. Study on the divergence-convergence effect of surface current (DCESC)can be an indirect method for testing the calculated results.     

北极加拿大海盆2003年和2008年上层海洋热含量的差异分析

主要利用2003年和2008年两次夏季北极科学考察的CTD数据处理了加拿大海盆上层海洋的热含量(这里上层海洋指的是200m以上的海洋),定量分析了热含量随深度的变化,并比较分析了这两年在夏季海冰融化期间热含量的垂向差异变化,以及影响热含量变化的因素,给出了上层海洋热含量在加拿大海盆的空间分布。2008年与2003年相比最显著的变化是在加拿大海盆开阔水域的增加,这将导致太阳辐射能进入海洋中的能量增加,同时海冰的大量融化带来了大量淡水,这些变化改变了上层海洋的温盐性质。海冰大量融化主要产生两个效应：一是上层海洋的普遍增暖,二是太平洋入流水体的下移。文中还分析了近年来在加拿大海盆中变化显著的次表层暖水现象,由于次表层暖水蕴含着不小的热含量,其在上层海洋热量平衡中的作用不容忽视。     

北极海冰快速减少期间加拿大海盆上层海洋夏季淡水含量变化

北极海冰近年来快速减少,北冰洋淡水含量也出现了急剧变化。加拿大海盆作为北冰洋淡水的主要存储区域,研究其淡水含量变化对于认识北冰洋淡水收支有重要意义。本文根据2003年、2008年中国北极考察以及2004年至2007年的加拿大考察数据进行计算,发现除2006年以外,夏季加拿大海盆淡水含量在此期间每年增加1m以上厚度。增加主要发生在冬季白令海水以上的上层海水中,而在此之下,淡水含量维持在3m左右,没有显著年际差异。在2006年,加拿大海盆西部上层淡水含量略微减少,但东部和北部海域淡水含量仍略有增加。与2003年相比,2008年加拿大海盆中心海区淡水含量增加量最高可达7m。分析表明,近年来的海冰减退对加拿大海盆上层淡水含量的增加起着重要作用,北极涛动(AO)正负相位变化也是控制其淡水含量变化的一个重要因素。而降水、径流以及白令海峡入流水的变化对加拿大海盆淡水含量变化影响较小。     

北冰洋中央密集冰区海冰对太阳短波辐射能吸收的观测研究

太阳辐射能是海冰融化的最主要能源,基于在2008年8月21～27日北极加拿大海盆中部为期8天的冰站考察中海冰光学观测数据,研究了北冰洋中央密集冰区海冰吸收的太阳辐射能.通过现场直接观测,确定了海冰透射率、反照率、吸收率及其随冰厚的变化,得出海冰对太阳短波辐射的吸收率大约为到达冰面太阳辐射的16%,大部分被冰雪表面反射.为期3天的对太阳辐射的观测表明,虽然到达北冰洋中央密集冰区的太阳辐射能并不少,但由于云和雾覆盖的时间所占的比例很大,有将近57%被大气削弱,其余的又有77%左右被冰雪表面反射回太空,海冰吸收的热量只有10.2W/m2,相当于每天融化2.6mm的冰,1m厚海冰全部融化需要380天,不足以为海冰融化提供足够的热量.因此北冰洋中央密集冰区终年被海冰覆盖,即使在北冰洋海冰面积骤减的现状下,那里的海冰密集度仍然接近100%.然而,文章的结果指出:大气中云和雾大幅度减少、积雪层融化、海冰厚度减小、融池的比例增加等因素都会大幅度增加海冰吸收的热量,未来这些过程的发生有可能导致北冰洋密集冰区的海冰快速融化.     

北冰洋中央密集冰区海冰对太阳短波辐射能吸收的观测研究

太阳辐射能是海冰融化的最主要能源,基于在2008年8月21~27日北极加拿大海盆中部为期8天的冰站考察中海冰光学观测数据,研究了北冰洋中央密集冰区海冰吸收的太阳辐射能。通过现场直接观测,确定了海冰透射率、反照率、吸收率及其随冰厚的变化,得出海冰对太阳短波辐射的吸收率大约为到达冰面太阳辐射的16%,大部分被冰雪表面反射。为期3天的对太阳辐射的观测表明,虽然到达北冰洋中央密集冰区的太阳辐射能并不少,但由于云和雾覆盖的时间所占的比例很大,有将近57%被大气削弱,其余的又有77%左右被冰雪表面反射回太空,海冰吸收的热量只有10.2 W/m²,相当于每天融化2.6 mm的冰,1 m厚海冰全部融化需要380天,不足以为海冰融化提供足够的热量。因此北冰洋中央密集冰区终年被海冰覆盖,即使在北冰洋海冰面积骤减的现状下,那里的海冰密集度仍然接近100%。然而,文章的结果指出：大气中云和雾大幅度减少、积雪层融化、海冰厚度减小、融池的比例增加等因素都会大幅度增加海冰吸收的热量,未来这些过程的发生有可能导致北冰洋密集冰区的海冰快速融化。     

北欧海的锋面分布特征及其季节变化

利用多年月平均格点数据分析了北欧海主要锋面的分布特征和季节变化规律,并讨论了月平均数据分析锋面适合使用的方法。月平均数据显示的锋面出现间断或多重的现象是锋面侧向摆动造成的,这是月平均数据的一大特点。北欧海各锋面主要水文和季节变化特征差异很大。东格陵兰极地锋在夏季锋面强度大,锋面较连续完整,而冬季强度小,锋面结构零散。9月由于东格陵兰寒流势力最强,可观察到温度梯度较大且连续的东格陵兰锋。北极锋的季节变化在水平方向呈＂哑铃型＂分布,中段摆动较南北两端小。由于挪威海流在冬季出现的最大流量引起挪威海流的流幅在该处加宽,莫恩海脊锋冬季向西北移动,对前人文章中基本上没有季节性移动的说法进行了修正和补充。冰岛—法罗群岛锋随深度增加向南移动,锋面强度增强,这是溢流造成的。     

2008年加拿大海盆次表层暖水的精细结构的研究

自2004年以来,在加拿大海盆频繁发生的次表层暖水(near surface temperature maximum,NSTM)现象是北极快速变化响应的事实之一.采用2008年中国第3次北极科学考察的CTD数据和西北冰洋联合研究计划与美国波弗特环流观测系统计划2008年航次的CTD数据以及冰浮标ITP18数据,对加拿大...     

两种低频信息的关联和形成差异的原因

在变振幅的数据分析中 ,低频信号可以反映在低频分析结果中 ,也可以体现在高频信号的振幅变化中。本文将其分别称为滤波低频信号和变幅低频信号。两种低频信号有很好的相关性 ,也存在明显差别。研究结果表明 ,滤波低频信号反映了过程整体性的上升或下降 ,变幅低频信号反映了极大值与极小值之间差异的缩小或加大。两种低频信号的差异多源于原始信号极大值与极小值变化过程之间的关系。在本文的例子中 ,冬季气温变化占优势时两种低频信号的滑动相关系数为正值 ;夏季气温变化占优势是导致两种低频信号差异的根本原因 ,在物理上表现为一定发生了强大的异常过程 ,打破了气温正常变化的秩序。大连站的气温变化主要受制于北方的冷空气过程 ,但当厄尔尼诺事件发生时 ,热带的暖过程大大加强 ,导致两种低频信号发生明显的差异。从 1965～ 2 0 0 3年 ,滑动相关系数共出现 6次负时段 ,都对应着厄尔尼诺事件。因此 ,在低频过程的研究中 ,需要用滤波低频信号研究整体性的低频变化。但是 ,在希望获取导致整体变化的主要成分时需要使用变幅低频信号。另外 ,在揭示异常过程时需要用滑动相关系数来发现两种低频信号的差异 ,提取异常信息。     

1999年白令海夏季水文特征分析

利用1999年7～9月中国首次北极科学考察队北极科学考察,在白令海获得的42个站次的CTD资料,分析了白令海中北部的温度、盐度垂直分布特征,讨论了白令海的夏季表层水和冬季残留水的分布和结构,以及陆架坡折处温盐锋及白令海的水因特征.与多年平均资料相比,1999年7月夏季白令海冷中间层的温度,比多年平均温度低1℃以上,盐度低0.2左右.