太平洋海域海平面变化的灰色系统分析

应用灰色系统理论，对太平洋海域４８个长期验潮站的月均海平面分别建立了ＧＭ（１，１）模型。ＧＭ（１，１）模型能较好地反映太平洋海域的海平面变化的趋势，它除了能给出连续的海平面变化速率外，同时能方便地给出海平面变化的加速率。模拟结果表明，在太平洋地壳均衡假设下，太平洋海域的月均海平面以平均速率０．１７ｃｍ／ａ上升。在太平洋海域所取的４８个长期验潮站中，有４０个站在加速上升，全部站的平均加速度为０．０００２９ｃｍ／ａ２。且加速率逐渐增大。当然这些加速率都很小，但作为一种普遍性的趋势，这已足以说明：太平洋海域的海平面在加速上升     

西北太平洋晚更新世以来的海平面变化研究

西北太平洋区域地质构造十分复杂,新构造运动异常活跃,地震与火山活动频繁。因此,晚更新世以来,本地区的海平面变化具有其典型特征。本区在全球海面波动的影响下,陆架发生过多次海进与海退的交替,本文对此有较详细的描述。大量资料表明,本区与全球海面变化有相似性,然而,泰区海平面波动被复杂的地壳构造运动所干扰。这一点对研究本区海平面的变化特征显得尤为重要,决不能忽视。     

热带太平洋海平面低频变化

本文选取ECMWF ORAS4再分析数据对1959-2015年热带太平洋海平面的低频变化进行了分析。热带太平洋海平面年际变化第一模态反映了ENSO爆发阶段的海平面变化,热带东、西太平洋变化反相,其时间序列与Niño3.4指数高度相关。海平面第二模态则体现了El Niño爆发前后热带太平洋暖水的输运过程。El Niño爆发前热带西太平洋暖水聚集的位置,以及爆发后暖水向赤道外输运的位置在两类El Niño事件中均有所不同。此外,ENSO的周期在近半个世纪发生了显著的年代际变化,这一变化与热带太平洋的年代际变化有关。热带太平洋的年代际变化对海平面趋势变化也有着显著的影响。卫星高度计观测到的近20年海平面的快速上升（下降）正是由20世纪90年代后热带太平洋频繁的位相转换引起的。     

基于1993-2014年高度计数据的西北太平洋中尺度涡识别和特征分析

本文利用22年的AVISO卫星高度计融合数据,基于WA涡旋自动识别方法对西北太平洋的中尺度涡进行了识别追踪,并统计分析了研究区域中尺度涡的空间分布特征、运动属性以及季节和年际变化。研究结果表明:22年间共追踪到生命周期超过30 d的气旋涡3 841个,反气旋涡2 836个,气旋涡数量多于反气旋涡。涡旋大部分向西移动,西向传播的涡旋分布在整个研究区域,而东向传播的涡旋则集中在黑潮及其延伸区。涡旋主要存在15°~30°N的纬度带间;分别而言,气旋涡主要分布在研究区域的北部和南部,而反气旋涡主要分布在副热带逆流区。30°~35°N之间的黑潮延伸区具有明显更高的涡动能和涡振幅,与同纬度区域相比这里的涡旋半径也较高。在季节和年际变化上,春季出现的中尺度涡最多,夏季最少;对涡旋的月生成数目与ENSO指数MEI比较发现,西北太平洋涡旋活动变化并不直接与ENSO现象相关。     

基于卫星高度计数据的南海海平面时空变化特征分析

本文利用卫星高度计数据,采用多种方法对1993—2017年中国南海海平面高度异常(Sea Level Anomaly,SLA)的空间分布和时间变化进行分析,主要采取的方法有线性回归、Winters指数平滑法、经验模态分解(Empirical Modal Decomposition,EMD)和经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)。通过研究发现,南海大部分海域的多年平均SLA为正值,只有很少一部分海域出现负值(菲律宾群岛中部海域),并且南海的平均SLA有明显的季节性变化。利用线性回归的方法,发现1993—2017年的南海海平面总体呈现上升趋势。利用EMD分析法发现南海有明显的年际和年代际变化。研究结果表明:中国南海海平面高度呈不断上升的趋势,具有明显的季节和年际变化周期,且ENSO对中国南海海平面的作用不可忽视。     

基于11年高度计数据的中国海海平面变化初步研究

利用1992年10月~2004年1月共11 a的TOPEX/Poseidon(T/P)和Jason-1高度计数据,对中国海海平面的时空变化变化做了初步分析,并且对11 a间海平面的上升速率进行了分析。研究发现中国海海平面11 a间的一些基本的变化特征:(1)11 a间中国海海平面变化被两次厄尔尼诺-拉尼娜现象分成了5个阶段;(2)中国海海平面变化以1 a周期为主,其中黄海和东海变化较为相似,以1 a周期信号为主,而渤海则还有2个月的周期信号,南海还有0.5 a信号;(3)11 a间,渤海海平面变化振幅最大,黄海和东海次之,南海变化最小,南海海平面变化受厄尔尼诺-拉尼娜事件影响程度最大,黄海和东海次之,渤海最小;(4)中国海海平面的上升速率为0.593 cm/a,渤海、黄海、东海、南海的上升速率依次为0.365,0.517,0.683,0.611 cm/a。分析结果为中国海海平面的变化规律、厄尔尼诺现象对中国海海平面变化的影响以及对未来海平面上升趋势的预测提供了有力的依据。     

近40年来珠江口的海平面变化

利用大万山附近1°×1°经纬度网格的卫星高度计资料(1993—2006),计算出珠江口绝对海平面的上升速率为0·30±0·05cm/a,与由卫星高度计得出的全球平均海平面的上升速率一致。珠江口各验潮站近40年的潮位变化趋势分析表明,珠江口海平面正加速上升,为全球气候变暖所致;珠江口海平面与全球温度变化和ENSO活动密切相关,一般在ENSO年海平面相对较低。以IPCC有关全球温度上升幅度的预报值和海平面与全球温度变化的关系为依据,预计到2030和2050年珠江口绝对海平面将分别上升6～14和9～21cm,若考虑地面沉降以及波动值,珠江口部分岸段相对海平面将可能分别上升30和50cm。     

基于卫星高度计数据的全球海洋潮汐特征分析

本文基于长度为18.61年(1992-10-03～2011-04-29)的TOPEX/Poseidon,Jason-1及Jason-2卫星高度计沿轨数据,选择全球海域48943个计算点进行调和分析,提取了四大分潮(M2,S2,K1,O1)的潮汐调和常数.与分布在不同水深下的162个验潮站分析结果对比,四大分潮的矢量均方...     

用Geosat高度计数据观测黑潮流系的低频变化

对Ｇｅｏｓａｔ高度计ＥＲＭ Ｔ２－ＧＤＲｓ共２．３ａ的海面高度数据进行了处理，研究区域为西北太产洋１０°￣４５℃Ｎ，１２０℃￣１６０°Ｅ，包括整个黑潮流系，时间段为１９８６年１１月至１９８９年３月，经过数据筛选，地球物理、环境因子校正及轨道误差较正后，用客观分析方法得到时空均匀的５０个时间序列的海面高度异常场，Ｇｅｏｓａｔ高度计的海面高度异常与验潮站实测水位高度符合较好，之证明处理结果是可信的，海     

福建近海海平面变化研究

利用福建沿海几个主要验潮站数据与法国空间局(CNES)AVISO多卫星融合资料分析了福建近海及其周边海域海平面的时、空变化特征及主要模态,并简要分析福建近海海平面变化趋势.得到如下结论:近54a(1960~2013年)福建沿海相对海平面上升约2 mm/a,福建沿海海平面变化存在显著的季节变化和2~3a及6~8a的年际变化特征,这与ENSO和长周期天文分潮的变化周期较为吻合;对比同期卫星高度计资料和潮位站资料(1993~2012年)发现,卫星高度计与潮位站分析结果基本一致;卫星高度计和潮位站分析结果表明,福建沿海区域海平面近20a平均线性变化趋势约为4 mm/a.     

基于GPS信噪比数据观测海平面变化研究

近年来,GPS-R技术已发展成为一项监测地球环境变化的新技术。首先推导了GPS-R技术观测海平面变化的原理公式,接着描述了利用GPS信噪比(SNR)数据反演水位变化的处理流程,最后利用IGS站SC02的数据,基于自主研发的数据分析软件,反演了该站长达14年的海平面变化时间序列。通过与该站附近的验潮站数据进行对比,两者表现出很好的一致性,相关系数高达0. 96,两者较差的RMS为8cm。研究结果进一步验证了基于GPS信噪比数据监测海平面变化的可行性和可靠性。     

Wind-Wave Characteristics and Climate Variability in the Indian Ocean Region Using Altimeter Data

The significant wave height and wind speed derived for the period 1993–2010 from altimeter data sets over the Arabian Sea, Bay of Bengal, and the Indian Ocean categorized as six zones has been analyzed. The average variation of both significant wave height and wind speed is found to be almost stable for the period of study. The study reveals that the average wind speed increases by about 6cm/sec/year during monsoon and post monsoon in the southern Indian Ocean. The distribution of wind and waves was studied in the context of seasonal variations. In addition, the average inter-annual and intra-annual variations along with the statistical parameters such as standard deviation, and root mean square wave height for the six zones are also reported in this paper.     

西北太平洋海面高度异常对热带气旋的响应

采用一种海面高度异常(Sea Level Anomaly,SLA)对热带气旋响应的合成分析方法,即根据热带气旋的路径位置和运动方向对海面高度异常进行插值、旋转和平均,得到不同热带气旋强度下,以热带气旋最佳路径点为原点的海面高度异常场.利用该方法,基于Aviso卫星高度计数据和中国气象局热带气旋最佳路径数据,得到了199...     

Calibration of TOPEX/Poseidon and Jason Altimeter Data to Construct a Continuous Record of Mean Sea Level Change

Jason, the successor to the TOPEX/POSEIDON (T/P) mission, has been designed to continue seamlessly the decade-long altimetric sea level record initiated by T/P. Intersatellite calibration has determined the relative bias to an accuracy of 1.6 mm rms. Tide gauge calibration of the T/P record during its original mission shows a drift of -0.1 ± 0.4 mm/year. The tide gauge calibration of 20 months of nominal Jason data indicates a drift of -5.7 ± 1.0 mm/year, which may be attributable to errors in the orbit ephemeris and the Jason Microwave Radiometer. The analysis of T/P and Jason altimeter data over the past decade has resulted in a determination of global mean sea level change of +2.8 ± 0.4 mm/year.     

基于AVISO卫星高度计资料的黑潮表层流轴时空变化特征分析

黑潮是著名的太平洋西边界流,是东中国海环流系统的主动脉。我国东海和黄、渤海的水文状况,基本上受黑潮及其分支所制约,因此,对黑潮的研究受到国内外学者的广泛关注。针对 AVISO 高度计地转流资料,采用改进的特征线法和最大梯度法,实现对黑潮表层流轴的自动化探测。利用经验模分解方法对黑潮流轴的离岸距离序列进行了分解,并利用自组织映射方法对黑潮流轴进行了分类。结果表明,黑潮流轴在本州岛南部和九州岛南部海域摆动幅度较大,在四国岛南部海域摆动幅度较小。在九州岛南部海域,黑潮流轴在所研究时间段内有超过一半时间呈近岸平直特征,而“大弯曲”状态占比约 35%。     

西太平洋海面风场数据集的建立及其应用

再分析风场数据至今已发展了约30年,目前人们使用区域乃至全球网格化再分析数据集愈加频繁,但风场再分析数据在强天气过程中的强度明显不足,将风场再分析数据同台风观测数据相融合是解决问题的重要途径,本文通过"构建经验台风圆形风场-叠加台风移行风场-流入角修正-叠加背景再分析风场"的基本思路,融合了西太平洋联合警报中心的所有台...     

热带太平洋海区混沌特征分析

基于 TOGA- TAO锚定于热带太平洋海区的 53个浮标站 1994年冬季海表温度 ( SST)资料 ,采用多种分析非线性动力系统的方法。如谱分析 ,相空间重构法等 ,以及计算描述混沌行为的重要指标 ,如分维数、L yapunov指数等 ,对热带太平洋是否存在混沌现象进行判别分析。发现在热带太平洋 130°W至 12 0°W之间存在强混沌区 ,在西边界附近也存在混沌区。但通过吸引子的相型可以看出热带东太平洋与西太平洋是不同性质的非线性动力系统 ,导致系统出现混沌现象的原因可能是不同的。     

全球和南海海平面变化及其与厄尔尼诺的关系

利用卫星高度计资料,分析了1993年1月至2004年12月全球和南海的海平面变化特征.结果表明,在1993-2004年期间,全球和南海海平面的平均上升率分别为(2.5±0.2)mm/a 和(4.8±1.2)mm/a.研究发现,全球和南海海平面的低频变化都与 El Ni(n)o 密切相关,但二者对El Ni(n)o 的响应位相相反.1997-1998年 El Ni(n)o 初期,全球平均海平面升高,呈现正异常;El Ni(n)o 后期,全球平均海平面下降并由正异常变为负异常.南海平均海平面在 El Ni(n)o 期间呈现负异常,在 La Ni(n)a期间呈现正异常,其低频变化与南方涛动指数的低频分量位相变化几乎完全一致.ENSO 可以通过南海季风和北太平洋环流(黑潮)的变化来影响南海海平面.El Ni(n)o 发生前后的北风异常,以及同期黑潮流量的变化都对 ENSO 影响南海有一定的贡献.     

An Improved 20-Year Arctic Ocean Altimetric Sea Level Data Record

For ocean and climate research, it is essential to get long-term altimetric sea level data that is as accurate as possible. However, the accuracy of the altimetric data is frequently degraded in the interior of the Arctic Ocean due to the presence of seasonal or permanent sea ice. We have reprocessed ERS-1/2/Envisat satellite altimetry to develop an improved 20-year sea level dataset for the Arctic Ocean. We have developed both an along-track dataset and three-day gridded sea level anomaly (SLA) maps from September 1992 to April 2012. A major improvement in data coverage was gained by tailoring the standard altimetric editing criteria to Arctic conditions. The new reprocessed data has significant increased data coverage with between 4 and 10 times the amount of data in regions such as the Beaufort Gyre region compared with AVISO and RADS datasets. This allows for a more accurate estimation of sea level changes from satellite altimetry in the Arctic Ocean. The reprocessed dataset exhibit a mean sea level trend of 2.1 ± 1.3 mm/year (without Glacial Isostatic Adjustment correction) covering the Arctic Ocean between 66°N and 82°N with significant higher spatial coherency in the ice-covered regions than the RADS and DUACS datasets.     

Impact of SARAL/AltiKa-Derived Sea Level Anomaly in a Data Assimilative Ocean Prediction System for the Indian Ocean

The impact of SARAL/AltiKa derived sea level anomaly (SLA) has been studied by assimilating it along with Jason-2 and Cryosat-2 SLA in the Princeton Ocean model (POM) using ensemble optimal interpolation (EnOI) technique. For isolating the extra benefit brought by SARAKL/Altika, a parallel run with assimilation of only Jason-2 and Cryosat-2 SLA has also been conducted. The importance of SARAL SLA in a data assimilative ocean prediction system has been evaluated with special emphasis on the improvement in thermocline depth, depth of the 20° isotherm, subsurface temperature and currents. Comparison with RAMA buoy has shown a positive impact of up to 13% for 20°C isotherm and up to 17% for thermocline depth after assimilating SARAL SLA. An overall improvement in temperature profile is also observed when compared with analogous profiles from RAMA buoys and Argo floats. Improvement in zonal currents away from the equator has also been noticed.