南海—西太平洋海域热量平衡各分量的年变化特征及其与天气系统的关系

就海表面热量平衡Q_l而言,它包括进入海平面的太阳总辐射Q_s,海面有效回辐射Q_b,蒸发耗热Qe,以及海洋与大气间感热交换Qc,它们之间的关系是:Q_l=Qs-Qb-Qe-Qc。 本文对1965—1967年期间南海及西太平洋海域热量平衡各分量的月际变化进行了分析,结果表明:(1)海面热量平衡各分量的年变化中,季节变吧是最显著的,各年之间具有共同性。(2)热量平衡各分量的季节变化对该地区的重要天气系统的作用是不一样的:(a)冬季感热加热带(也包括潜热)可能对移出大陆的气旋在海上加强有一定的贡献;(b)全年在低纬度海洋上一直存在的潜热加热带与台风活动有着密切的联系;(c)而进入海面的太阳总辐射可能对西太平洋副热带高压轴线的位移有一定的控制作用。     

北太平洋海面水温的显著异常型与北半球冬季大气环流的关系

1.引言最近关于大气环流和厄尼诺事件之间的相互关系的研究有:Wallace和Gutzler(1981年)论证了500百帕高度场上5个遥相关型。而Horel和Wallace(1981)提出了太平洋/北美(PNA)型及其与赤道东太平洋海面水温异常的关系。另一方面,Hosksins和     

用海洋水文资料预报南海台风

海洋—大气是个密切相关的系统,海洋对大气的影响是不可忽视的。海洋水文状况对台风的发生发展更有直接的关系。在研究南海台风发生发展中,我们用1965—1972年7—10月某站14时盐度、日平均海面水温、14时气温和气压等资料,绘制成曲线,分析曲线升降趋势(图略)与南海台风发生发展的关系,为预报提供一些线索。     

加利福尼亚附近的海温强迫及其与北太平洋年代际振荡的可能联系

本文利用1958～2018年期间海表面温度（SST）异常和湍流热通量异常变化的关系,探讨了其与北太平洋年代际振荡（PDO）相关的年际和年代际时间尺度上在不同海域的海气相互作用特征。结果表明:在年际尺度上,黑潮—亲潮延伸区（KOE）表现为显著大气强迫海洋,赤道中东太平洋表现为显著海洋强迫大气;在年代际尺度上,PDO北中心表现为大气强迫海洋,加利福尼亚附近则表现为显著海洋强迫大气。进一步分析表明:加利福尼亚附近区域是北太平洋准12年振荡的关键区域之一,与PDO准十年的周期类似,加利福尼亚附近的冷（暖）海温对应其上有反气旋（气旋）型环流,赤道中太平洋海水上翻和北太平洋东部副热带区域经向风应力的变化是北太平洋准12年振荡的另外两个重要环节。     

南海台风状况下海气界面热量交换研究

根据国家海洋局南海分局的Marex(马瑞克斯)数据浮标观测资料、南海断面线 调查资料和西沙海洋站资料，计算了南海海气界面热量交换值。研究结果表明:不论是夏季还是秋季，在台风环流内海气界面热量交换均非常强烈，主要贡献来自潜热通量(Qv)，位于(20.49°N，114.14°E)附近海域。夏季台风环流内显热通量(Qk)出现负值，海面有效反射辐射(Qe)出现减弱现象；秋冬季节台风环流内Qk量值增加显著均为正值，Qe有加强的现象。分析实测资料发现:1961～1989年8次ElNino事件过程中，西沙海洋站水温比赤道太平洋水温提早出现增暖现象的有4次，水温推迟出现增暖现象的也是4次。西沙海洋站水温增暖出现在12月的仅有1次。ElNino事件发生后，南海水温异常增暖，但是海气界面热量交换反而减弱。     

1997～1998年广东赤潮发生与海洋水文气象的关系

根据1 997年1 0月～1 998年5月广东沿海大规模赤潮实况,分析了海洋水文气象条件对赤潮的诱发作用。结果表明:赤道太平洋上层海洋水温异常变化,导致中国东南沿海气温、相对湿度偏高,盐度偏低,风速偏弱,海水温度偏高,降水量偏少(多) ,对赤潮发生发展有重要影响。     

热带西太平洋海面的热量收支——中美西太平洋海-气合作考察观测事实之三

本文根据1986年2月8—14日中国“向阳红14号”考察船以及其它的船泊水文气象观测资料,计算了西太平洋热带海面(140—160°E、18°S—14°N)的能量收支各分量。计算结果表明,这个期间内该海面所获得的热量净收入的大小与赤道辐合带低值系统的增强或减弱有关;海面向大气输送的热量主要是以潜热通量输送方式进行的;考察海域内相当部分海面,供给大气能量大于它从大气接收的能量,其中最明显的地区出现在西太平洋热带地区(10°N附近),而不是在赤道地区。     

南海——西太平洋海域热量平衡各发量的年变化特征及其与天气系统的关系

就海表面热量平衡Qι而言，它包括进入海平面的太阳总辐射Qs，海面有效回辐射Qb，蒸发耗热Qe，以及海洋与大气间感热交换Qc，它们之间的关系是：Qι＝Qs－Qb－Qe－Qc。本文对1965－1967年期间南海及西太平洋海域热量平衡各分量的月际变化进行了分析，结果表明：（1）海面热量平衡各人量的年变化中，季节变化是最显著的，各年之间具有共同性。（2）热量平衡各分量的季节变化对该地区的重要天气系统的作用是不一样的：（a）冬季感热加热带（也包括潜热）可能对移出大陆的气旋在海上加强有一定的贡献；（b）全年在低纬度海洋上一直存在的潜热加热带与台风活动有着密切的联系；（c）而进入海面的太阳总辐射可能对西太平洋副热带高压轴线的位移有一定的控制作用。     

第一次全球大气研究观测计划

世界气象组织全球大气研究计划第一次全球实验(FGGE)中的大气观测和研究工作计划,将于1978年9月—1979年8月间进行。第一次全球大气实验的目的是研究海洋对大气现象的影响。比如海表水温距平对大气环流及涌升流区域海面对天气型变化的影响。这次实验将有两个集中观测时期,分别是1979年1—2月和5—6月。世界气象组织拟定1976年2月2—6日在日内瓦召开第一次全球大气试验政府间会议。     

西沙海域近百年SST上升速率估算

根据西沙海洋(环境监测)站的海面温度(SST)历史资料、1900—2016年Had ISST数据集中西沙海域1°×1°网格SST和其他气温历史资料,比较该海域不同气候基准期SST的差值,采用回归分析方法估算近100年、近56年SST的变化速率,探讨该海域SST变化与全球气候变暖的关系。结果表明:1)20世纪70年代以来西沙海域海洋站的SST基准值比Had ISST 1°×1°网格SST高0.13~0.19℃;2)1961—2016年西沙海域SST、南海区SST、华南沿岸SST与广东省年平均气温的上升速率在0.016~0.017℃/年之间;3)近100年西沙海域SST上升率为0.011℃/年,略高于同时期全球气候变暖速率(0.009℃/年)。     

全球的海况变化

气候系统是包括大气圈、海洋、陆地、冰雪、生物圈的综合系统。海洋占地球总面积的70％,对气候的形成起很大的作用。一、全球海面水温的长期变化 1.综合海洋气象数据集美国国家海洋大气局(NOAA)根据全世界的船舶观测制作的综合海洋气象数据集,搜集了1854年到1986年的风、气压、     

热带太平洋地区海气系统的耦合振荡

本文讨论了东太平洋赤道海温和太平洋月平均云量距平的关系,结果表明:(1)东太平洋赤道海温距平和中太平洋赤道云量距平有很好的正相关,而与东、西太平洋赤道云量距平有很好负相关。所以太平洋赤道上空应该存在二个距平的东西向环流。(2)云和海温存在周期为34—38个月的耦合振荡,我们提出了云-辐射-海温机制来作解释。(3)在东太平洋海温暖水月的前12个月到后6个月期间,东太平洋赤道云量是负距平的(即偏少),这表明此期间可能是大气在影响海洋,亦即Walker环流影响海温变化,而不是海温影响了Walker 环流。海温和Walker环流是相互作用的,这种相互作用组成了大气和海洋之间的一种耦合振荡。(4)东太平洋海温、中太平洋云和北半球中、西太平洋信风亦有很好的相关。     

GOALS模式对热带太平洋ENSO年际变化特征的模拟评估

文中重点分析了中国科学院大气物理研究所LASG最新发展的全球大气环流谱模式(R42L9)与一全球海洋环流模式(T63L30)耦合形成的全球海洋-大气-陆面气候系统模式(GOALS/LASG)新版本已积分30 a的模拟结果,通过与多种观测资料的对比分析,讨论了赤道太平洋海表温度(SST)的年际变化及其纬向传播、赤道东太平洋SST异常与其他洋面SST变化之间的遥相关关系、赤道太平洋浅表层海温的年际变化特征等研究内容.结果表明,COALS模式模拟出了赤道太平洋SST异常出现不规则的年际变化特点;赤道东太平洋SST异常的向西传播过程;赤道太平洋混合层海温变化由西向东、由深层向浅层的传播过程;同时也模拟出了赤道东太平洋SST变化与赤道西太平洋以及与西南太平洋海温之间的反相关关系,与南印度洋和副热带大西洋SST之间的正遥相关关系等实际观测现象.但COALS模式也存在明显的不足,如对赤道东、中太平洋SST异常的年际变化幅度明显偏小,没能模拟出赤道东太平洋的SST变化比赤道中太平洋强的特点;赤道太平洋SST从东向西的传播速度明显比实际观测慢得多,但混合层海温极值变化由西向东的传播速度明显比实际情况快得多;没能模拟出赤道东太平洋SST变化同西北太平洋SST的负相关和北印度洋海温变化的正相关现象,因此也影响了对南亚、东南亚降水年际变化的模拟能力.     

冬夏东亚季风环流对太平洋热状况的响应

冬夏隔季韵律关系一直是我国长期天气预报和短期气候预测的一个重要依据,然而迄今为止对它们之间的物理过程及成因机理并不十分清楚。利用NCEP/NCAR全球2.5°×2.5°网格月平均再分析资料,研究1951~2000年冬夏东亚季风环流异常变化与太平洋海面温度(SST)的关系及对关键海温区响应机理。研究指出:冬夏东亚季风环流隔季韵律关系及其年际变化与赤道东太平洋海面温度异常(SSTA)变化密切相关,冬季赤道东太平洋出现La Ni~na(El Ni~no)型的SST分布,有利冬、夏东亚季风环流加强(减弱),其影响过程通过赤道Walker环流强(弱)以及东亚地区Hadley环流强(弱)过程完成。冬季赤道东太平洋海温变化是冬、夏东亚环流季节以及年际变化的一个重要外强迫因子。     

热带海气耦合系统中的长周期振荡及大气中的赤道辐合带

在考虑到大气中各种非绝热加热和对海洋的反馈过程后,建立了一个纬向平均的海洋、大气耦合系统模型。对系统的频率分析表明:存在着一类周期在月以上的长周期振荡。周期的长短依赖于海洋的混合层深度、所在纬度和各种物理过程(如对流凝结加热,辐射冷却、海面蒸发、海水上翻和云量对辐射平衡的调节等)的强弱。 在上述的基础上,讨论了赤道辐合带的形成和变化。计算所得的辐合带宽度和纬度与观测事实是比较一致的。     

一个大洋环流模式和相应的海气耦合模式的评估 I.热带太平洋年平均状态

评估了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体动力学数值模拟国家重点实验室海洋环流模式L30T63和海气耦合模式FGCM 0模拟的热带太平洋年平均状态 ,资料取自L30T63由观测的大气强迫驱动的Control试验、由NCARCCM3大气强迫驱动的Spinup试验、以及相应的海气耦合模式FGCM 0。主要的结论是 :( 1 )在“准确”的海表强迫下 ,Control模拟的海面温度和温跃层与观测结果相当接近 ,模式的固有误差是赤道冷舌过分西伸和东南太平洋温跃层偏浅。 ( 2 )Spinup能模拟出合理的热带太平洋上层海洋环流 ,但存在两个问题 ,即 :暖池区海面温度显著偏高、沿赤道的梯度过大 ;赤道温跃层偏浅、东西向坡度偏小 ,它们分别与CCM3提供的海表短波辐射通量和风应力的系统误差有关。这两个问题很可能是海气耦合模式FGCM 0运行初期误差迅速发展的重要原因。 ( 3)FGCM 0模拟的赤道暖池区上层 1 0 0m的平均温度比观测低 3℃。分析表明FGCM 0夸大了暖池区海洋动力过程的降温作用 ,使得模拟的“暖池”在一定程度上具有冷舌的属性。FGCM 0模拟的热带南太平洋温跃层比观测结果偏浅数十米到 1 0 0m ,以致赤道两侧的上层海洋温度分布趋于对称 ,成为“doubleITCZ”现象在上层海洋中的表现。风应力旋度的系统误差和垂直混合随深度衰减过快     

从波浪到厄尔尼诺

绕极流海域存在全球最大的波浪输运量,遇陆地阻隔,在大洋东岸形成连接高纬度与低纬度之间涌浪的经向输运通道。本文分析了存在于南极绕极波(ACW)中的波浪信号以及来自绕极流海域涌浪的东向强化特征,并进一步从理论分析及定性计算的角度研究了波浪诱导的经向输运对东赤道太平洋海表面温度变化的影响,提出了波浪过程对厄尔尼诺影响的全新观点。未来工作中,我们将在海浪-海流-大气耦合模式中考虑波浪的大尺度效应,深入探究波浪在大气海洋动力过程中的重要作用。     

海面温度与长期预报

一、比亚克内斯(Bjerknes)的研究如果大范围赤道海域的水温高,那么它就要向哈德莱环流的上升区输送大量的热量,使这个环流加强,依靠中纬度西风带,输送大量角动量通量,其结果,使偏西风加强。就太平洋赤道的温度场来看,东西两侧有很大不同,西部广大海域都是高水温,但是,在东部伴随着秘鲁海流的寒流由南美洲西海岸向西流动。水温在南美洲沿岸最低,随着西移水温渐高,与新几内亚地区的水温相比,平均相差6℃。这种水温梯度,随着洋流强度大小而有很大变化。     

利用ARGO资料改进海洋资料同化和海洋模式中的物理过程

国际ARGO计划的实施每年将可提供多达 10万个剖面 (0～ 2 0 0 0m水深 )的海水温度和盐度资料 ,这些资料的获取无疑将会大大促进海洋和大气科学的发展 ,使人们加深对海洋过程的了解 ,揭示海 气相互作用的机理 ,为长期天气预报和短期气候预测提供模式初始场 ,提高长期天气预报和短期气候预测的能力。如何利用这些资料开展研究工作以及在实际业务中应用这些资料是目前大气和海洋科学界的一个前沿课题。本研究将ARGO浮标资料引入了国家气候中心的NCC GODAS同化系统 ,结果分析表明 ,同化ARGO资料后所得到的海温场在三大洋中不仅在温度数值的大小 ,而且在分布形式方面都与观测场具有较好的一致性 ,可以很好地反映出观测到的冬季和夏季海温的分布形式以及海温的季节变化特征和异常特征。本研究还应用最新的ARGO海洋观测资料 ,通过建立新的热带西太平洋次表层海温参数化方案 ,改进了Zebiak Cane(1987)海洋模式 (ZC模式 ) ,克服了ZC模式几乎没有模拟赤道西太平洋表层和次表层海温变化能力的缺陷。在ZC模式中引用新的次表层海温参数化方案后 ,在赤道西太平洋不仅次表层海温的模拟得到了改善 ,对海面温度异常的模拟也有了较大的改进 ,不仅模拟出了赤道西太平洋表层和次表层海温异常的年际变化特征 ,也模拟出了与观     

全球海气系统年际和年代际变化的时空特征分析

本文利用从1950－1998年共计49年的马里兰（Maryland）大学全球海洋同化分析资料和NCEP全球大气再分析资料，分析了全球海气系统年际和年代际变化的主要时空特征，结果表明：1）全球上层海洋年际变化的主要模态是位于热带太平洋的ENSO模态，海洋年代际变化的最显著区域为南半球高纬度及中纬度海洋特别是赤道以外区域的热带东太平洋和大西洋；2）全球大气年际和年代际变化都主要位于中高纬度地区尤其是两极地区，在年际时间尺度上，气温异常和气压异常没有明显的对应关系，但在年代际时间尺度上，气温增暖（变冷）常常伴随着气压的降低（升高）；3）在年际时间尺度上，发生在中高纬度陆地地区的大气年际变化和主要发生热带海洋上层海洋年际变化没有一致性的内在联系，前者主要表现为大气的内部（浑沌）变化，而后者主要为热带海气相互作用产生的ENSO变化；4）在年代际时间尺度上，全球海洋大气系统大约在70年代前后，均一致性地经历了一次跃变，其结果是导致80年代以来，全球大范围地区（尤其是两极和西伯利亚地区）气温明显偏暖，赤道两侧的热带东太平洋、北美和南美西海岸、及非洲西海岸等海域海表面温度偏高，伴随着这种全球大范围背景增暖现象，青藏高原北部和格陵兰岛区域气温具有变冷的趋势，而南半球高纬度海域海表温度也表现为降低。