基于WW3模式的一次台风浪过程中掠海飞行器的击水概率分析

以CCMP风场驱动WW3海浪模式,对发生在2010年9月的台风“圆规”所致的台风浪进行数值模拟,并就台风浪对整个中国海击水概率的影响进行计算,为提高掠海飞行器的生存能力提供参考。结果表明:(1)以CCMP风场作为WW3模式的驱动场,可以较好地模拟台风影响下的海浪场,模拟的海浪数据接近海浪浮标观测数据。(2)击水概率场与海浪场的分布特征整体上保持了较好的一致性,高值区主要分布于传统的危险半圆。(3)当飞行器飞行高度为10 m时,大浪区的击水概率在20%以上,高值中心可达35%以上,台风尾迹处的击水概率为15%~20%,其余大部分海域为10%~15%;当飞行高度为15 m时,击水概率较飞行高度为10 m时明显降低,台风大浪区的击水概率为5%~15%,其余大部分海域在5%以内。     

全球海域风能资源在不同季节的等级区划

在资源危机愈演愈烈的时代背景下,积极开发利用可再生能源将会对缓解能源危机、环境危机做出有益贡献,同时也必将成为“21世纪海上丝绸之路”建设的新亮点。利用来自欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的ERA-Interim风场资料,本文制作了全球海域风能资源的年等级区划、季节等级区划。结果表明：从多年平均状态来看,全球海上风能资源的潜力巨大,南北半球西风带海域的风能等级为7级（最优等级）;中低纬大部分海域也比较乐观,多在4级以上;北冰洋的风能资源为4级,比传统估值乐观。北半球西风带7级风能资源的范围具有较大的季节性差异：1月最广,4月和10月次之,7月最小;南半球西风带的季节性差异则相对较小：7月相对最大,其余月份略小于7月。7月,阿拉伯海和孟加拉湾的风能资源都属于7级,明显比其余代表月丰富。4月和10月,北印度洋的风能资源整体贫乏,大部分区域为1级（最贫乏）。     

中国海域有效波高、海表风速长期变化趋势的季节特征

Long-term variations in a sea surface wind speed(WS) and a significant wave height(SWH) are associated with the global climate change, the prevention and mitigation of natural disasters, and an ocean resource exploitation,and other activities. The seasonal characteristics of the long-term trends in China's seas WS and SWH are determined based on 24 a(1988–2011) cross-calibrated, multi-platform(CCMP) wind data and 24 a hindcast wave data obtained with the WAVEWATCH-III(WW3) wave model forced by CCMP wind data. The results show the following.(1) For the past 24 a, the China's WS and SWH exhibit a significant increasing trend as a whole, of3.38 cm/(s·a) in the WS, 1.3 cm/a in the SWH.(2) As a whole, the increasing trend of the China's seas WS and SWH is strongest in March-April-May(MAM) and December-January-February(DJF), followed by June-July-August(JJA), and smallest in September-October-November(SON).(3) The areal extent of significant increases in the WS was largest in MAM, while the area decreased in JJA and DJF; the smallest area was apparent in SON. In contrast to the WS, almost all of China's seas exhibited a significant increase in SWH in MAM and DJF; the range was slightly smaller in JJA and SON. The WS and SWH in the Bohai Sea, the Yellow Sea, East China Sea, the Tsushima Strait, the Taiwan Strait, the northern South China Sea, the Beibu Gulf, and the Gulf of Thailand exhibited a significant increase in all seasons.(4) The variations in China's seas SWH and WS depended on the season. The areas with a strong increase usually appeared in DJF.     

经略21世纪海上丝路之海洋环境特征:波候统计分析

文章利用来自ECMWF的ERA-interim海浪再分析资料,统计分析了21世纪海上丝路涉及海域的波候特征,结果表明:1 2月,南海的有效波高(SWH——significant wave height)在1.4m以上,明显大于北印度洋。南海的波向以NE向为主导;北印度洋以偏S、偏E向为主。5月,北印度洋以偏S向浪为主;南海中部为SE向,北部为偏E向。北印度洋的SWH在1.2m以上,明显大于南海。8月,南海—北印度洋以SW向的浪为主。阿拉伯海的SWH在2.2m以上,孟加拉湾为1.4~2.8m;南海的SWH相对最弱。11月,南海的波向以NE向为主,北印度洋以偏S、偏E向为主。南海的SWH明显大于北印度洋。2 2月,南海以偏NE向的浪出现频率最高,需要引起重视的有NE、NNE、ENE向的强浪。北印度洋主要以偏S向的浪为主,强浪出现频率很低。8月,南海—北印度洋以偏S、SW向的浪为主;需要注意的是SSW、SW、WSW向的强浪。3 2月、11月,北印度洋的大浪频率在10%以内,南海明显高于北印度洋。5月,南海—北印度洋在10%以内。8月,阿拉伯海的大浪频率在40%以上,孟加拉湾次之,南海的频率低于北印度洋。4 1979-2014年期间,南海大部分海域的SWH显著性递增,趋势在每年0.4cm/s以上。孟加拉湾、印度半岛西部海域没有显著的变化趋势。阿拉伯海西部、印度洋15°S-0°显著递增,趋势为每年0.1~0.4cm/s。仅部分零星海域表现出显著性递减。     

南北向压强梯度力与太平洋赤道潜流的关系

赤道潜流（the Equatorial Undercurrent： EUC）对于大洋环流和全球气候变化有着重要的作用。赤道海区，随着科氏力逐渐趋向于0，地转平衡无法维持，赤道流系无法用地转理论描述。在很多研究中，ENSO、温跃层、海表高度、赤道风应力分布以及其他相关海气要素成为潜流研究的重点要素；压强可以视为温、盐、密、深的复杂关系映射，然而较少有研究将关注重点放在南北向压强梯度力上（the Northward Pressure Gradient： NGT）。在此，本文揭示了南北向压强梯度力的特定函数形式（the Function of Northward Pressure gradient： FNP）与赤道潜流的一个诊断关系。基于原始方程和尺度分析方法，我们得出了该关系的表达形式。结果表明：贝塔效应可能是造成FNP与赤道潜流密切相关的重要影响因子；赤道潜流的垂向结构部分受限于FNP的结构分布；对于赤道潜流来说，南北向压强梯度力相较于东西向压强梯度力更为重要。     

太平洋涌浪分布特征及其对海-气边界层的影响

本文对海-气边界层波致风机制的相关理论进行了阐述,并利用ERA-40再分析资料给出了太平洋谱峰速度、波龄、波陡等描述涌浪和波致风机制物理量的年际和季节空间分布特征。分析表明:东太平洋赤道地区等海域涌浪速度最大且涌浪由南向北传播明显;太平洋波边界层高度基本呈现出东高西低的分布形势;波致风机制主要发生在赤道热带海域,北半球夏季波致风机制偏强,冬季偏弱,南半球反之;北半球北部海域夏季更易发生波致风机制,赤道附近海域相反;南海为风浪与涌浪组成的混合浪,对其波候等相关研究有必要分开进行讨论。     

基于WAVEWATCH-Ⅲ模式的近10年南海波候统计分析

基于国际上较为先进的第三代海浪数值模式WAVEWATCH-Ⅲ,以QuikSCAT/NCEP混合风场为驱动场,得到南海1999年8月-2009年7月的海浪场,并据此对近10 a南海的波候特征进行分析.结果表明:(1)南海受季风影响显著,风场和浪场的对应关系在季风盛行季节明显好于季风过渡季节.(2)南海南部海域的浪场对海表...     

气候变化对中国国家安全的影响

基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告和2007年中国发布的气候变化国家评估报告的结果,整理、分类和提炼出关系中国国家安全的气候变化要素及其影响的演变趋势和区域响应特征,并分析其产生的安全后果.结果表明,基础设施的损毁、基础自然资源的缺失以及人民生命财产损失是气候变化产生的三个关键社会经济影响.气候变化...     

钓鱼岛、黄岩岛海域风能及波浪能开发环境分析

利用模拟海浪数据、CCMP风场资料,对我国钓鱼岛、黄岩岛附近海域的波浪能、风能资源特征展开研究,为海浪发电、风力发电、海水淡化等资源开发工作提供参考,也期望可为解决我国维护海洋权益、海洋资源开发、在边远海岛驻军、军用/民用舰船在远洋活动的电力、淡水问题提供科学依据和辅助决策。此外本研究还就钓鱼岛、黄岩岛附近海域的风力等级频率、浪级频率、风向频率、波向频率等海洋环境特征进行统计分析,为海洋工程、防灾减灾等提供参考。结果表明:(1)钓鱼岛海域的风能密度呈单峰型月变化特征,年平均值为450 W·m-2,黄岩岛海域的风能密度呈"W"型月变化特征,年平均值为228 W·m-2;钓鱼岛年平均值波浪能流密度为14 kW·m-1,黄岩岛为11 kW·m-1;(2)钓鱼岛、黄岩岛海域的有效风速、可用波高、100W·m-2以上风能密度、2 kW·m-1以上波浪能流密度出现频率都整体较高,这对资源开发是很有利的;(3)1988—2010年期间,钓鱼岛、黄岩岛的风能密度、波浪能流密度整体呈递增趋势,这对风能、波浪能资源的开发也是有利的。(4)从资源的储量来看,钓鱼岛、黄岩岛蕴藏着丰富的波浪能、风能资源,且资源储量比我国沿海平均值丰富。综上,钓鱼岛、黄岩岛海域蕴藏着丰富的、适宜开发的风能、波浪能资源,实行海浪发电、风力发电、风浪联合发电、海水淡化等工作,将具有广阔的军事和经济前景。     

国内外海上风能资源研究进展

随着人类社会的不断发展,对能源的需求迅猛增加,资源危机日益严峻,许多国家将目光聚焦新能源,尤其是清洁的风能资源。目前,陆上风能的开发已逐步走向产业化、规模化,但受地域限制严重,而海上风能较陆地具有更为明显的优势,但海上风能只是在少数欧洲国家较为成熟,文章就国内外海上风能资源的研究现状展开讨论,以期为海上风力发电、海水淡化等风能资源开发工作提供参考,缓解能源危机、环境危机,为促进人类社会的可持续发展作出贡献。