TY01和O02两种海面空气动力粗糙度方案的比较

本文采用美国国家浮标站(44008)2003年1～3月的资料，通过COARE算法(版本2．6b)，比较了O02和TY01这两种海面空气动力粗糙度长度的参数化方案。通过对摩擦速度、拖曳系数、海面粗糙度及风应力等物理因子的计算得出：在粗糙的海面上，TY01和O02两种参数化方案的计算结果是比较一致的。在考虑浪的信息方面，TY01和O02都是很好的参数化方案．它们都可以适用于不同的风速条件，适用于各种尺度的海洋及湖泊。但是这两种方案在处理幼波时存在不连续的缺点。并且，对于风速较小的光滑海面，尽管它们计算的结果较一致，但是仍然存在偏差。据此，本文的结果对于理论分析和数值计算如何正确使用上述两种海面空气动力粗糙度参数化方案，可提供必要的参考价值。     

南海海面风应力特征分析

用南海的船舶气象资料分析了南海海面风应力的四季特征。指出冬季风应力最大,且指向西南;夏季次之;春、秋两季较弱,最小在春季。本文还进一步分析了南海风应力与大涌频率、浪高的相关关系,并建立了相应的相关方程。     

海面二氧化碳通量的动力学分析

探讨海气间二氧化碳的气体交换。指出海面气体交换的物理过程与大气的强迫作用有关。动力学分析表明：交换速度主要依赖于溶解度、摩擦速度和阻碍系数；海面通量则决定于海与气的浓度差和交换速度，而交换速度随风速增加而增大，随温度增大而减小，其模拟值与风洞实验值基本一致。根据１９９３年１０月、１９９４年４月和１０月在东海三个航次的测定和计算表明，东海海面的二氧化碳通量指向下，其平均值为－４５．５μｇ·ｍ－２ｈ－１     

海面矢量和标量粗糙度的相似分析

应用海面矢量和标量廓线，以及贴海层厚度的相似分析，提出并论证了海面矢量与标量粗糙度近似相等的结论。     

海面阻力系数模式的探讨

海面阻力系数模式的量值及其变化受制于多种因子[1,2].风对洋(或海)面施加的应力异于陆面,其原因在于下垫面不同:前者易动,后者则固定不变.这隐示着海浪在其中扮演的角色是不可轻视的.     

海洋白浪与海面摩擦速度的直接同步测量及其结果分析

本文报告首次进行的海洋白浪、泡沫和沫流带与海面摩擦速度的直接同步测量结果.由此结果得海洋白浪覆盖率W_c与海面摩擦速度U_*的经验关系为W_c=1.34×10^-5U_*^1.93.这一关系式支持白浪覆盖率正比于海面风应力的论断;显著不同于白浪覆盖率正比于摩擦速度3次方的物理分析结果.基于此经验关系式,还对白浪在海-气交换中的作用进行了讨论.     

利用卫星高度计风速资料研究海面粗糙度

海面粗糙度对于海洋工程和海洋军事都非常重要,但对海面粗糙度的现场观测资料非常少, 这大大制约了对海面粗糙度的认识。利用 TOPEX 高度计风速资料实现了对海面粗糙度的反演,并利用 1993 年和1998 年两年的资料对西北太平洋海域的海面粗糙度进行了研究。     

南海区域红外波段大气透过特征分析

利用MODTRAN大气辐射传输模型,输入我国南海区域大气廓线数据,对比分析气溶胶对红外波段大气透过特性的影响。研究表明,气溶胶、温度和季节对该波段在大气中传输均有一定影响;南海区域大气透过率随季节变化很大,夏季比冬季小10%以上,00时大气透过率略大于12时;采用近似国外模式大气带来的误差最大可达到50%以上。该研究结果充分说明:在红外波段大气透过率计算中引入实际大气廓线数据具有重要的军事和工程应用意义。     

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。     

渤海湾海域风况特征分析与海-陆风速对比分析

利用1988年9月-2010年8月的渤海A平台观测资料统计了渤海湾海域的风况特征,对平均风速和6级及以上大风、8级及以上大风的年变化和风向频率进行了分析,得到该海域出现大风的时间和风向、风速特征.为了讨论海上和陆上风速的对应关系,利用相同时间段的渤海A平台站和塘沽气象站观测风资料拟合了两个站风速之间的经验公式.     

利用卫星高度计风速资料研究海面粗糙度

海面粗糙度对于海洋工程和海洋军事都非常重要，但对海面粗糙度的现场观测资料非常少，这大大制约了我们对海面粗糙度的认识。本文利用TOPEX高度计风速资料，实现了对海面粗糙度的反演。利用1993年和1998年两年的资料，文中对西北太平洋海域的海面粗糙度进行了研究。     

风浪状态对海面粗糙度影响

风浪状态参数常用于对海面粗糙度的参数化。中等风速条件下考虑风浪状态参数影响的海面粗糙度参数化方案常存在自相关效应,本文通过分析实测数据得到了无量纲粗糙度随波陡变化的参数化方案,该方案能够有效去除自相关效应;高风速下风浪状态对海面粗糙度仍存在影响,文中基于新得出的中等风速下的海面粗糙度参数化方案,考虑海面飞沫悬浮层的影响,建立了适用于高风速条件下的海面粗糙度参数化方案,该海面粗糙度方案同样考虑了波陡的作用,将该方案计算出的理论值与实测数据进行比对,发现随着波陡的变化,理论值基本涉及测量值的覆盖范围,说明新建立的高风速条件下海面粗糙度方案对海面风浪状态具有较好的敏感性,且该方案能够较合理地描述海气界面之间动量传输。将新提出的适用于高风速下的海面粗糙度方案加入到海浪数值模式中,模拟飓风Ivan产生的台风浪,利用浮标数据进行验证,结果显示模拟的有效波高相对模式默认方案具有较高的精度,说明采用本文新建立的适合高风速的海面粗糙度方案能够改进海浪模式的台风浪有效波高模拟结果。     

南海的季节与年平均风应力

本文根据1982年中国近海及西北太平洋气候图集的风玫瑰资料计算南海各季与年平均风应力场。初步揭示了南海风应力的分布特征与其季节变化规律。     

南大西洋海面风场时空特征分析

本文根据 1950 年~1995 年共 46a 的南大西洋船舶气象报资料,按 1°×1°和 5°×5°网格统计的海面风进行分析研究。通过分析每月各要素的等值线分布图,得出南大西洋海面风场季节变化不如北大西洋显著,但仍有较明显的季节变化,冬季比夏季强盛,相应的平均风速较大,6、8 级大风频率也较高。位于赤道和 25°S 之间的信风区,主要盛行东南风;副热带高压带,风速小,风向变化不定;35°S 以南的西风带风力较强。对这些规律的总结归纳,为该地区的各种活动提供了较为翔实的海面风场变化规律。     

太平洋海面粗糙度的计算及波长的提取

海面粗糙度对于海洋工程和海洋军事非常重要,但是海面粗糙度的现场观测资料非常少,波长更难观测。本文利用TOPEX高度计风速资料,实现了对海面粗糙度的反演。给出了一种提取波长的方法,通过验证表明利用该方法得到的波长精度较高。     

海上大气表面层风温湿廓线的测量及参量化研究

以渤中８号采油平台为基地，对海上大气表面层的风速、温度和湿度廓线进行了同步测量。据测量数据的统计分析，确定了较好适用于渤海中部大气表面层的大气稳定度函数模式（不稳定状态），从而确定了一种海上大气表面层风湿廓线的参量化模式。依此模式，可由实测风温湿廓线数据计算海－气动量、感热和水汽通量。     

南海海面风速季节特征的卫星遥感分析

利用ＧＥＯＳＡＴ卫星高度计于１９８６年１１月至１９８９年３月;司所测的南海海面风速资料,统计分析了南海海面风速的统计特征以及海面风场的分布特点。分析结果表明：南海海区风速受各种天气系统（如季风、台风、副热带高压等）的影响显著,表现为春、夏、秋季平均风速较小,冬季较大,风场分布呈现出夏季南部大,北部小,其他季节为由南向北增强的分布趋势,并在１０°Ｎ,１１０°Ｅ附近海区各季都有一较为稳定的高风速区,其范围大小和中心位置随季节略有变化。     

Study on the Log-Linear Velocity Profile of Near-Bed Tidal Current in Estuarine and Coastal Waters

Many observed data show that the near-bed tidal velocity profile deviates from the usual logarithmic law. The amount of deviation may not be large, but it results in large errors when the logarithmic velocity profile is used to calculate the bed roughness height and friction velocity （or shear stress）. Based on their investigation, Kuo et al. （1996） indicate that the deviation amplitude may exceed 100%. On the basis of fluid dynamic principle, the profile of the near-bed tidal velocity in estuarine and coastal waters is established by introducing Prandtl＇ s mixing length theory and Von Kannan selfsimilarity theory. By the fitting and calculation of the near-bed velocity profde data observed in the west Solent, England, the results are compared with those of the usual logarithmic model, and it is shown that the present near-bed tidal velocity profile model has such advantages as higher fitting precision, and better inner consistency between the roughness height and friction velocity. The calculated roughness height and friction velocity are closer to reality. The conclusions are validated that the logarithmic model underestimates the roughness height and friction velocity during tidal acceleration and overestimates them during tidal deceleration.