海气界面沫滴悬浮层的特征

Makin利用经典的有限饱和沫滴悬浮层理论建立了高风速下的海面动力学粗糙度模型。本文基于Makin模型,研究了海面拖曳系数随风速变化关系对沫滴悬浮层厚度、沫滴极限下落速度和Charnock参数的依赖性,从而考察了沫滴悬浮层的特征,并根据观测数据确定一些参数的取值。结果表明:沫滴悬浮层高度对拖曳系数随风速变化关系影响甚微;沫滴极限下落速度对拖曳系数随风速变化关系影响较大,但由不同观测数据估计得到的沫滴极限下落速度趋于一致;Charnock参数对拖曳系数随风速变化关系影响较大。综上,基于Makin模型的拖曳系数随风速变化关系主要依赖于Charnock参数。最后,利用已有的理论研究结果及通过数据拟合给出了解析的拖曳系数随风速变化关系式,仅依赖于Charnock参数,适用于各种风速情形。     

海况

在风力作用下的海面外貌特征。中国国家技术局发布的《海滨观测规范》规定 ,海况划定为 0～ 9级及其相应的海面征象如下 :0级 ,海面光滑如镜 ;1级 ,波纹 ;2级 ,风浪很小 ,波峰开始破裂 ,但浪花不是白色的 ;3级 ,风浪不大 ,但很触目 ,波峰破裂 ,其中有些地方形成白色浪花——白浪 ;4级 ,风浪具有明显的形状 ,到处形成白浪 ;5级 ,出现高大波峰 ,浪花占了波峰上很大的面积 ,风开始削去波峰上的浪花 ;6级 ,波峰上被风削去的浪花开始沿浪斜面伸长成带状 ;7级 ,风削去浪花带布满了海浪斜面 ,并有些地方到达波谷 ;8级 ,稠密的浪花带布满了海浪斜面 …     

海浪微波散射理论模式

在假设海面白帽为球形气泡层的基础上,利用白帽海面的矢量辐射传输方程各随机粗糙面散射模型建立了海面的微波散射模型。辐射传输方程利用迭代法求解,随机粗糙面散射模型采用双尺度散射模型,利用白帽覆盖率的经验公式计算海面的微波散射特性。数值计算结果表明,随着气泡厚度的增加球形气泡散射系数越来越接近球形粒子散射系数;白帽对散射同的贡献随风速增大而增大;侧风情况比逆风和顺风情况影响均大;水平极化比垂直极化影响大     

冬季不同背景风场下边界层云对东海黑潮锋的响应个例研究

为探究冬季不同背景风场下黑潮锋影响边界层云的机理,采用高分辨率卫星数据和再分析数据,研究了冬季海面背景风为垂直(西北风)和平行(东北风)东海黑潮海表面温度锋(黑潮锋)条件下,边界层云对黑潮锋的响应。结果表明:背景风垂直黑潮锋情况下,黑潮锋强迫的边界层内次级环流明显,黑潮锋暖水侧海面冷平流强,海气温差增大,海气界面潜热感热通量增大,海气界面不稳定性增大,产生上升运动,云底高度抬升。上升运动在边界层底向南北两侧辐散,在冷水侧产生下沉运动与500 hPa高压下沉叠加,使局地云量明显减少,形成晴空少云区(云洞)。在暖水侧以南的下沉支叠加云顶上的下沉运动和边界层退耦效应共同作用,产生另一个云洞。气压调整机制为次级环流产生的主要原因。背景风平行黑潮锋情况下,海面空气温度平流作用小,暖水侧海气温差较小,虽然海洋仍然加热大气,但海气界面不稳定较弱,湍流增强使云底高度抬升,垂直混合机制为该湍流增强的主要原因。     

关于海面风应力的计算问题

海面风应力是大气通过海面直接向海洋输送动量的唯一方式,它密切联系着海洋动力要素(海流、海浪、风暴潮等)的发生和发展。因此无论从动力海洋学和海洋气象学的理论抑或实用预报角度来看,风应力的研究历来是个十分重要的课题。由于海上测风资料十分匮乏,广义的风应力的研究应该包括两方面的问题:(1)海面风应力和海面测风高度上风速的关系;(2)海面测风高度上的风速和海面地转风的关     

渤海冬季环流形成机制动力学分析及数值研究

采用涡流方程,海面实测风力应力分布和二维数值方法,对渤海冬季环流形成机制进行了研究,结果表明,渤海冬季海面风应力分布东岸大,西岸小,又因海底十分平坦,从而风应力切变形成的负涡度,成为渤海中部及辽东湾海流呈顺时针向流动的主要驱动机制。当考虑海面实测风应力分布,潮余流和开边界入流等条件时,用二维数值方法模拟的渤海冬季环流,与实测吻合良好,一系列数值实验进一步表明：上述关于渤海环流形成机制的动力学分析是     

黄、东海沿岸海面低频振动对大气强迫力的响应

本文通过对黄、东海沿岸7个站1975年10月—1976年9月的日平均潮位、气压和风的资料进行谱分析,发现在2—60天周期范围内,海面低频振动的能量主要集中在大于12天周期范围内;3天周期也有明显的峰值;黄海各站冬季的海面变化大于夏季;黄、东海沿岸在冬季有一低频振动由北向南传播,在我们研究的海区,气压是引起海面变化的主要因素,其次是沿岸风应力.本文还对大气强迫力产生海面变化的动力学机制进行了初步探讨.     

ERS散射计风速资料反演海面粗糙度

本文首先提出了一个利用海面风场计算海面粗糙度(空气动力学粗糙长度)的模式。应用ERS-1/2散射计风速资料,对我国南海海域的海面粗糙度进行了初步的研究。卫星散射计测风具有高精度和高空间分辨率等特点,这对于研究海面粗糙度及波长、周期和波陡等波浪信息研究提供了坚实的数据基础。     

三维波峰的数值模拟

给出了三维波峰的定义,描述了波峰临界值的确定过程,分析了三维随机海浪的方向谱和三维随机海浪的数学描述,在MATLAB环境下设计了随机海面波峰的数值模拟程序,并给出了深水波峰的三维空间模型及其在不同方向传播参数和不同方向函数下平面分布的变化。     

东海海面辐射特征及影响因子分析

利用2006-2007年东海海区(120°E～128°E,26°N～31°N)的太阳辐射、常规气象和皮温等观测资料,分析太阳辐射季节变化特征,并讨论其与相关因子的关系;分析大气透过率与太阳高度角、总云量和相对湿度的关系,并进一步讨论海而反照率与太阳高度角、大气透过率和风的相关性.结果表明:东海海区辐射分量除向上短波辐射外,都表现出夏季最大,冬季最小的季节变化特征;大气透过率秋季最大,夏季最小;海面反照率秋季最大,春季最小.向下(上)短波辐射主要受太阳高度角和云量影响,向下长波辐射与气温、相对湿度的相关性较好,向上长波辐射与皮温的关系非常密切;大气透过率在少云时主要受太阳高度角影响,多云时主要受总云量影响,空气湿度的影响较弱;大气透过率变大时海面反照率减小;太阳高度角是影响海面反照率最主要的因素,且影响作用随着大气透过率的变大而增强,太阳高度角越大,海面反照率越小;风引起的海而粗糙度影响最弱,在太阳高度角较高、大气透过率较大时,风增大海面反照,卒的作用增强.