2016下半年安达曼海潮、余流观测分析

The characteristics of currents and tidal currents in the Andaman Sea(AS) are studied during the second half of2016 using observed data from a moored acoustic Doppler current profiler(ADCP) deployed at 8.6°N, 95.6°E.During the observation period, the mean flow is 5–10 cm/s and largely southward. The root mean square and kinetic energies of the low and high frequency flows, which are divided by a cutoff period of 5 d, are at the same level, indicating their identical importance to the total current. A power spectrum analysis shows that intraseasonal oscillations, a tidal-related semilunar month signal, a semidiurnal tidal signal and periods of 3–4 d are prominent. The barocliny of an eddy kinetic energy is stronger than the mean kinetic energy, both of which are the strongest on the bottom and the weakest at 70 m depth. Residual currents are largely southward(northward) during the summer(winter) monsoon season. Two striking peaks of the southward flow cause the 80 d period of meridional currents. The first peak is part of a large-scale circulation, which enters the AS through the northern channel and exits through the southern channel, and the second peak is part of a local vortex. The 40 d oscillation of the zonal current is forced by geostrophic variations attributed to local and equatorial remote forcing. The tidal current is dominated by semidiurnal constituents, and among these, M2 and N2 are the top two largest major axes. Moreover, astronomical tidal constituents MM and MSF are also significant. Diurnal constituents are weak and shallow water tides are ignorable. The aims are to introduce the new current data observed in the AS and to provide initial insights for the tidal and residual currents in the Andaman Sea.     

1993—2016年中国近海海平面时空变化趋势

区域海平面变化是目前气候变化研究的热点问题。海平面变化具有时间和空间的异质性,分析海平面变化,应充分考虑时间和空间的差异。基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)、最小二乘法,利用卫星高度计、验潮站数据,分析了1993—2016年间中国近海及周边海域海平面的时空变化规律。利用EEMD,计算了1993—2016年中国近海海平面变化空间结构的时间变化规律。结果表明中国近海海平面持续升高,但海平面变化在空间分布和时间上的变化并不均匀。空间结构大致分三个部分:大陆沿岸海平面持续上升且上升速率逐年增加,近海海区升高速率逐年降低,而研究区域内的西太平洋西部海区先减速升高又加速降低。分别利用EEMD分解和线性最小二乘拟合算法计算了1993—2016年中国近海海平面平均上升速率的空间分布,结果表明两种方法得到的海平面升高速率的空间分布大致吻合。两种方法均显示沿海地区的上升速率远大于近海海区,沿海地区上升速率大约为6 mm/a,近海海区上升速率大约为2 mm/a。但EEMD方法显示在广东沿岸和靠近赤道部分区域的上升速率更大。分别计算了大陆沿岸、近海及西太平洋西部海区三个海区内空间平均的海平面时间变化的线性及非线性趋势。非线性趋势显示大陆沿岸海区海平面加速上升,上升速率由1993年的3.65 mm/a,增加到2016年的5.03 mm/a;近海地区海平面上升速率逐年变小,由1993年的4.51 mm/a,减缓至2016年的3.8 mm/a;西太平洋西部海区海平面先减速上升,后加速下降,从1993年的上升率为9.5 mm/a,逐渐变化到2016年的下降率为2.27 mm/a。利用验潮站数据分析了大连、坎门、香港的水位变化,除大连海平面上升速率降低外,其余均显示海平面上升速度逐年升高,和卫星高度计的结果吻合。     

中国近海海水透明度分布特征与季节变化

统计了2006—2007年中国近海环境调查的透明度数据,绘制了中国近海4个季节的透明度分布图,分析了透明度的分布特征及季节变化。结果表明,水深和入海径流对中国近海透明度分布影响最大。总体上,除长江口等重要河口区外,透明度等值线分布趋势基本与等深线一致,即近岸浅水区透明度最小,外海深水区透明度最大。由渤海至南海,透明度有不断增大的趋势。统计表明,冬季透明度最小,夏季透明度最大。从透明度分布特征上看,长江口及其以东海域随季节的变化最为显著。而从透明度值变化上看,渤海海域随季节的变化最为显著。与历史数据对比,渤海、长江口以东海域及海南岛以西海域透明度值的观测结果明显减小。     

应用于海洋物性监测仪的小型浮标水动力分析

为验证研制的国产气象水文传感器的性能,设计了直径3 m的圆盘式小型浮标,拟搭载所有传感器在2000 m以深海域开展应用试验。统计了试验海域的有义波高、波浪周期、最大风速和表层流速等环境参数,计算了浮标的质量、重心、吃水、受力投影面积和惯性矩等设计参数。以三维势流理论和波浪辐射-绕射理论为基础,使用AQWA软件在频域内对浮标进行水动力计算,仿真了浮标工作时所受的一阶波浪力、附加质量、附加阻尼和运动幅值响应因子,通过仿真结果对浮标设计方案进行优化,优化后的浮标计算结果随波浪频率变化平缓,幅值合理且无激增点,表明该浮标与工作海域内的波浪没有发生明显谐振,对环境载荷有足够的承受能力,方案可用于浮标研制。     

北黄海海域大气湍流强度特征及风速标准差相似性分析

根据国家海洋局"908"专项北黄海海区海洋气象观测资料,计算了2007～2008年间该海区4个不同季节的大气湍流强度并与其他海区及陆地下垫面大气湍流值相比较.北黄海海区大气湍流强度量级为10-2,比陆地下垫面大气湍流强度低一个量级.由于海洋的特殊性质,对秋季大气湍流强度日变化的分析发现,在大气湍流强度的影响因素中,海洋的热力作用相对较大.对水平方向风速标准差是否满足Monin-Obukhov相似关系进行了探讨,数据显示,在不稳定层结下冬季水平方向无量纲风速标准差与Z/L的关系,基本满足1/3次方律.秋冬在不稳定层结下垂直方向风速标准差满足Monin-Obukhov相似理论.     

黄海暖流抵近青岛近海分支的确认及形态结构特征

针对冬季南黄海西部海区,基于准同步大面调查资料、近底式潜标持续观测资料和海面风场产品,在对其可靠性、准确性进行把握性分析处理的基础上,经过图像分辨率选择试验,确定能代表该资料基本分辨特征的各类图像的最低识别分辨率,在确保不遗失必要特征信息的前提下进行图件绘制,从而在确认存在自黄海暖流抵近青岛近海暖水舌的基础上,发现了与其相适配的更能代表黄海暖流水分支路径的高盐水舌结构,证明这样的暖水舌可以用来表征黄海暖流抵近青岛近海的分支,从而为利用海表大数据进行该分支高时空分辨率拓展提供了依据.该暖盐水舌均呈现"后部显著、中部分叉、颈部收缩、顶部膨胀"的形态结构,其形成原因是黄海暖流主段前端发生多时相分支、及其抵近青岛近海分支跨越了鲁北沿岸流鲁东南续流西南向路径的结果,为黄海暖流抵近青岛近海暖盐水舌的一种时相特征.敏感性、代表性站位的近底式潜标观测分析也证明存在自黄海暖流朝向青岛近海的流动,且呈概率性事件表现为冷空气过境前期由下到上逐渐减小和过境后期由上到下比较一致的西北向流,具有随天气过程变化的准周期性,是渤海、黄海冬季风条件下囤积在口门区的黄海暖流水,在西北风较显著的偏北风吹刮和鲁北沿岸流鲁东南续流阻塞性作用下,对南黄海西部凸腹型海区的补偿性输运,其中的强西北风引发的补偿流在逆风时就开始发生,强减水与强补偿引起显著的余水位振荡.同时,黄海暖流向青岛近海分支的确认,为青岛地区"降温时间短、回暖速度快"的冬暖特征提供了海洋学依据.本研究也可以拓展至整个渤海、黄海以及大陆边缘有一定封闭性的海盆,作为季风海盆动力学的基本内容.     

投弃式温度/温盐剖面测量仪的应用及其数据处理进展

投弃式温度剖面测量仪 (Expendable bathythermograph, xBT) 以 及 投 弃 式 温 盐 剖 面 测 量 仪 (Expendable Conductivity-Temperature-Depth profiler, xCTD)是观测海洋温深/温盐深剖面的重要仪器,由于其易于操作,成本较低且技 术成熟,因此被广泛地应用于海洋边界流、海洋热含量、气候变化和经向热输送研究。本文首先介绍国内外 xBT/xCTD 仪器 的发展及其现状,然后针对国际上 xBT/xCTD 仪器的误差来源以及数据处理过程中存在的问题进行分析,并对较为先进的数 据校正方案及其应用进行了方案调研和比对。最后,本文总结当前 xBT/xCTD 在国际合作项目中的应用现状,并对国内外相 关的数据处理方法进行总结归纳,对目前 xBT/xCTD 仪器存在的问题以及未来的发展趋势进行进一步的探讨,为国内投弃式 剖面测量仪的数据处理方法的进步和仪器的进一步发展提供了参考。