琼州海峡内潮流场对冬季风浪场影响的数值研究

利用COAWST数值模式就琼州海峡内潮流场对冬季风浪场的影响进行了研究。经实测数据验证，模型可较好的刻画海峡内的强潮流场。选定东、西向最大潮流时刻为典型案例分别就水位场及潮流场对波浪场的作用展开探讨。在琼州海峡东口处，西向最大潮流时刻下的正水位场增加了承载波浪运动的有效水深，有利于波浪能量的西向传播，进而使得当地有效波高增加。东、西向最大潮流均有利于琼州海峡东口处有效波高的增大，但前者主要通过流致辐聚效应实现，而后者主要经由流致波数位移生效。通过流致折射作用，东向（西向）最大潮流可在海峡中轴线以北的海区引起谱峰波向的逆时针（顺时针）旋转，而在以南的海区触发顺时针（逆时针）旋转。     

2012年夏季海南岛东岸上升流区的混合观测

The turbulent mixing in the upwelling region east of Hainan Island in the South China Sea is analyzed based on in situ microstructure observations made in July 2012. During the observation, strong upwelling appears in the coastal waters, which are 3℃ cooler than the offshore waters and have a salinity 1.0 greater than that of the offshore waters. The magnitude of the dissipation rate of turbulent kinetic energy ε in the upwelling region is O(10–9 W/kg), which is comparable to the general oceanic dissipation. The inferred eddy diffusivity K_ρ is O(10–6 m~2/s), which is one order of magnitude lower than that in the open ocean. The values are elevated to K_ρ≈O(10–4 m~2/s) near the boundaries. Weak mixing in the upwelling region is consistent with weak instability as a result of moderate shears versus strong stratifications by the joint influence of surface heating and upwelling of cold water.The validity of two fine-scale structure mixing parameterization models are tested by comparison with the observed dissipation rates. The results indicate that the model developed by Mac Kinnon and Gregg in 2003 provides relatively better estimates with magnitudes close to the observations. Mixing parameterization models need to be further improved in the coastal upwelling region.     

eSQG方法在南海垂向流速诊断中的应用研究

本文利用OFES模式0.1°×0.1°高分辨率温盐、流速和海面高度（SSH）数据,分析eSQG方法在南海垂向流速诊断中的适用性和南海垂向流速的时空变化特征。结果表明,基于SSH和eSQG的诊断垂向流速ω_eSQG与OFES模拟“真值”垂向流速ω_OFES整体量级基本相当,为O（10?5 m/s）,空间上呈现北强南弱。深海盆（水深大于1 000 m）ω_eSQG与ω_OFES的水平空间分布的相关系数rs在次表层150 m左右达到最大,高于南海全海域的空间相关系数,表明eSQG在远离边界的深水区更有效。季节上,ω_eSQG总体夏强冬弱,与ω_OFES的相关系数rs冬季大、夏季小,表明eSQG更适用于冬季南海垂向流速的诊断。eSQG诊断垂向流速在台湾西南部和越南以东适用性更高,与ω_OFES的时间相关系数rt超过0.6;海盆南部和西北部陆架区诊断效果较差,时间相关系数rt多小于0.2。同一区域ω_eSQG和ω_OFES空间相关系数存在18～55 d的周期变化。分析显示,海面高度与海面密度同相位分布时,ω_eSQG与“真值”ω_OFES更接近。时间分辨率对eSQG诊断效果几乎无影响,空间分辨率降低到0.25°时rs整体增大,说明eSQG在中尺度诊断效果更好。     

海洋科技创新路径下环境规制对海洋经济发展的影响

为促进我国海洋经济的高质量可持续发展,文章运用系统GMM实证检验海洋科技创新路径下环境规制对海洋经济发展的影响,并提出发展建议。研究结果表明：环境规制与海洋科技创新的联动显著促进海洋经济发展,且命令控制型环境规制的促进作用显著,而市场激励型环境规制的促进作用不显著;海洋劳动力投入对海洋经济发展起重要作用,对外开放程度对海洋经济发展的影响不显著;环境规制与海洋科技创新的联动显著促进东部和北部海洋经济圈的海洋经济发展且促进作用东部大于北部,但对南部海洋经济圈的促进作用不显著;未来应进一步完善环境规制政策、加快海洋科技创新、因地制宜发展、建设海洋人才队伍以及升级对外贸易结构。     

南海北部陆坡区混合过程观测

为了解南海北部陆坡区的内部混合过程,2004年4月30日至5月1日,延平2号科考船在该海域利用自由沉降式的微结构剖面仪TurboMAP-Ⅱ进行了一次混合过程的直接观测。观测海区南海次表层水团和南海中层水团形成的特定温盐结构,使得150～500m之间出现盐指现象。通过对观测数据的处理和分析,研究了观测海区的湍动能耗散率、热耗散率和热扩散系数的分布以及盐指现象对混合效率的影响。观测海区的湍动能耗散率为2.0×10-10～7.8×10-7W/kg,最大值出现在上混合层;热耗散率为2.7×10-9～1.5×10-6℃2/s,最大值出现在温跃层附近。层结稳定区混合效率的平均值为0.18,与常用值0.2非常接近,盐指发生区混合效率的平均值为0.76,表明盐指现象的存在提高了混合效率。     

琼东上升流的年际变化及长期变化趋势

全球变暖背景下沿岸上升流的年际变化是近年来的研究热点。本文基于1982—2012年的海表面温度和风场资料,分析了琼东上升流的强度和中心位置的年际变化规律以及沿岸风应力及其旋度的作用。结果显示,近30年来,琼东上升流强度总体减弱,相比于沿岸风应力,其变化与减弱的局地风应力旋度相关性更高;琼东上升流强中心位置最大概率发生在19.2°—19.3°N,与最大风应力旋度位置接近,且存在北移趋势。琼东上升流强度和位置的年际变化还存在周期约3年、5年和10年的本征模态,以3年周期变化为主。局地风应力旋度在琼东上升流的年际变化中发挥了重要作用。     

湾流区涡旋对海洋垂向混合的影响

利用Argo高分辨率温盐数据和海面高度异常(SLA)数据对湾流区中尺度涡内外的混合情况进行了统计分析,结果表明,平均情况下300~540 m深度处反气旋涡内的混合率明显高于背景场,平均值量级达到4.0×10-5 m2 s-1,而涡外和气旋涡内平均混合率分别为1.6×10-5和0.8×10-5m2 s-1.反气旋涡内混合率量级在10-4 m2 s-1以上的概率达到29%,而涡外和气旋涡内情况下达到10-4 m2 s-1以上的概率仅为12%和5%.540~900 m深度上,涡内外的平均混合率量级一致.38个反气旋涡中有24个出现涡内部混合增强的现象,其中22个涡内剖面在观测时间前局地有大风过程存在或持续,混合情况与风应力有较好的对应关系,说明反气旋涡利于风生近惯性能量的下传.12个反气旋涡内剖面在540 m以下部分仍存在Thorpe尺度在5 m以上的水体翻转,甚至有3个达到了20 m以上,说明强混合现象在某些区域540 m以下的较深层仍然存在.     

秋季登陆广东热带气旋特征变化及机制分析

基于1949—2021年中国气象局热带气旋最佳路径数据集和登陆热带气旋数据集,对秋季登陆广东热带气旋(tropical cyclone,TCs)的时空特征和可能机制进行分析,并与夏季进行对比。结果表明:近73年共76个TCs秋季登陆广东,占登陆总数的28.5%,以强台风和超强台风占主,且平均最大强度强于夏季。相比夏季,秋TCs更大比例(72.4%)生成于西北太平洋,生成经纬度偏南、偏东;秋TCs的年均破坏潜力指标(power dissipation index,PDI)可达0.4×10⁷m³·s^-2,与夏季相当;秋TCs登陆后比夏季更快消亡,移速更慢,PDI较小。秋TCs登陆数量长期变化呈下降趋势且下降速率与夏季相当,登陆强度上升且上升速率为夏季1.8倍,移速减缓速率为夏季2.5倍,PDI下降速率明显弱于夏季。不同于夏季登陆TCs在拉尼娜年增多,秋TCs更易在厄尔尼诺年登陆广东;登陆广东秋TCs数与上一年冬春季厄尔尼诺–南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation,ENSO)指数相关系数达到0.3,...     

卫星合成孔径雷达探测海底地形研究进展

利用卫星合成孔径雷达(SAR)图像信息探测海底地形是海洋遥感物理学和海洋动力学研究具有挑战性的问题,这是因为根据电磁波传播原理,雷达脉冲没有能力穿透海水,因而不可能直接探测到海底地形特征,可是,许多卫星SAR图像上确实显示出海底地形特征。这些海底地形不仅分布在水深小于100m的浅海,而且在600~800m甚至2 000~3 000m的深海区也有发现。本文概略介绍该领域的发展前沿和研究进展,主要内容包括海面过程雷达成像基本理论,我国辽东浅滩、台湾滩以及美国东部湾流海域等3个海区海底地形特征SAR成像理论:分别为速度切变流纵向流经平行海底地形、层化流体横向流流经平行(周期性)海底地形和强海流流经孤立海底地形。据此建立的理论和分析方法可做为研究更复杂情况和探索新应用领域的基础和出发点。