2017 年中国近海海温和气温气候特征分析

2017 年,全球平均海表温度较常年值偏高0.29~0.43 ℃,是自1960 年以来第三热的年份,仅次于2015 和2016 年,同时是没有厄尔尼诺事件影响的全球海洋最热年。1960-2017 年,中国近海年平均海表温度呈显著波动上升趋势,每十年升高0.16 ℃。2017 年中国近海年平均海表温度较常年值偏高0.64 ℃,是自1960 年以来的中国近海第二最热年份,仅次于1998 年。基于国家海洋局沿海海洋观测台站资料分析,1960-2017 年,中国沿海年平均海表温度以每十年0.15 ℃的速率上升（高于全球平均海表温度的升温速率每十年0.11 ℃）。2017 年中国沿海海表温度较常年值偏高0.8 ℃,是1960 年有记录以来的最高值,比2015 年所创的最高纪录高0.2 ℃。1965-2017 年,中国沿海年平均气温以每十年0.30 ℃的速率上升。2017年中国沿海气温较常年值偏高1.1 ℃,也是1965 年有记录以来的最高值,比2016 年高0.2 ℃。     

A method for correcting the temperature effect on uCPT measurements in seabed sediments

Abstract

The zero load readings of cone resistance (q_c) and sleeve friction (f_s) measured by a piezocone (uCPT) shift with the ambient temperature. A method of correcting the effect of temperature on uCPT measurements in seabed sediments has been proposed for the case where there is no temperature sensor in the uCPT probe. This method is based on the assumption that the “actual” profile of f_s of soft shallow seabed sediments linearly increases with depth, and a rate of increase of α?=?0.2?kPa/m was obtained using measured ground temperatures and f_s values in seabed sediments in Isahaya Bay, Japan. An “actual” f_s profile can then be constructed using the measured f_s value at the shallow surface and the value of α. Using the differences between the measured and the estimated “actual” f_s profiles, the ground temperature profile can be obtained, and then the effect of temperature on the uCPT measurements can be corrected. The proposed method was used for temperature corrections on uCPT measurements in Isahaya Bay, Japan. The values of undrained shear strength (s_u) from the temperature-corrected uCPT measurements agree well with the laboratory measured values of s_u using the undisturbed soil samples.     

Quantifying the non-conservative production of potential temperature over the past 22000 years

The energy budgets of the ocean play a crucial role in the analysis of climate change. Potential temperature is traditionally used as a conservative quantity to express variations associated with “heat” in oceanography, such as the heat content and heat transport. However, potential temperature is usually not conserved during turbulent mixing, so the use of conservative temperature is more accurate. Based on climatological simulations under the modern and Last Glacial Maximum (LGM;~21 ka;ka=thousand years ago), as well as a transient climate simulation of the past 22 000 years, we quantify the errors induced by the neglect of the non-conservation of potential temperature in paleo-climate research for the first time. The temperature error reaches 0.9℃ near the coasts aff ected by river discharges but is much smaller in the open oceans, typically 0.03°C above the main thermocline and less than 0.01℃ elsewhere. The error of the ocean heat content (OHC) is roughly 3×10^22 J and is relatively steady over the past 22 000 years. However, the OHC increases to six times the original value during the last glacial termination from 20 ka to 7 ka. As a result, the relative OHC error decreases from 1.2% in the LGM climate to 0.14% in the modern climate. The error of the ocean meridional heat transport (OMHT) is generally smaller than 0.005 PW (1 PW=10 15 W), with very small temporal variations (typically 0.000 4 PW), and induces a relative OMHT error of typically 0.3% over the past 22 000 years. Therefore, the neglect of the non-conservation of potential temperature induces a relative error of generally less than 1% in the analyses of basin-scale climate variations.     

海面表层水温与表皮水温的相关研究

海洋水温是海洋研究的重要参数之一.本文介绍了"表皮温度"和"表层温度"的不同概念,分析了表皮和表层温度不同的产生机理,初步建立了两个温度之间的关系式,分析了回归方程产生的误差.     

长江口邻近海域海表温度变化特征分析

基于遥感数据,采用功率谱和相关性分析等方法,研究了长江口邻近海域海表温度(SST)的时空变化特征以及影响因素。结果表明:1982—2017年长江口邻近海域的SST 整体表现为每10 a升温约0.48 ^°C的趋势,且具有10.0,3.6,2.4和1.0 a的振荡周期。长期以来,冬、春、夏、秋四季的长江口邻近海域SST总体呈现升温趋势,其中春季的升温趋势最显著,而秋季变化趋势最不明显。研究海区的SST呈现明显西北—东南向温度递增的分布特征。此外,长江口径流量的变化对邻近海域的SST具有一定影响,从多年变化来看,径流量增大(减小),长江口邻近海域SST随之升高(降低),从月变化来看,3月、4月和9月的长江径流对SST有影响。气温对SST具有一定的强迫作用,大气温度的总体趋势是升高的,通过海气相互作用进行热传输,从而造成长江口邻近海域SST升温。     

气-水热力边界层研究进展

本文概述了迄今在实验室和现场已获得气-水热力边界层所具有的各种物理、化学、生物等持性的研究成果。这些成果对进一步拓宽研究领域,探索内在的客体结构,研究其输送机制和发生机理等具有一定的启迪作用。文中还对未来应当加强研究的几个问题进行了初步探讨。     

滨州黄河公路大桥承台大体积混凝土防裂技术探讨

介绍了滨州黄河公路大桥承台大体积混凝土防止温度裂缝的主要措施和过程,并对其效果进行简要评析。从大体积混凝土的性质和特点出发进行探讨和研究,以使所采取的措施行之有效和切合实际。     

海洋投弃式温深剖面仪应用发展概述

海洋温度的变化会显著影响水下声传播、生物活动、气象和洋流等现象,温深是反映海洋变化运动规律的基本参数。投弃式温深剖面仪（Expendable Bathythermograph,XBT）、温盐深测量仪（Conductivity Temperature Depth,CTD）、全球海洋实时观测网（Array for Real-time Geostrophic Oceanography,Argo）等是目前进行海水温深测量的主要仪器。其中XBT因其现场测量简便、效率高、硬件成本低等特点,正在被大规模使用。本文主要介绍有关海洋温度测量的背景及演化历史,分析对比了国内外相关仪器设备的发展现状,总结了国产化产品还存在的差距和不足,另外对传感器、结构设计、数据通讯传输、数据后处理、可靠性研究等关键技术和研究热点进行了详细介绍,最后对未来无人平台的技术发展路线给出了思路和见解,开展投弃式温深剖面仪的相关技术研究和产品研制对实现国产化有积极的推动意义。     

2008年夏季楚科奇陆架海域近底层水温大幅快速变化事件研究

2008年夏季中国第3次北极科学考察期间,利用锚碇潜标对北冰洋楚科奇陆架海域进行了为期33 d的海流剖面、近底层温度与盐度连续观测。观测数据显示楚科奇陆架海域近底层海水温度出现了两次较大幅度的快速升降现象。结合此次科学考察R断面温盐深仪(CTD)观测资料、以及卫星遥感海表温度(SST)和海表风场等资料,综合分析表明:观测到的这种快速升、降温现象不仅发生在近底层;这种快速升、降温现象应该是由海水温度锋面在夏季整体缓慢北移的同时存在短暂南北摆动所导致;温度锋面的季节性北移属于北极气候特征,而温度锋面短暂的南北摆动则与短期天气过程有关。     

2016年中国沿海海平面上升显著成因分析及影响

使用中国沿海及西北太平洋区域的水位、海温、气温、气压和风等水文气象资料,详细分析了2016年中国沿海海平面显著升高的成因及影响。分析结果表明:（1）2012-2016年,中国沿海海平面处于准2 a、4 a、准9 a和准19 a周期振荡的高位,几个周期振荡高位叠加,对该时段海平面上升起了一定的作用;（2）2016年,中国沿海气温和海温较1993-2011年的平均值分别高0.7℃与0.5℃,均处于1980年以来高位;气压较1993-2011年的平均值低0.2 hPa;（3）2016年4月、9月、10月和11月,中国沿海海平面均达到1980年以来同期高位,这4个月的风场距平值在东海以南均明显偏大,且以偏南向和向岸风为主,风生流使得海水向岸堆积,沿海长时间以增水为主,对当月局部海平面上升的贡献率达到40%~80%;（4）2016年,中国沿海降水总体偏多,局部区域降水量达到历史同期最高,加上沿海径流量的增加,对沿海局部海平面升高有一定贡献;（5）2016年9-10月,有5个台风相继影响我国南部沿海,持续的风暴潮增水导致台风影响期间的海平面高于当月平均海平面70~360 mm,风暴潮和洪涝灾害给当地造成直接经济损失超过30亿元。     

地球生态系统的气温和水温补充机制

首次提出了地球生态系统的气温和水温补充机制,并用框图模型说明了补充机制在运行过程中的每个流程,阐明了人类对生态环境的影响过程、生态环境变化对地球生态系统的影响过程以及地球生态系统对环境变化的响应过程,解释了气温和水温的补充起因。研究结果表明,人类是引起环境变化的起源以及其变化后的结果又作用于人类,即人类排放二氧化碳引起气温和水温的上升,地球生态系统又借助其补充机制使得气温和水温下降恢复到正常的动态平衡。尽管这个补充机制带来了沙尘暴、洪水和风暴潮,但由人类引起水温和气温上升造成的灾害要比自然界中这3种灾害要深重得多。自然界的这3种灾害是局部的、短期的,而人类引起水温和气温上升的灾害却是全球的、长期的。     

Atmospheric correction of Landsat data for the retrieval of sea surface temperature in coastal waters

1IntroductionRemote sensingis an effective approach for esti-mation of the sea surface temperature(SST),andadvanced very high resolution radiometer(AVHRR)and moderate resolution imaging spectroradiometer(MODIS)thermal infared(TIR)data are widelyused in th…     

日气温变化下杭州湾水温的数值模拟

杭州湾内水温在不同时间尺度下均存在变化,这对河口生态等会产生影响。由于昼夜气温变化大,空气和海水的热量交换较为频繁。另外,随着气温的逐日下降,水温也随之降低。为研究日气温变化下杭州湾内的水温变化,建立了三维数学模型,通过考虑水面和空气的热交换通量,复演了日气温变化下湾内水温特征。经过和实测潮流数据比较,本文模型很好地模拟出了杭州湾内大、中和小潮期间水流的变化。在综合考虑太阳辐射、长波辐射和水气感热交换下,模型成功再现了日气温变化下水温的变化过程。研究结果一方面有助于认识强潮河口湾内水温变化特征,另一方面将为研究温度对泥沙运动的影响提供前期基础。     

阿拉斯加湾逆温现象的时空变化特征

基于阿拉斯加湾(Gulf of Alaska, GOA)2002—2020年的Argo浮标数据,本研究分析了该海湾逆温现象的时空变化特征,并探讨其年际变化与水体垂向位温异常的联系。结果显示,阿拉斯加湾逆温现象存在明显的时空变化。空间上,逆温幅度(ΔT)在湾北部最大,湾东南部次之,湾西南部最弱。逆温厚度(ΔD)在湾西南部最厚,湾北部和东南部依次变薄。在季节尺度上,湾北部逆温现象的季节变化最明显,冬季ΔT最大和ΔD最厚,随季节性的加热和混合作用,ΔT持续减弱,ΔD不断变薄。在湾东南部,ΔT分别在3月和9月具有0.46、0.40℃的峰值;ΔD在整个海湾中最薄,冬季最大为44 m,而秋季最小仅为23 m。在湾西南部,ΔT介于0.24～0.33℃之间,分别于4月和10月具有0.31、0.33℃的峰值;ΔD冬季最大超过100 m,秋季最薄约为57 m。年际变化上,ΔT在2002、2007—2009、2012、2017年表现为正异常,但在2003—2005、2010、2013—2016、2018—2020年表现为负异常;ΔD在2002、2007—2008、2012、2017—2020年主要偏厚,在2...     

黄海、渤海底层温度数值预报方法的研究

根据文献［ｌ］建立的底层温度（ＴＨ）与其水柱垂向平均温度（）的经验关系，结合流体动力学方程和（垂向平均）热传导方程，发展了以水气温差和风速为已知量的底层温度二维数值预报模式。该模式避开了海面热量和动量输入在垂直水柱中分配的复杂物理过程而直接报出底层水温场，具有较好的实用性；此外，从试报结果看，效果令人满意。     

围海造陆条件下排海高温浓盐水对渤海湾温盐场分布影响模拟及预测

自2000年以来围绕渤海湾的围海工程剧增,致使工程区附近潮流场发生变化,进而影响排海高温浓盐水的时空分布特征。本文通过建立2000年和2015年两种不同岸线、地形条件下的三维数学模型对渤海湾沿岸3个电厂高温浓盐水表层排海问题进行模拟,研究结果表明,渤海湾的潮流场和高温浓盐水输移扩散特征在近十几年发生了较大变化:工程后,渤海湾平均盐度增大0.203,平均温度升高了0.105℃,同时曹妃甸附近海域浓盐水输移扩散速度明显增加。增大排放口流量至12.7 m3/s,湾内最高温度为26.46℃,较2015年最高温度增加了2.72℃。本文模型可准确模拟及预测排海废水盐度、温度分布特征,为合理布置水电联产设备排放口的位置提供理论基础。     

利用卫星遥感海面温度、高度联合反演南海北部三维温度场

利用历史观测得到的温度剖面数据,通过严格筛选和插值,建立了南海北部的气候态垂向温度剖面。随后,利用回归统计分析的方法构建了海面温度异常(SSTA)、海面高度异常(SSHA)联合扩展温度剖面的经验回归模型,并采用卫星遥感得到的SST和SSH数据扩展了南海北部的三维海洋温度场,其时间分辨率为天,空间分辨率为0.25°×0.25°。通过与观测数据的对比研究,扩展得到的温度场可以较为准确地反映南海北部温度剖面的结构特征,并且能有效地体现出一些中尺度变化过程。结果表明,本研究反演得到的三维温度扩展场是较为可靠的,它可以作为海洋数值模型的初始场,实现现场观测数据和卫星遥感数据的互补,有助于更好地分析南海北部温度场的三维结构及变化特征。     

What causes the adiabatic lapse rate?

The adiabatic lapse rate is commonly explained as being proportional to the work done on a fluid parcel as its volume changes in response to an increase in pressure. According to this explanation the adiabatic lapse rate would increase with both pressure and the fluid's compressibility, but this is not the case. Rather, the adiabatic lapse rate is proportional to the thermal expansion coefficient and is independent of the fluid's compressibility. Here we show that the adiabatic lapse rate is independent of the increase in the internal energy that a parcel experiences when it is compressed. We explain what is missing from the traditional explanation of the adiabatic lapse rate and we explore the thermodynamic cause of the adiabatic lapse rate. In particular, we seek to explain how the adiabatic lapse rate can be negative in cool fresh water.     

水温对南美白对虾肠道菌群影响的研究

在不同温度下 ,对南美白对虾 (Penaeusvannamei)肠道乳酸杆菌(Lactobacillussp.)、双歧杆菌(Bifidobactsp.)、大肠杆菌(Escherichiacoli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、副溶血性弧菌(Vibrioparahaemolyticus)、产气荚膜梭菌产气荚膜梭菌(Clostridiumperfringens)、厌氧菌总数和好氧菌总数进行了定性定量分析。结果表明 ,大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、副溶血性弧菌、产气荚膜梭菌为过路菌群 ;乳酸杆菌、双歧杆菌为常住菌群。厌氧菌总数、双歧杆菌随水温升高显著增加 (Ftest,P<0.01) ;好氧菌总数、乳酸杆菌随水温升高变化不显著(Ftest,P>0.05)。肠道中厌氧菌总数比好氧菌多(ttest,P<0.05) ,且随着水温升高 ,厌氧菌的优势越明显。