影响我国的东风波特征分析

夏季，随着西太平洋副热带高压的北抬，并逐渐形成稳定的东西带状，在其南侧的东风气流中，常有一些天气尺度的波动西移，这种波动称为东风波。通过资料普查和个例分析结果得出，影响我国的东风波正常均生成于西太平洋上，其在西移的过程中逐渐加强，并进入季风区后，由于受到西南气流的影响，其结构和性质均发生了变化。东风波在合适的环境下，可作为初始扰动而发展为热带风暴，也可启动另外类型的扰动发展为热带风暴，并引导其向西移动而影响我国东南部地区。     

一次东风波引起的特大暴雨天气过程分析

对2010年7月24-27日浙东南沿海温州、台州、宁波、舟山等地出现的特大暴雨天气过程进行分析,发现出现连续暴雨的成因主要是东风波,西环副高的热力对流云系与东风波的相互作用及东风波诱生的低涡也是暴雨持续出现的重要因素;同时天台山、括苍山的地形强迫抬升作用和沿海喇叭形超浅海河口港湾的狭管效应也起了重要作用.并且指出这次东...     

盛夏低纬海平面环流形势的个例分析

本文以1975-1978年间,低纬观测记录较多的7-8月份海平面天气图为基础,采用分析流场和温-湿场(或称能量场、θ_e场,θ_se场)的方法,研究了盛夏季节多台风生成期及台风间歇期的流场,温-湿场的主要特征,进而指出,在热带扰动不活跃、少台风或无台风生成期内,西北太平洋副热带高压脊线与赤道缓冲带轴线趋于连接,低纬东风气流强大,分析区内高值温-湿区发展,控制了大部分洋面.在热带扰动活跃、ITCZ明显加强、多台风或台风成“群”出现的时期,低纬西风东进,研究区内低值温-湿区发展,且高值区断裂,多个中心交错出现.最后指出,台风生成地点及其移动路径和海平面低值温-湿区及其走向基本一致,从而为台风路径预报提供一个值得参考的信息.     

西太平洋暖池形成与维持的动力学机制

建立了一个简单海气耦合模式,其中大气垂直分为两层,为-β平面近似线性模式。在非绝热加热项中包含了对流凝结潜热与大尺度流场之间相互作用的CISK机制以及蒸发、感热与扰动风场之间的反馈机制,并考虑了平均东风区和西风区的不同。由于只研究大气的平均纬向运动,故模式大气中仅含有Kelvin波。海洋模式为一约化重力模式,在一定条件下采用准地转近似,模式海洋中仅保留了Rossby波。对这一海气耦合模式进行特征波动分析,发现海气耦合并不显著改变大气波动的性质。在中东太平洋的平均东风区,大气的Kelvin波仍然增幅和东传。在平均西风区,大气Kelvin波振幅衰减。但耦合作用却使海洋Rossby波的性质发生变化,且波长超过某一临界波长Le的Rossby波的振幅增长。在平均东风区,结论相论。这一理论说明西太平洋暖池的形成与海洋Rossby波有关。在东太平洋,由于是平均东风区,短的Ross-by波振幅增长,不能形成水平尺度很大的“暖池”。而在平均西风的西太平洋区,有可能形成水平尺度很大的“暖池”。     

西太平洋黑洞涡旋物质输运能力分析

基于椭圆型拉格朗日拟序结构（elliptic Lagrangian Coherent Structures, eLCSs）可以提取出黑洞涡旋,它具有较强的输运能力并且随流场长时间运动后仍保持连贯,类似于海洋中的“黑洞”,故被称为黑洞涡旋。本文基于地转流速度场数据,针对西太平洋中一个典型的黑洞涡旋（Eddy A）使用eLCSs的方法提取涡旋边界,并进行分析研究。利用海表温度、海表盐度和叶绿素浓度数据分析验证Eddy A水平方向上物质输运的连贯性;使用Argo浮标得到的不同深度的温度、盐度和溶解氧数据对Eddy A垂直方向的物质相干性进行分析验证。通过分析证明,在较长的时间尺度上,黑洞涡旋边界较欧拉涡旋边界的连贯性更强,能更加客观地描述物质输运。     

挪威海畸形波波形特征研究

畸形波波形与其所处海况特征密切相关。在线性、窄谱假定下,最可能出现的畸形波波形服从“新波”理论,即最大波位于波群中间且其前后相邻波浪对称。然而,实际海浪谱通常是包含多种频率成分的宽谱。目前对实测畸形波及其附近波面形态特征仍缺乏系统认知,对其影响因素尚不明确。本文基于挪威海气象观测站共112个畸形波序列,分析实测畸形波波形及影响因素。研究表明,只有52%的畸形波在波群中间,其余畸形波在波群前侧的概率更高。此外,畸形波前后相邻波浪并不完全对称,其中位于后侧的波幅普遍更大。通过定量分析实测畸形波的平均波形与“新波”理论结果,发现谱宽是影响畸形波波形的关键参数。随谱宽增加,畸形波的平均波形与“新波”理论得到的波面序列误差呈指数增加。     

MIS13时期黄土高原东西部地区夏季风不对称演化

根据黄土高原中东部地区黄土沉积物的地质记录,前人研究推断MIS13时期北半球气候为高温高湿环境,然而,这似乎与黄土高原西部黄土沉积物的地质记录存在差别。本研究通过综合前人的研究结果,对比黄土高原东西部地区MIS13时期的古气候及古土壤风化强度在空间上的梯度分布,发现两地的古气候演化存在不对称性。对比MIS13时期低纬度的亚非季风区和北半球中高纬度地区气候状况得出:高降水量环境仅存在于亚非季风区大部分地区,但当时是否呈现高温环境值得商榷;北半球中高纬地区则显著不同,呈现相对较干冷的间冰期气候。由此推断,MIS13时期黄土高原东西部地区之间气候演化的不对称现象可能是季风缺少动力因素,对黄土高原西部影响较小,且长时间停留在黄土高原中东部地区所致;而在此之后的间冰期,由于季风的扩展和加深可能进一步加剧黄土高原西部地区S5S1古土壤风化强度与年轻古土壤层的差别。     

一次秋季大暴雨过程动力机制的数值分析

利用中尺度大气非静力模式MM5对2003年10月9～12日发生在冀东南和鲁西北的大暴雨过程进行了数值模拟。基于合理的模拟效果,着重分析了产生此次暴雨的动力、热力机制及中尺度天气系统之间的相互作用。结果表明：蒙古高压前部与西南低压外围在华北平原西部形成东北一西南走向的锋面,冷暖空气相遇,在锋前形成大范围静力不稳定区;生成于河南西南部的中-α涡旋向东北方向移动过程中引起地转平衡局地破坏,质量场向风场的调整过程中激发出惯性重力波,而惯性重力波的频散加强了西南风低空急流中急流核的移动,将水汽和能量向锋前输送;位于锋前的冀东南和鲁西北地区的大气层结不稳定度最大,重力波传播到此迅速发展,触发了该地不稳定能量释放,造成了此次局地大暴雨。     

南海北部的春季流场季节内变异个例分析

在南海北部,与中尺度涡相关的季节内变异特征十分显著,通过比较不同时期流场的季节内变异特征,有助于揭示不同动力不稳定中尺度涡对季节内活动的影响。本文以南海北部2009年春季和2020年春季为例,分析了两个时期中尺度涡的动力不稳定性,从而探究季节内变异特征。基于潜标实测流速数据,本文进行了动能谱分析,结果显示这两个时期的流场季节内变异具有相似特征,显著周期分别为10～60 d和30～90 d。季节内信号主要出现在200 m以上的上表层水域,其中30～90 d的季节内流是对应观测期间的主要季节内成分。滞后回归分析和动力不稳定性的计算表明,2009年春季的季节内变异受移动快但强度弱的表层中尺度涡影响,动力不稳定性由斜压不稳定和正压不稳定共同调制;而2020年春季的季节内变异是受强斜压性的中尺度涡影响,通过流速垂向切变增强,从而较快地触发流场季节内变异的发生。本文研究结果有助于深入了解中尺度涡对南海北部季节内活动的影响机制,为海洋动力学和气候研究提供了重要的参考和理论基础。     

信息不对称对发展海洋循环经济的不利影响及对策分析

随着我国海洋经济迅速发展,海洋资源持续利用和海洋环境保护问题逐步得到各级政府的重视。应用循环经济理论探讨海洋可持续发展问题正得到学术界的重视。本文从海洋循环经济运行机制入手,探讨信息不对称对海洋循环经济发展的影响,并提出缓解信息不对称的对策。     

用简单海气耦合模式研究西太平洋暖池的形成机制及其对大气扰动的影响——Ⅰ.简单海气耦合模式的建立(英文)

试图建立一个简单海气耦合模式,其中大气垂直分为两层,为－β平面近似线性模式。在非绝热加热项中包含了对流凝结潜热与大尺度流场之间相互作用的ＣＩＳＫ机制以及蒸发、感热与扰动风场之间的反馈机制,并考虑了东风区与西风区的不同。由于只研究大气的平均纬向运动,故模式大气中仅含有Ｋｅｌｖｉｎ波。海洋模式为一约化重力模式,只保留了Ｒｏｓｓｂｙ波。对这一海气耦合模式进行特征波动分析,发现考虑海气耦合效应并不影响大气波动的性质,在东风区大气Ｋｅｌｖｉｎ波仍然增幅和东传;在西风区大气Ｋｅｌｖｉｎ波振幅衰减。但海气耦合效应却使得大气Ｋｅｌｖｉｎ波的传播速度减慢,周期增大。当考虑海气耦合效应时,海洋Ｒｏｓｓｂｙ波的稳定性质发生变化,由原来的中性波动变为非中性波动。在西风区,波数小于某临界波数的长Ｒｏｓｓｂｙ波振幅增大,而短的Ｒｏｓｓｂｙ波振幅衰减。在东风区结论相反。对海气耦合模式中波动的分析,为数值模拟西太平洋暖池的形成及其对大气扰动的影响建立了理论基础。     

南海低纬地区15kaBP以来高分辨率孢粉记录及植被、气候演变

本文依据南海低纬地区SA09-090孔高分辨率的孢粉记录,从下至上划分了4个孢粉组合带,从孢粉成分的变化,重建了15kaBP以来的植被和气候变化历史。研究结果发现:15.0—12.5kaBP期间研究区花粉主要来自当地出露的陆架,揭示出出露的陆架植被类型是以热带低山雨林和低地雨林为主。海滨地区生长着茂盛的红树林,当时气温比现在低一些,但无明显变干现象。12—10kaBP期间植被中低山雨林花粉增多,红树植物花粉减少,这说明此时海平面上升,气温也回升,花粉源区变远。全新世时(10kaBP至今),花粉主要来源于加里曼丹岛和周围岛屿,植被以低山雨林和海滨红树植物为主,但花粉浓度大幅降低,这种花粉浓度降低说明海平面继续上升,研究区距离花粉源区越来越远。全新世中期时为热、湿的气候环境,后期与现今相近。     

一次典型大范围冷流暴雪个例的诊断分析

利用常规天气图和WRF模式模拟的数据,对2010年12月30日发生在山东半岛的一次冷流暴雪过程进行了天气学诊断分析。结果表明:(1)这是一次典型的大范围冷流暴雪过程,500hPa低涡位置偏南(43°N以南)、850hPa西北冷平流范围广,强度强是造成本次暴雪范围大的主要原因,为强冷流降雪的产生提供了有利条件。(2)降雪的水汽来自渤海,由西北风向山东半岛输送,并在半岛北部辐合;高湿区集中在850hPa以下,湿层较为浅薄。(3)降雪落区与高相当位温脊的位置存在着对应关系,强降雪通常发生在脊线附近;θe等值线向上凸起的高能区集中在750hPa以下,大气不稳定层结较低。(4)强烈的上升运动集中在对流层低层750hPa以下,上升运动越强,降雪量越大。⑸受地形影响,西北风吹向辽东半岛时转为东北风,西北风与东北风在渤海中东部至山东半岛形成切变线,切变线的方向和位置决定了降雪的强度与落区;风速在半岛北部低山丘陵前辐合,有利于产生上升运动,使得降雪加强。     

深水极端波浪非线性几何特征试验分析

为了解极端波浪非线性特征,明确波群在演化过程中的水动力学特性,针对一系列高斯波群进行了深水物理试验分析。试验结果显示,增加波陡或波群宽度,均可使波面偏度Sk发生明显变化,尤其当波浪发生破碎后,在破碎区域内,波面偏度变化范围剧烈增大,说明该偏度极大值可能作为判断破碎的一个指标。波陡和波群宽度对波面不对称度影响程度不同:当波陡或波群宽度增加后,波峰不对称度所受影响最大,波峰前端波谷不对称度次之,波峰后端波谷不对称度所受影响最小,但仍不可忽略。在波浪演化过程中,幅值谱出现不同程度频带下移,波浪破碎后,会出现永久频带下移;当调制不稳定发生时,随着调制不稳定指数增加,频带下移量呈现快速增长趋势。     

南海低纬地区末次冰消期以来高分辨率孢粉记录及古环境

根据南海低纬地区SA09-090孔高分辨率的孢粉记录,从下至上划分了4个孢粉组合带,依据孢粉成分的变化,重建了15 000 aBP以来的植被和气候变化历史.研究结果发现:冰消期早期(15.0～12.5 kaBP)研究区花粉主要来自当地出露的陆架,揭示出出露的陆架植被以热带低山雨林和低地雨林为主.海滨地区生长着茂盛的红树...     

东中国海秋季三维环流诊断计算分析

基于2000年秋季东中国海水文观测资料,应用三维有限元模式FEOM(Finite Element Ocean circulation Model),在温盐保持不变的情况下进行诊断计算100 d,模拟结果再现了环流的主要特征:由于海表面风的影响,秋季东中国海表层的环流以西南向流为主,在10m深以下由于风的影响减弱环流特征比较清晰完整。黄海北部出现一个气旋式涡旋,10m层流速大小为5 cm/s左右;浙闽沿岸流从表层到50～60m深都是存在的,流速基本不变;台湾暖流在10m层流速较大,且向陆架方向入侵明显,但是越向下越不明显,流速也有所减小。诊断计算60d后的后报计算结果显示,松弛尺度为5d可以更好地消除资料的不匹配。因此最终在诊断计算60d后开展了松弛时间为5d的40d的强诊断计算,强诊断模拟结果显示:强诊断计算能更好的模拟东中国海环流结构,相较于诊断计算,表层流速有所减弱,10 m层流速有所加强,各层流向强诊断计算和诊断计算基本一致。     

大糙率珊瑚礁附近规则波非线性特征实验研究

通过波浪水槽实验对大糙率礁面存在下珊瑚礁海岸附近规则波非线性特征参数(偏度、不对称度和厄塞尔数)的变化规律进行了研究。实验采用圆柱体阵列来模拟礁面的粗糙度,测试了一系列规则波工况。结果表明:偏度、不对称度和厄塞尔数的幅值分别在珊瑚礁破碎带结束位置、破碎带内和破碎带开始位置达到最大。3个参数的幅值均随着入射波波高的增大而增大;偏度值随着波浪周期的增大而减小,不对称度幅值和厄塞尔数随着周期的增大而增大;偏度值随着礁坪水深的增大而增大,不对称度幅值和厄塞尔数随着礁坪水深的增大而减小。深水厄塞尔数可以用来描述礁坪上波浪非线性参数的变化,最后给出了用其预测礁坪上3个非线性特征参数的经验关系式。     

六套海洋模式模拟热带西太平洋深层环流结果的对比分析

借助于六套海洋模式资料,本文初步分析了热带西太平洋深层环流的基本特征。与气候态数据集WOA13相比,水深3000m层除HYCOM以正温度偏差为主外,其余模式均为负温度偏差,且随着深度增加偏差幅度变大。盐度偏差方面,HYCOM和OFES以正偏差为主,其余模式以负偏差为主。温盐偏差在各个深海海盆中的时间变化趋势不尽相同,且与实际观测结果存在较大差异。水深1000—3000m以纬向东西向交替变化的射流为主。3000—5000m的纬向流速减小,形成海盆内环流,不同海盆之间可通过深水通道进行海水交换。3000m以深的关键深海通道的输运通量存在明显的季节变化,甚至不同季节流向也不一致,而海盆内的环流形态受制于位涡收支积分约束方程,进而也表征出季节变化的特征,即不同季节海盆内的环流主要旋转形态不同。在分析了初始温盐场、潮汐及其他要素对深海环流的影响后,本文为日后构建适合热带西太平洋深海环流研究的模式提供了建议。     

塔东地区主要不整合面剥蚀量的恢复及成因机制

地层剥蚀量的恢复对于构造演化史研究和油气勘探至关重要。通过对高分辨率地震数据的精细解释,在塔东地区识别出9个不整合面,其中与周缘造山作用相关的不整合面包括：志留系与上奥陶统、上泥盆统与前上泥盆统、三叠系与前三叠系、侏罗系与前侏罗系、古近系与白垩系、新近系与古近系等6个主要不整合面。基于平衡剖面技术,通过趋势厚度法,恢复了塔东地区主要不整合面的剥蚀厚度。研究表明：受天山造山带和阿尔金造山带俯冲、碰撞造山运动的影响,志留系与上奥陶统、上泥盆统与前上泥盆统之间不整合面产生的剥蚀作用主要发生在塔东低凸起和若羌凹陷,并且后者的剥蚀作用最强;三叠系与前三叠系之间不整合面产生的剥蚀作用主要发生在孔雀河斜坡一带;侏罗系与前侏罗系之间不整合面产生的剥蚀作用在塔东低凸起、若羌凹陷和孔雀河斜坡等地区都比较强;古近系与白垩系、新近系与古近系之间不整合面产生的剥蚀作用在塔东地区均发生,但整体剥蚀厚度不大。     

长江河口涨落潮不对称性动力成因分析

长江河口存在着涨落潮流速和历时的不对称现象.本应用长江河口三维数值模式,数值试验定量给出了不同径流量、潮汐和水深下南北支、南北港和南北槽涨潮落潮平均流速和历时,通过横断面涨潮落潮通量必须满足质量守恒观点从动力机制上给出了涨潮落潮流速和历时不对称的成因.