大洋细结构混合参数化方法在世界大洋环流模式中的应用

在大洋环流模式中,铅直混合的参数化方法起着关键性的作用。将大洋细结构混合参数化方法首次应用于世界大洋环流模式中。使用中科院大气所(LASG)发展的20层世界大洋环流模式(OGCM)ML20,月平均风场作为强迫场,利用ML20模式在稳定初始状态下运行300a后的计算结果作为本实验进行数值模拟的初始场。该参数化方法对世界大洋环流模式的影响主要表现为：永久性温度跃层的厚度明显变薄;对深层水和底层水的模拟有改进;对南极中层水的模拟比较成功;但是对赤道海区的模拟结果欠佳。     

全球大洋环流诊断模式研究--流场及流函数

基于GFDL的MOM模式建立一个全球大洋环流的诊断模式(R0bust diagnostic model)来研究全球大洋环流.水平空间分辨率1°×1°.垂向分为21层.分别进行月平均和年平均模拟,积分的时间长度为11a.模式水流来自DBDB5(National Geodetic Center,Boulder,Colorado).所用的温度、盐度数据根据Levitus(1994)的资料,表面风应力根据Hellerman and Rosenstem(1983)的全球风场数据插值而来.从模拟结果看,全球大洋中的主要环流结构均得到体现.北太平洋副热带流圈得到合理的模拟,其最大的输运超过50 Sv.北赤道流在12.N附近分为南北两支.北支形成黑潮,而南支为棉兰老海流,在其东边,棉兰老冷涡得到很好的再现.在吕宋海峡有海水进入南海,在南海形成一个气旋式流圈,进而通过南海南部水道流入印度尼西亚海.模拟结果表明南极绕极流和黑潮可以深达底层.湾流则不能深达底层,其下方在1 000～2 000 m深度存在南向的深层流,显示了大西洋深层水的流动.     

大洋环流的诊断计算

采用二维的全球高分辨率(1/4°×1/4°)的自由表面诊断模型结合动力计算估算全球大洋环流,模拟结果与其他模拟结果非常相似。流函数的分布表明,全球大洋中的主要流系均得到体现,包括大洋环流的西向强化的现象(黑潮、湾流等)。黑潮主轴的流量约54Sv(1Sv=106m3/s),非常接近实测值;各层水平流场分布情况显示,各大洋的一些基本流系都能得到很好的再现。如黑潮和南极绕极流可深达底层。湾流不能到达深层,大约在1000～2000m之间海流即已转向。     

大洋环流的诊断计算

采用二维的全球高分辨率（1／4°×1／4°）的自由表面诊断模型结合动力计算估算全球大洋环流,模拟结果与其他模拟结果非常相似。流函数的分布表明,全球大洋中的主要流系均得到体现,包括大洋环流的西向强化的现象（黑潮、湾流等）。黑潮主轴的流量约54Sv（1Sv=10^6m^3／s）,非常接近实测值：各层水平流场分布情况显示,各大洋的一些基本流系都能得到很好的再现。如黑潮和南极绕极流可深达底层。湾流不能到达深层,大约在1000～2000m之间海流即已转向。     

世界大洋环流实验（WOCE）海平面数据处理与质量控制

世界大洋环流实验（ＷＯＣＥ）海平面数据处理与质量控制（莱斯利·里卡兹；萨利·道尔；不列颠海洋数据中心，英国伯肯黑德，比德斯通观测站）英国不列颠海洋数据中心（ＢＯＤＣ）受委托和夏威夷大学一起为ＷＯＣＥ联合负责海平面数据汇编中心（ＤＡＣ）的工作。ＢＯＤＣ...     

七个热带海洋环流模式的比较

七个热带海洋环流模式的比较Ｔ．Ｓｔｏｃｋｄａｌｅ等著。一、引言世界气候研究计划（ＷＣＲＰ）的热带海洋与全球大气项目（ＴＯＧＡ）的一个重要目标是发展适用于热带的海洋环流模式（ＯＣＣＭ）。１９９０年在ＴＯＧＡ数值试验组的主持下，对七个ＯＧＣＭ作了比较。其...     

基于HYCOM的风生大洋环流模拟及季节变化分析

基于垂向混合坐标系统的海洋模式HYCOM建立了全球大洋气候态环流场.在此基础上与前人研究工作进行对比,分析和讨论了全球风生大洋环流场的季节变化情况.从模拟结果看该模式具有较好的模拟能力,可以合理地模拟南极绕极流、赤道流系、黑潮和湾流等世界各主要大洋流系.从断面温度场、流函数分布和断面流量场等分析显示:南极绕极流堪称世界最强流,湾流整体强于黑潮,3者都具有夏季增强、冬季减弱的特点.HYCOM模式在国外的研究方兴未艾,而在国内的应用尚处在起步阶段.本文通过对该模式的介绍和结果分析,向读者推荐使用该模式.     

大洋环流模式中Boussinesq近似与静压近似问题的讨论

改进环流模式中的Boussinesq近似与静压近似是当前海洋环流模式的主要研究方向之一。虽然目前已提出一些在模式中包含非Boussinesq效应和静压效应的方法,但是仍有很多关键问题亟待解决。系统地回顾了改进这2个基本近似的理论分析和数值模式的研究进展,介绍了不同方法的理论基础及其数值分析结果,并分析了这些方法中所存在的缺陷和问题,指出了开展进一步研究需要首先分析的几个关键问题。     

南半球冰期—间冰期大洋表面条件的变化

与天水线的偏差定义为重氢余量ｄ（以下称余量）,ｄ＝δＤ－８δ１８Ｏ。余量主要反映因重轻分子之间的扩散差而产生在非平衡过程中的动力分异。正如基于闭包方程的简单模式显示的那样,大洋表面之上蒸气的余量随着大洋表面温度的增加而增加（３５‰／℃）,并且随着相对湿度的增加而减少（每％下降－０．４３‰）。简单模式也显示反映大洋源区信息的初始余量至少部分保存在整个朝向极地运移的气团轨道上。利用通过同位素示踪识别校正的更复杂的大气物理环流模式（ＡＧＣＭ）获得的结果支持了极地重氢余量值含有远距离蒸发源气象信息的想法…     

世界大洋潮波特征的比较分析

对TOPEX/Poseidon(以下简称T/P)高度计资料直接分析得到4个主要分潮(M2,K1,S2和O1)的调和常数,并与5个全球大洋潮波模式的模拟结果和138个验潮站观测资料的分析结果进行了系统比较,得出如下结论:在深水大洋,高度计资料直接分析结果与潮波模式模拟结果较一致;模拟出的无潮点的个数和位置也较一致;半日分潮模拟结果比全日分潮要好。5个模式模拟结果之间的差异相对较小,振幅的绝对偏差在1.0 cm左右,迟角的绝对偏差在10(°)左右。在陆架浅海,不同模型结果差异相对较大。高度计资料直接分析结果比模式模拟结果普遍偏小,尤其在陆架浅海更是如此。     

印度洋上层经向翻转环流的冬夏季节对比

上层经向翻转环流(shallow meridional overturning circulation, SMOC)主导热带-副热带上层海洋水体交换,对海洋物质输运和热量交换具有重要意义。基于7套海洋再分析数据产品,本文主要探讨了印度洋SMOC的冬夏季节变化及其差异的原因。结果显示,印度洋SMOC主要由南半球副热带环流圈(southern subtropical cell, SSTC)和跨赤道环流(cross-equatorial cell, CEC)组成,并且具有显著的季节差异。夏季风期间, SSTC和CEC均为表层南向输运,表层以下北向输运的逆时针环流结构。冬季风盛行时, SSTC仍维持逆时针结构,但环流中心南移且深度加深,强度弱于夏季;然而, CEC却转向为表层北向输运,表层以下向南输运的顺时针环流结构,其环流中心位置与夏季接近,环流强度与夏季相当。这种印度洋SMOC冬夏结构差异究其原因主要由风生环流主导, CEC冬夏季节环流方向反转是北印度洋冬夏季风转向的结果,而南印度洋信风的季节性位移和强度变化是SSTC强度和位置季节差异的主要原因。     

东北季风与南海海洋环流的相互作用

针对冬、春季南海区风场，表层海流、海温场的季节变化，选用了２＾１／３层海洋模式和简单一层大气边界层模式，研究了冬、春季我作用下南海上层海洋环流的基本形态及其对ＳＳＴ的影响，估算了这种影响对海南风场的反馈效应。研究结果表明，冬、春季东北 与南海五流的相互作用对吕宋岛西部海域的气旋式冷涡的形成和维持有利。冬季（１月）强东北风作用使南海上层为一气旋式环流，上层环流对季风的反馈作用可使南海西北部东北风减弱     

印度洋海—气某些特征及其海温与北半球大气环流的联系

本文根据印度洋海-气热交换和海温信息区分布特征,得出阿拉伯海是印度洋海-气相互作用的一个重要区域。并讨论了阿拉伯海海温与北半球500hPa高度场和西太平洋副热带高压的一些联系。     

赤道印度洋上层环流辐合辐散的年际变异成因分析

印度洋上层海气相互作用对印度洋和太平洋气候系统有重要影响。目前针对印度洋气候态环流特征已有较为全面的研究,但针对印度洋环流的年际变化及其季节性差异的特征分析和具体作用机制,仍缺乏深入的研究。本文利用1979—2007年Simple Ocean Data Assimilation(SODA)再分析资料研究了赤道印度洋表层辐合辐散的年际变异及其季节依赖性。结果表明,以赤道为中心,印度洋上层异常海流,在经向上形成显著的辐合(辐散)现象,究其原因主要是赤道纬向风异常形成的Ekman流所导致。进一步分析表明,热带印度洋异常纬向风的成因与太平洋-印度洋的热力强迫过程作用有关,并且不同的热力强迫过程呈现出显著的季节差异性。此热力强迫过程,具体可分为3种类型:第一类是太平洋纬向海表热力差异的遥强迫作用,主要发生在冬末春初,热带太平洋的纬向热力差异通过调节Walker环流,在印度洋激发出一个异常的次级环流,对应的大气低层形成纬向风异常;第二类是东-西印度洋海表热力差异的局地强迫作用导致的局地环流,使赤道印度洋上空形成纬向风异常,此过程在春末夏初较为显著;第三类是太平洋-印度洋热力差协同作用的结果,使赤道印度洋盛行异常的纬向风,此过程在秋季起主导作用。     

海洋生态动力学模型的研究进展

海洋生态系统动力学模型与模拟研究是海洋生态学研究的最重要方面之一,依据近来国内外的研究成果,综述了海洋生态系统动力学模型的目的、研究方法及建立数学模型应遵循的原则、进展以及未来的发展方向,讨论了海洋生态模型的基本性质及分类并就它们在海洋生态系统研究中的应用作了一些初步分析。     

印度洋金枪鱼渔业现状

报道了印度洋海域金枪鱼渔业近十年的生产概况，结果显示，印度洋金枪鱼渔业从业国家和地区已达40个，从业国家(地区)中以欧共体、印度尼西亚、印度、伊朗、斯里兰卡、中国台湾、马尔代夫等所占份额较高，以2000年计占当年印度洋金枪鱼渔业总产量的68．17％。产量140万吨，以金枪鱼类所占份额最高．主要金枪鱼渔获种类依次为鲣、黄鳍金枪鱼和大眼金枪鱼，主要渔业方式为金枪鱼围网、刺网及延绳钓。中国在印度洋海域金枪鱼渔业中年占份额较小，捕捞产量从1995年的444吨逐渐上升到2000年的6408吨。     

贻贝棘尾虫年轻与衰老无性系抗氧化能力的比较

贻贝棘尾虫采自黑龙江省帽儿山南山水库附近水塘,于１９９５年９月在本系实验室通过接合生殖得到的接合后体,克隆培养作为无性系;采用１９８８年９月以来实验室保存培养的去小核无性系为衰老无性系。     

ENSO相联系的热带太平洋上层海洋异常环流

本文使用SODA(simple ocean data assimilation)海洋同化资料,系统分析了厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation,ENSO)循环中冷暖位相期间热带太平洋上层海洋环流的演变规律,探讨了形成海洋环流异常的新机制。结果表明,在厄尔尼诺成熟期,热带中东太平洋赤道潜流最弱,赤道两侧出现反气旋性环流异常;西太平洋赤道外热带海域出现气旋性环流异常,该区南、北赤道流、棉兰老流、黑潮、新几内亚沿岸潜流及南赤道逆流增强;北赤道逆流区出现异常气旋性环流串,北赤道逆流接近正常。在厄尔尼诺衰退期和拉尼娜发展期,热带中西太平洋赤道潜流达到极强,赤道两侧出现气旋性环流异常;西太平洋赤道外热带海域异常环流减弱,该处主要流场的强度减弱或处于正常状态;北赤道逆流区反转为异常西向流。结果表明, ENSO循环期间的上层海洋环流异常受到热带太平洋温跃层深度异常产生的压强梯度力异常调控,在赤道外热带海洋温跃层深度异常和科里奥利力共同作用产生大尺度海洋环流异常,而在赤道海域,海洋温跃层深度异常和Gill效应造成赤道潜流异常以及关于赤道对称的气旋或反气旋性环流异常。     

热带海洋SST与北半球大气环流的低频振荡特征

采用复经验正交函数展开（ＣＥＯＦ）等方法研究了热带海洋海表温度异常（ＳＳＴＡ）和北半球５００ｈＰａ高度场异常（Ｈ５００）的甚低频（ＬＦ）和准两年（ＱＢ）两种低频振荡空间振幅和位相变化,发现ＳＳＴＡ变化信号在热带西太平洋最先出现,其后是热带中东太平洋,最后是热带中东太平洋,最后是热带印度洋和南海。副热带中西太平洋Ｈ５００滞后于中东太平洋ＳＳＴＡ １￣２月,Ｈ５００的ＬＦ分量从副热带中西太平洋经西北太     

海气耦合模式中挟卷参数化的比较

利用美国国家气象中心的综合性大气-海洋资料序列(COADs),采用三种海气耦合模式对海洋挟卷速度的表达方法,计算了实测资料影响下模式挟卷速度的分布特征。利用求得的挟卷速度和由资料序列求得的热量通量分布,采用Niiler—Kraus一维混合层SST预报模式,估计了各种模式扶卷作用对SST的影响。通过比较各个模式的计算结果,提出: 1.挟卷作用是影响SST变化分布的一个重要因子。挟卷速度的分市取决于所采用参数化形式中主要影响因素的分布情况。不考虑平流作用时,模式SST的分布也取决于挟卷参数化形式中主要影响因素的分布。2.由海气耦合不稳定模态的分析得出三个模式对不稳定海气耦合波影响的特征。