2030年上海地区相对海平面变化趋势的研究和预测

从全球气候变化区域响应角度,依据1912-2000年吴淞验潮站年平均潮位资料,构建灰色线性回归组合模型,并将其与最小二乘法和小波变换相结合,分析以吴淞为代表的上海绝对海平面长期变化趋势和周期变化规律。由此预测2030年上海绝对海平面相对2011年的上升值为4 cm,结合已公布的构造沉降和城市地面沉降、流域水土保持和大型水利工程及人工挖沙导致的河口河槽冲刷、河口围海造地和深水航道及跨江跨海大桥导致水位抬升等叠加效应及其变化趋势,预测2030年上海市相对海平面上升10～16 cm,陆地海平面上升有7个风险分区。     

2012年海平面的变化趋势

根据国家海洋局南海档案馆的华南沿海验潮站潮位资料、美国科罗拉多大学2013年1月21日公布的卫星观测海面高度距平(△MSL)资料,分析华南沿海、南海及全球海平面变化特征,得出近33年华南沿海的平均海平面上升率为2.8 mm/年,近20年南海与全球海洋的海平面呈准同步变化趋势,南海的海平面上升率为5.64 mm/年.     

近50年全球气候变暖对珠江口海平面变化趋势的影响

根据1957～2006年全球温度和珠江口验潮站平均潮位资料,分析全球气候变暖与珠江口平均海平面上升的关系,并对2030年珠江口海平面上升幅度作出预测。结果表明,近50年来珠江口海平面的上升趋势与全球气候变暖存在显著的正相关关系,预测2030年（前后）珠江口平均海平面比1980～1999年高13～17cm。     

未来海平面的可能上升对我国沿海地区的影响与对策

大气中CO2等温室气体的增加，使全球气候有可能变暖。未来气候将如何变化？对人类会有什么影响？我们应该采取什么对策？科学工作者对这些问题从不同的角度进行了广泛的探讨。现代的气候研究手段──大气环流模拟试验表明，大气中CO2浓度增加，全球表面平均温度可能升高，南北极冰原的大量融化会导致海平面上升，海岸和河口会发生变化，对生态、农业、水资源、甚至整个社会经济产生广泛的影响。卫气候变暖及其对海洋的影响随着气温的升高，高山冰川和极地冰架消融，海水体积膨胀，导致海平面上升。在过去100年间，全球表面平均温度上升0．…     

2020年中国沿海海平面变化及影响状况

气候变暖背景下,海平面上升已经成为全球沿海国家普遍面临的重大环境问题之一 [1].全球海平面上升是由气候变暖导致的海水增温膨胀、陆源冰川和极地冰盖融化等因素造成的.1901—2018年,海洋增温膨胀对全球海平面上升的贡献为29％;冰川和冰盖质量损失对全球海平面上升的贡献分别为41％和29％,且近40年来已经增加 [2]...     

海平面上升对长江三角洲海堤、航运和水资源的影响

分析了２０５０ 年长江三角洲地区相对海平面上升５０～７０ ｃｍ 时,将对该地区沿海海堤、航运及海岸带水资源的影响,并就相应的适应对策提出了建议。     

中国近海大风极值计算方法研究

讨论了中国近海（渤、黄、东、南海）开阔洋面上求算不同重现期大风极值的资料和方法。在没有定点连续气象观测条件下，综合分析现有岛屿站观测、台风记录、船舶报告、数值模式计算风速，分别组成年大风极值序列，使用多种分布模型拟合大风序列，通过检验选定最佳取值。研究结果表明，在拟合各类大风序列时，三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ分布显示较强的适用性；而由波浪谱模式和台风风场模式计算风速组成的序列求取不同重现期大风极值，计算结果稳定，气候分布合理。     

中国近海大风的天气学分型

利用2010—2014年地面观测站（包括288个海岛站、380个沿海气象站、28个浮标站、37个船舶站、53个气象观测塔、13个海上平台站、9个沿海风廓线仪等）和高空气象观测站资料,采用天气学分型和统计分析方法,对2010—2014年285次中国近海6级及以上大风天气个例进行了分析,将近海的大风天气过程归纳为冷空气型、温带气旋型和热带气旋型3种类型。其中冷空气型又分为小槽东移型、小槽发展型和横槽转竖型;温带气旋型又分为东海气旋型、黄渤海气旋型和蒙古气旋型。这些分型可为海上大风预报预警提供天气学背景参考依据。     

1961—2004年黑龙江省近地层风速变化趋势分析

利用1961—2004年地面风速资料,分析了黑龙江省近地层风速变化趋势特征,并对比了国家气象站与农垦气象站风速变化的异同,最后探讨了黑龙江省近地层风速对气候变暖、人类活动的响应。结果表明:(1)近44年来,除极少数测站外,黑龙江省大部分地区年和四季风速呈现显著减小趋势;春季平均风速减小最大,为1.74 m·s~(-1);冬季次之,为1.40 m·s~(-1);秋季较小,为1.33 m·s~(-1);夏季最小,为0.99 m·s~(-1)。(2)国家气象站与农垦气象站风速均呈现减小趋势,但农垦气象站减小幅度小于国家气象站,这可能与1978年以来黑龙江省城市化进程加快有关。(3)黑龙江省近地层风速的减小与气候变暖和人类对土地利用方式的改变有一定关系。     

海平面上升影响下的上海地面沉降防治策略

本文将海平面上升作为上海地面沉降防治策略研究的一个考虑因素,主要通过分析对比黄浦江外滩防汛墙沉降监测结果与工程沿线区域地面沉降监测结果,以及海平面上升对防汛墙防御能力的影响,得到区域地面沉降对防汛墙沉降作用明显、地面沉降叠加了海平面上升因素将进一步降低城市防洪（潮）排涝能力。在此基础上,提出了考虑海平面上升因素下的未来地面沉降防治策略,包括重大市政工程地面沉降监测预警机制建设、实施地面沉降分区管控、加强地下水资源开发利用管理、建立完善地面沉降监测网络等。     

Contribution of south China Sea tropical cyclones to an increase in southern China summer rainfall around 1993

The increase in southern China summer rainfall around 1993 was accompanied by an increase in tropical cyclones that formed in the South China Sea. This study documents the connection of these two features. Our analysis shows that the contribution of tropical cyclones that formed in the South China Sea to southern China summer rainfall experienced a significant increase around 1993, in particular, along the coast and in the heavy rain category. The number of tropical cyclones that formed in the western North Pacific and entered the South China Sea decreased, and their contribution to summer rainfall was reduced in eastern part of southern China (but statistically insignificant). The increase in tropical cyclone-induced rainfall contributed up to ～30% of the total rainfall increase along the coastal regions. The increase of tropical cyclones in the South China Sea appears to be related to an increase in local sea surface temperature.     

冬季中国近海海表温度的长期升高及其对中国降水的影响

利用1962—2011年HadISST海表温度资料和中国160站逐月降水等资料通过回归和相关分析等方法,分析了中国近海冬季海表温度(SST)的长期升高及其与中国冬季降水的关系。研究表明,近50年来中国近海冬季海表温度呈现明显的长期升高趋势。进一步分析发现,中国近海冬季海表温度的升高与长江中下游及以南地区冬季降水的增加存在显著的相关。最后,利用全球大气环流模式(CAM5.1)模拟研究了近海海温长期升高对中国降水的影响,模式模拟结果很好地验证了观测结果,表明中国近海冬季海表温度的长期升高确实对中国冬季降水存在影响。     

长江口海平面上升对崇明三岛除涝安全的影响研究

对长江口海平面上升动态及其对沿海潮汐特性的影响进行了简析。结合长江口崇明三岛地区除涝安全面临海平面上升的影响和威胁,分别建立了基于海平面上升的上海市崇明三岛水系一维平原感潮河网水动力模型,深入开展了海平面上升对三岛地区除涝安全影响的模拟研究。结果显示,至2030年,长江口海平面上升10～16 cm,崇明三岛片区的面平均除涝最高水位、局部除涝最高水位均呈上升趋势,其中,崇明岛片受影响最大,对应水位将分别上升3～5 cm、4～6 cm;长兴岛片受影响次之,对应水位将分别上升3～4 cm、3～5 cm;横沙岛片受影响相对最小,对应水位均将上升1～2 cm;长江口海平面上升对崇明三岛的除涝安全影响在可控范围内。     

Statistical Modeling and Trend Detection of Extreme Sea Level Records in the Pearl River Estuary

Sea level rise has become an important issue in global climate change studies. This study investigates trends in sea level records, particularly extreme records, in the Pearl River Estuary, using measurements from two tide gauge stations in Macau and Hong Kong. Extremes in the original sea level records(daily higher high water heights) and in tidal residuals with and without the 18.6-year nodal modulation are investigated separately. Thresholds for defining extreme sea levels are calibrated based on extreme value theory. Extreme events are then modeled by peaks-over-threshold models. The model applied to extremes in original sea level records does not include modeling of their durations, while a geometric distribution is added to model the duration of extremes in tidal residuals. Realistic modeling results are recommended in all stationary models. Parametric trends of extreme sea level records are then introduced to nonstationary models through a generalized linear model framework. The result shows that, in recent decades, since the 1960 s, no significant trends can be found in any type of extreme at any station, which may be related to a reduction in the influence of tropical cyclones in the region. For the longer-term record since the 1920 s at Macau, a regime shift of tidal amplitudes around the 1970 s may partially explain the diverse trend of extremes in original sea level records and tidal residuals.     

西太平洋-南海地区潜热通量长期变化趋势的南北差异及成因分析

利用1958~2014年美国伍兹霍尔海洋研究所客观分析海气通量项目(OAFlux)的月平均潜热通量和相关气象要素数据,以及NCEP/NCAR再分析表面气压数据,通过Trend-EOF分析方法,本文研究了西太平洋—南海地区潜热通量的长期变化趋势。发现西太平洋—南海地区潜热通量整体呈上升的趋势,其中冬季上升趋势最强。冬季潜热通量趋势存在明显的南北差异,特别是在南海地区,南海北部为上升趋势而南部为下降趋势。南海北部以及菲律宾海地区冬季潜热通量上升的主要原因是海气比湿差的增大,而南海南部潜热通量呈下降趋势,在东侧主要原因是风速减小,在西侧主要原因是海气比湿差减小。南海潜热通量长期趋势的南北差异是风速和海气比湿差的共同作用造成的。另外,研究发现风速变化趋势受到局地环流变化的影响,在表面气压下降中心线以北地区为上升趋势,在其以南为下降趋势,而海气比湿差的变化趋势则主要取决于海表温度的变化趋势。     

Changes in Mean Relative Sea Level around Canada in the Twentieth and Twenty-First Centuries

Abstract

Trends in regional mean sea levels can be substantially different from the global mean trend. Here, we first use tide-gauge data and satellite altimetry measurements to examine trends in mean relative sea level (MRSL) for the coasts of Canada over approximately the past 50–100 years. We then combine model output and satellite observations to provide sea level projections for the twenty-first century. The MRSL trend based on historical tide-gauge data shows large regional variations, from 3?mm?y^?1 (higher than the global mean MRSL rise rate of 1.7?mm?y^?1 for 1900–2009) along the southeast Atlantic coast, close to or below the global mean along the Pacific and Arctic coasts, to –9?mm?y^?1 in Hudson Bay, as indicated by the vertical land motion. The combination of altimeter-measured sea level change with Global Positioning System (GPS) data approximately accounts for tide-gauge measurements at most stations for the 1993–2011 period. The projected MRSL change between 1980 and 1999 and between 2090 and 2099 under a medium-high climate change emission scenario (A2) ranges from ?50?cm in northeastern Canada to 75?cm in southeastern Canada. Along the coast of the Beaufort Sea, the MRSL rise is as high as 70?cm. The MRSL change along the Pacific coast varies from ?15 to 50?cm. The ocean steric and dynamical effects contribute to the rise in MRSL along Canadian coasts and are dominant on the southeast coast. Land-ice (glaciers and ice sheets) melt contributes 10–20?cm to the rise in MRSL, except in northeastern Canada. The effect of the vertical land uplift is large and centred near Hudson Bay, significantly reducing the rise in MRSL. The land-ice melt also causes a decrease in MRSL in northeastern Canada. The projected MRSL change under a high emission scenario (Representative Concentration Pathway 8.5) has a spatial pattern similar to that under A2, with a slightly greater rise in MRSL of 7?cm, on average, and some notable differences at specific sites.     

华西秋雨趋势变化的年代际转折及其成因分析

华西地区（25°N～35°N,100°E～110°E）是中国秋季降水主要地区之一。本文根据华西地区72站月平均降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈德莱中心海温及海冰资料,利用相关和回归等分析方法研究了1961～2014年华西地区秋雨的年代际变率及其与大气环流和海温的关系。华西秋季降水年代际变率分解为呈现显著下降趋势的P1时段（1964～1998年）和呈现上升趋势的P2时段（1998～2014年）发现,对应P1时段降水下降趋势的华西区域大气位势高度异常场具有西正东负结构,大尺度环流场显示为从大西洋东传经北极巴伦支—喀拉海区至东亚的准纬向波列,该波列体现了上游负位相NAO（North Atlantic Oscillation）的调制作用。对于P2时段的降水上升趋势,其位势高度场配置与P1时段相反,而大尺度波列结构在欧亚大陆的部分呈西北—东南走向,且整体偏西,体现了上游正位相NAO的调制作用。这种环流结构导致华西区域西北侧形成负异常中心,有利于西南暖湿气流进入研究区域。影响华西秋雨趋势转折的海温关键区位于热带中东太平洋和热带印度洋。在P1时段,华西秋雨降水趋势与同期热带中东太平洋和印度洋海温呈显著正相关关系。而在P2时段,华西秋雨与前冬热带中东太平洋和印度洋海温存在显著负相关,前冬西北太平洋海温正异常也同时影响了华西秋雨的上升趋势。     

中国东部夏季降水年际变化与东中国海及邻近海域海温异常的关系

本文首先利用1979～2008年中国756个站点和GPCP2.1的降水资料与Hadley中心的HadISST再分析海温资料以及应用合成和相关分析方法, 分析了中国东部夏季降水年际变化及其与东中国海及邻近海域海温异常的关系。分析结果表明: 当东中国海及邻近海域为暖 (冷) 异常时, 长江中下游、 江淮地区夏季降水减少 (偏多), 而东北南部的降水偏多 (减少)。并且, 本文应用RegCM3区域气候模式对上述关系进行数值试验, 结果表明了东中国海及邻近海域的暖 (冷) 异常, 将使得我国长江、 黄淮流域和华北大部分地区夏季降水的减少 (增加), 而华南地区、 东北南部和朝鲜半岛等地夏季降水的增加 (减少)。此外, 本文还利用NCEP/NCAR再分析资料和数值模拟对上述关系的大气环流变异过程进行了分析, 分析结果揭示了上述海域的升温或降温对东亚地区上空的纬向和经向环流有较明显的影响。当东中国海及邻近海域升温时, 除了在该海域东部引起低空辐合, 高空辐散, 产生上升运动外, 还在其西部的长江、 黄淮流域和华北地区引起低空辐散, 高空辐合, 产生下沉运动, 这将引起长江、 黄淮流域和华北等地夏季降水的减少; 并在华南、 东北南部和朝鲜半岛地区引起低空辐合, 高空辐散, 从而产生上升运动, 这使得华南地区、 东北南部和朝鲜半岛夏季降水的增加。反之, 当东中国海及邻近海域降温时, 上述区域出现相反的现象。这些都说明东中国海及邻近海域的热力状态可能是影响我国东部夏季降水的重要因子之一。     

近海面风场对黄东海域海平面特征影响的分析与模拟

基于1993—2012年TOPEX/Poseidon(T/P)卫星海平面异常SLA(Sea Level Anomaly)数据和FSCR(Climate Forecast System Reanalysis)再分析风场资料,分析黄东海域近20 a海平面的时空分布特征,尤其是不同时间尺度风场影响的变化特征,进而通过区域海洋模式对海面高度短期变化的可能机制进行探讨。结果表明:1)黄东海域海平面多年平均状态为南高北低,近海面季节性风场在岸线分布和海水热膨胀特征下,造成海面冬春季偏低,夏秋季偏高。近20 a黄东海域平均风速逐步减弱,平均海面上升速率为2.9 mm/a。2)风场的短期活动主要为灾害性大风,统计显示冬夏寒潮大风和台风大风均呈频数减少、强度增强的趋势。运用FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)模拟分析台风和寒潮作用下黄东海域海平面的变化,发现台风强风可形成辐散式海流气旋式涡旋,对应海面为下凹负值中心;北路寒潮大风可形成海流反气旋式涡旋,对应海面为上凸正值中心。两类涡旋的强海流部分增强了海面倾斜度。3)强海流部分动能和动量迅速向海水深部下传,无论在深度和强度上,寒潮造成的海流涡旋动能和动量下传比台风涡旋更迅速,更强。这与寒潮降温引起的海洋层结不稳定对流作用有关。     

Prediction of the South China Sea Dipole Using SSA-MEM

ABSTRACT

A dipole structure appears in the sea surface height off the central coast of Vietnam during boreal summer in the South China Sea. This dipole, which possesses a chlorophyll signature associated with higher phytoplankton concentrations arising from nutrient upwelling, is important for the productivity of local fisheries. Multi-satellite sea level anomalies are used to investigate the life cycle of the dipole structure. By applying empirical orthogonal function (EOF) analysis, the third EOF mode (EOF 3) is found to represent the major variations of the dipole structure. By removing the temporal noise of EOF 3, a South China Sea dipole index is defined. This index captures the life cycle of the dipole including its generation, mature strength, and final termination. Both one-dimensional and two-dimensional forecasts are generated using a statistical forecasting method that combines singular-spectrum analysis and the maximum entropy method. The appearance of the dipole structure can be predicted with an accuracy of 78% at one-month lead times and an accuracy of 61% at one-year lead times.