热带海盆对热力强迫的线性响应

通过对线性两层海洋模式进行正交模求解,得到了热带矩形海盆在热力强迫下的海洋动力场水平结构.在这个线性两层模式中,没有施加风应力,仅考虑了热力强迫下的Rayleigh摩擦和Newton冷却效应.在一种理想化的经向不均匀加热强迫下,动力场表现出类似于风生环流的特征:窄而强的西边界区,宽而弱的东边界区;具有双涡(double-gyre)结构.线性响应中斜压模态比正压模态大一个量级,在响应中占主要地位.     

南海及其邻近地区几种常用降雨产品的相互比较

对南海及其邻近区域内3种比较常用的降雨产品进行了比较和分析。结果表明,在南海地区3种降雨量在空间上具有一致的大尺度分布特征,都能够很好地反映行星尺度雨带的季节性迁移特征;在细节上,三者之间存在明显差异,比较而言,GPCP-1DD(Global Precipitation Climatology Project,1 Degree Daily Precipitation Estimate)和TRMM-PR(Topical Rainfall Measurment Mission,Precipitation Radar)具有更为一致的空间分布特征,更能够反映降雨量在高大山地地形两侧的分布差异;3种资料都能够反映由地面台站资料反映出的局地区域降雨量季节和年际变化的基本特征,总体而言,GPCP-1DD和CMAP(CPC Merged Analysisof Precipitation)与地面观测结果更为接近,但是在反映极端降雨事件方面TRMM-PR略优于其它2种资料。     

基于GIS的边坡稳定性计算方法研究

结合GIS（地理信息系统）的空间分析能力和滑动面正应力分布假定模型,建立了基于栅格单元的三维边坡极限平衡模型,提出了基于GIS的边坡稳定性计算方法。该方法首先建立了基于栅格柱体单元的三维边坡稳定性分析模型,给出了模型参数在GIS中的空间表达式;其次,在极限平衡条件下,推导出滑体在GIS中的3个力平衡方程式和1个力矩平衡方程式,形成了用于求解三维安全系数的方程组;最后,基于摩尔-库仑强度准则,以及滑动面正应力分布的假定,求解三维安全系数。同时利用COM（组件对象模型）技术开发出一个基于GIS的三维边坡稳定性分析扩展模块,该模块可实现复杂的算法计算以及多种组合荷载下的稳定性计算,并通过算例验证了该模块的正确性和便利性。     

Seasonal variability of salinity budget and water exchange in the northern Indian Ocean from HYCOM assimilation

Based on HYbrid Coordinate Ocean Model (HYCOM) assimilation and observations, we analyzed seasonal variability of the salinity budget in the southeastern Arabian Sea (AS) and the southern part of the Bay of Bengal (BOB), as well as water exchange between the two basins. Results show that fresh water flux cannot explain salinity changes in salinity budget of both regions. Oceanic advection decreases salinity in the southeastern AS during the winter monsoon season and increases salinity in the southern BOB during the summer monsoon season. In winter, the Northeast Monsoon Current (NMC) carries fresher water from the BOB westward into the southern AS; this westward advection is confined to 4°-6°N and the upper 180 m south of the Indian peninsula. Part of the less saline water then turns northward, decreasing salinity in the southeastern AS. In summer, the Southwest Monsoon Current (SMC) advects high-salinity water from the AS eastward into the BOB, increasing salinity along its path. This eastward advection of high-salinity water south of the India Peninsula extends southward to 2°N, and the layer becomes shallower than in winter. In addition to the monsoon current, the salinity difference between the two basins is important for salinity advection.     

考虑叶片与塔架耦合作用的风电塔架风振响应分析

现有的风力发电塔架风振响应分析大多忽略叶片与塔架的耦合作用,而由于叶片质量和扫略面积较大,对风力发电塔架风振响应分析的影响不可忽视,因此,在风电塔架的研究中考虑叶片对塔架的影响,其结果会更加接近实际情况。本文考虑叶片与塔架耦合作用对风力发电塔架风振响应的影响,建立了相应的力学模型和运动方程。分别对有无叶片塔架耦合作用进行模态分析,比较了两者的固有频率。并通过MATLAB软件编写程序得到脉动风荷载时程曲线,最后在ANSYS中对风电塔架脉动风荷载进行时程分析,得到两种不同风电塔架模型的风振响应时程曲线,比较了两者在同一高度处的位移、速度和加速度反应,为进一步研究实际风电塔架结构提供了可靠的理论依据。     

基于卫星高度计资料提取热带印度洋Rossby波传播速度与变形半径

Rossby波是地球流体中的一种低频大尺度波动,在全球海洋动力过程的调整中发挥着关键作用。利用1993~2011年多卫星高度计融合的月均海平面高度异常数据,基于二维Radon变换方法提取了热带印度洋南北纬5°~20°区域的Rossby波纬向传播速度。结合斜压Rossby波的理论模型,利用1993~2008年多年平均的简单海洋再分析数据集的温盐资料,计算了自由线性的一阶斜压Rossby波的理论波速值。通过对比理论波速与高度计的观测波速,发现在印度洋5°~20°S间理论值与观测值比较接近,在5°~20°N间两者差别较大,其误差可能来源于两个方面:1)该区域较多陆地阻隔引起了Rossby波的绕射和反射;2)多边界激发的多个Rossby波发生相互作用。利用卫星高度计观测提取的Rossby波波速计算了热带印度洋南北纬5°~20°范围内的Rossby波的变形半径,给出了Rossby变形半径与纬度的解析表达式。该式能够很好地描述热带印度洋不同纬度的Rossby变形半径,为今后热带印度洋Rossby波速的应用提供了理论和观测依据。     

4个代表站点的珊瑚δ18O数据对热带印度洋气候变率的反演能力分析*

珊瑚中的δ¹⁸O含量可以高精度地记录热带海洋中的气候变率及气候变化信息, 从而弥补器测观测时间长度有限的缺陷, 为反演过去长期的气候状况提供了可能。热带印度洋的气候模态通过海气相互作用影响周边区域甚至全球的气候, 具有重要的研究意义。本文对比分析了1880—1999年间热带印度洋4个站点(肯尼亚、坦桑尼亚、塞舌尔、明打威)的珊瑚δ¹⁸O数据, 研究了其对热带印度洋气候的反演情况。结果显示, 珊瑚δ¹⁸O对海表温度(sea surface temperature, SST)的长期变化趋势反演良好, 珊瑚δ¹⁸O与局地SST在季节循环中保持一致, 且在低温季节对SST的变化更为敏感。此外, 4个站点的珊瑚δ¹⁸O对印度洋海盆模态(Indian Ocean Basin Mode, IOBM)和印度洋偶极子模态(Indian Ocean Dipple Mode, IODM)有一定的表征能力, 并且δ¹⁸O记录的热带印度洋年际变率受年代际变率调制。本文的研究结果表明, 珊瑚δ¹⁸O数据对于了解古气候时期热带印度洋气候变率具有重要的指示意义, 但同时也需要综合考虑不同站点的信息来完整地反映印度洋在历史时期的气候变化情况。     

热带大洋春季海气耦合模态及其与ENSO的关系

在北半球的春季,热带三大洋的海洋–大气系统年际变化会对同期太平洋厄尔尼诺–南方涛动(ElNi?o-Southern oscillation,ENSO)产生响应,同时也能通过区域海洋–大气耦合过程影响ENSO的发展。基于国际公开使用的海表温度资料和降水资料,通过联合正交经验分解方法分析,可以发现全球大洋春季存在两种显著的海气耦合模态。第一模态表现为:在热带中东太平洋,海表温度增暖、降水增多;在热带大西洋和热带印度洋,降水呈现经向偶极型分布以及跨赤道的海表温度梯度异常;即伴随ENSO在春季消亡期的空间型态,大西洋出现经向模态,印度洋出现反对称模态。第二模态表现为:太平洋经向海表温度和降水模态,即太平洋经向模态。回归分析结果表明, ENSO盛期的大气环流调整引起了热带大西洋和印度洋降水辐合带异常,并通过海面风场异常激发海盆内部的海洋–大气反馈,引起春季经向模态。进一步研究发现,冬、春季大西洋和印度洋热带辐合带分别位于赤道以北和以南,导致两个海盆经向模态的降水异常相对赤道呈反对称分布。在春季,太平洋经向模态的暖中心延伸到赤道上,引起西风异常,为后续El Ni?o的发展提供了有利条件。文章揭示了...