南海月平均流的计算

本文用一个二维全流方程模式,计算了南海1—12月的逐月平均流。所得的南海逐月环流的总趋势以及一些中小尺度的涡旋现象不仅与海洋观测相一致,也与已有的一些研究结果相吻合。而且,计算所得的海洋场和海面起伏场均很好地反映出南海的季节性变化特征,特别是高海暖流的存在在计算中又进一步得到了证实。文中对南海海流的机理也作了一此初步探讨。     

南海风生冷暖涡的数值模拟

利用美国普林斯顿大学海洋模式(POM)对风应力和海岸线共同作用下的南海冷暖涡生成机制进行了数值模拟.结果表明,风应力的作用总可在其下方的海洋中激发出与风应力旋转方向相同的直接涡旋.当地球自转参数f≠0时,通过埃克曼(Ekman)抽吸作用可在南海分别产生与反气旋性和气旋性海面风应力强迫相对应的暖涡和冷涡.如果f=0,风应力激发出的直接涡旋流更强,但均为冷性涡旋.β效应使激发出的海洋涡旋东西方向的非对称性增大,并且诱生出一个与直接涡旋反向的间接涡旋,两涡间的海流和海洋西边界流均增强.文中还对上述现象的机理进行了简要讨论.     

南海夏季风爆发的数值模拟

利用高分辨率的区域气候模式 (RegCM_NCC) 对南海夏季风爆发进行模拟研究。研究表明:该模式对积云对流参数化方案的选择十分敏感, 其中以Kuo积云参数化方案为最好, 可以比较成功地模拟出南海夏季风的爆发时间、爆发前后高、低层风场的剧烈变化以及季风与季风雨带的向北推进。然而该方案对于雨量和副热带高压位置的模拟, 与观测相比尚存在一定的偏差, 主要表现为副热带高压位置模拟偏北、偏东; 南海地区的降水量模拟偏少、降水范围偏小。此外, 采用4种参数化方案 (Kuo, Grell, MFS, Betts-Miller) 集成的结果在某种程度上要优于单个方案的结果, 这种改善主要体现在对南海地区季风爆发后降水的模拟上。     

南海海温异常影响南海夏季风的数值模拟研究

采用p－σ九层区域气候模式(p－σRCM9）模拟并研究了南海海温异常对南海夏季风的影响, 数值模拟结果表明, 5月份的南海海温对南海夏季风的爆发日期起关键作用: 5月份南海海温持续增温 (降温）, 南海夏季风爆发日期偏早 (偏晚）。南海夏季风爆发后, 南海异常增温, 同期的南海夏季风增强, 而后期的南海夏季风减弱; 南海异常降温, 则与之相反。机制分析表明, 南海海温正(负)异常增强(减弱)了海面与行星边界层之间的能量交换, 主要是潜热通量的输送, 并在大气中通过积云对流加热率的变化来影响对流层热量的分布, 进而引起对流层中低层辐合和高层辐散的变化, 然后使得环流场和风场作出相应地调整, 环流场和风场又会反过来影响积云对流加热率的变化, 这是一个正反馈过程。在5月份南海增温(降温)强迫下, 5月份南海地区的对流活动加强(减弱）, 使得对流层低层副热带高压提前(延后)撤出南海, 从而有利于南海夏季风爆发偏早(晚）。在南海海温异常强迫下, 中国东南部和南海地区的降水率异常主要是由积云对流所产生的降水率异常引起。     

南海夏季海流的数值模拟

用一个水平分辨率较高的区域海洋模式计算了中国海的海流。本文给出了南海７月份的上层环流的数值模拟结果。结果表明:在南海北部的陆架区，一支较强的东北向海流穿过台湾海峡流入东海；在海南岛东南和越南沿岸以东海域有一个气旋式的涡旋；南海南部被一个反气旋式的大涡旋所占据。计算得到的这些环流特征与观测结果十分一致。另外，数值模拟结果还显示出，黑潮的一个分支通过巴士海峡的南部进入南海，虽然一部分海水不断被陆架诱导流向东北，但是仍有一部分海水可以一直向西流到海南岛以东海域。     

局地海啸对我国南海影响的数值模拟分析

选取了一组代表性的南海海啸源,并分别使用COMCOT海啸模式,以数值模拟的方法对南海局地海啸源进行了数值模拟,从海啸的传播影响时间、波高和能量分布等角度,分析了如果南海发生地震海啸,不同海啸源将会对我国南海沿岸地区和南海岛礁造成的影响。通过敏感性试验证实,海啸波的强度受地震震级变化影响较大,因此,如果南海发生强震引发局地海啸,不同海啸源将会给我国南海周边及岛礁等不同区域造成严重损害。     

南海海流对冬季风应力的响应特征

本文用美国普林斯顿大学新式（ＰＯＭ）的南海版本（ＳＣＳ－ＰＯＭ）模拟了抟续冬季风风应力作用下,南海海流的响应特征。结果表明,从静止的海洋出发,定常冬季风风应力驱动下的南海海流有明显的时间变化,垂直积分后的海流（全流）约需１２０天左右的时间,方能达到准稳定态,表层、次表层和深层海流的时间演变也有类似特征。模拟结果还表明,ＳＣＳ－ＰＯＭ有能力模拟出南海边界流、沿岸流和海流的涡旋状结构。     

海温对月平均环流影响的数值试验

利用 T42L9全球谱模式,在相同初始场的条件下,将不同的 SST 作为外强迫源输入模式,其一个月延伸预报的结果表明,SST 的变化对第三旬的环流预报影响比较大,但对于不同的初值其影响是不同的,对于比较稳定的初值,不同的海温场对月平均环流的影响较小;而对于不稳定的初始场,则影响较大.同时指出了500hPa 高度预报场的均方根误差的增长在中纬度主要与大气中的斜压不稳定有关,如果斜压不稳定度大,则误差随时间增长快;斜压不稳定度小,情况则相反.     

温度,盐度和风应力对南海海流模拟的影响

用美国普林斯顿大学海洋模式（ＰＯＭ）对南中国海的年平均海流进行了数值模拟,对温盐结构和风应力在海流形成中的作用进行了较详细的讨论。结果表明,仅有温盐水平不均匀分布也可以驱动海水而生成南海海流,但此种海流的结构较乱,最大流速只有３０～４０ｃｍ·ｓ－１。若温盐无水平结构,则在风应力驱动下,南海海流的结构较为有序,且最大流速可增至６０～７０ｃｍ·ｓ－１。在温盐水平分布不均匀并有风应力的作用时,生成的南海海流与仅有风应力作用时的海流场较相似,说明在南海海流的形成中,风应力的作用更为重要。海面自由高度的分析也证明了上述结论。     

海底地形对南海海流、海面高度和海温影响的数值试验

利用美国普林斯顿入学海洋模式（ＰＯＭ）的南海版本（ＳＣＳ－ＰＯＭ）,研究了南海海底地形对南海海流、海面高度和海温的影响。共做了４个数值试验,分别包含陡峭（ＳＴＰ）、光滑（ＳＭＴ）、平坦（ＰＬＴ）和中间（ＭＤＴ）４种地形。在真实的海岸线和１月气候个均风应力的共同强迫下,将模式积分３６０天,对所得结果进行了比较分析。结果表明,海底地形对海水质量输送和海温分布有重要的影响,对表层和次表层流以及海面自由高度的影响较小,它们的分布主要由海岸线和风应力次定。并对海气耦合模式中海洋模式的选择提出了看法。     

华南海陆风的数值模拟

本文利用Mass和Dempsey的一层σ坐标中尺度模式对华南的海陆风进行数值模拟。模拟结果表明,华南存在着六个中尺度的海陆风系。同时,存在三个与广东省暴雨中心相对应的海风辐合区。最后,利用模式输出的地面气压场计算的日波的振幅和位相,讨论了海陆风转换的时间以及它的动力学机制。     

冬夏季海面风场和海洋表层流的数值计算

设计了一个海面风场的诊断模式和海洋表层流的数值计算模式。只要输入海面气压场并利用迭代方法，即可求得海洋表面的风场和海洋场。利用１月和７月多年平均的海平面气压场，对这两个模式的性能进行了检验。结果表明，无论冬夏，用海平面气压场诊断出的海面风场与观测到的海面风场很接近，而与地转风场有很明显的区别。用海面风场和海面气压场启动的海洋表面流，与实况也较一致。本文的试验结果还表明，计算海流时，不应忽略海平面气     

NUMERICAL SIMULATION OF ATMOSPHERIC POLLUTANTS DURING THE ONSET STAGE OF SOUTH CHINA SEA SUMMER MONSOON IN 2011

Using the 2006 Global Emissions Data and 2011 NCEP Final Analysis data as the initial and boundary condition, we simulated the three-dimensional distribution of atmospheric chemical pollutants (such as sea salt, PM10, COx, SO2, NOx, O3, etc) during the onset stage of South China Sea (SCS) summer monsoon from 25 April to 25 May in 2011 over the monsoon area of 70°–160°E, 0°–40°N. Simulation results shows that, many changes have taken place in the distribution of atmospheric chemical pollutants near 950 hPa and 400 hPa due to the enhancement of the westerlies and southerlies over the SCS as a result of the monsoon outbreak. Especially, the concentration of pollutants over the SCS is much higher than that over other places because of the strong wind convergence near the surface in situ. Moreover, the vertical distribution of pollutants is also greatly affected by the westerlies and southerlies in the onset process of SCS summer monsoon. Meanwhile, the concentration over land is much greater than that at sea in pre-monsoon period, while the difference between land and sea in the concentration of most pollutants decreases greatly with the onset of SCS summer monsoon.     

2004年南海夏季风的爆发及中南半岛陆面-过程的可能影响Ⅱ： 数值试验

在对南海夏季风的爆发及中南半岛陆面过程的可能影响进行了诊断分析的基础上,应用MM5/NOAHLSM模式,研究了中南半岛陆气相互作用对2004年南海夏季风爆发过程的可能影响。结果发现:在南海夏季风爆发前,中南半岛南海地区低层气温差确实出现低值,甚至负值;尽管短期内中南半岛土壤湿度和降水的变化没有引起季风爆发日期的改变,但对季风爆发的强度有影响。土壤湿度和降水变化引起的干异常可导致地表感热通量的增大和地表温度的升高,致使中南半岛与南海之间低层的温差异常(负温差)减小,季风爆发强度减弱;不同的是,湿异常可引起季风爆发强度增强。这一结果说明,在南海夏季风爆发前期,中南半岛上空对流活动和降水异常及其引起的土壤湿度的异常变化在一定程度上会影响到季风爆发的过程。文章还比较了不同温湿地表条件下低层大气状态的差异和地表能量、水分平衡过程的不同,分析了陆气相互作用对季风活动产生影响的物理机制。     

南海温盐流数值产品构建及评估

基于区域海洋模式ROMS构造了一套覆盖中国南海的40年（1980—2019年）温盐流数值产品OCEAN＿SCS。OCEAN＿SCS的变量包含了温度、盐度、流速、流向以及海表高度。OCEAN＿SCS的水平空间分辨率为0.1°×0.1°,垂向分层40层（0～5 000 m）,时间分辨率为1小时,包含潮汐信息。利用独立的观测资料对OCEAN＿SCS进行了初步评估,评估对象包括温度、盐度、海表高度、海流、潮位和增水。在不包含资料同化的前提下,OCEAN＿SCS的模拟精度达到了较高的水准。OCENA＿SCS的构建将为南海海洋环境的研究提供数据支撑,并服务于南海海洋环境保障。     

南海-热带东印度洋海温年际变化与南海季风爆发关系的初步分析

对５月东亚至热带东印度洋表面温度距平主要特征向量场的分析表明，以苏门答腊为中心的热带海洋温度异常与南海季风爆发有密切关系。当该海域海温较常年偏暖（冷）时，南海季风爆发往往迟（早），它可能是通过影响中南半岛与其南方热带海洋之间经向热力差异的变化来实现的。分析了从冬到夏南海－热带东印度洋海温距平主要特征向量场的时空演变，末夏初以苏门答腊为中心的热带海温距平场特征可以追溯到冬季南海海温场的变化，后者与南     

PRELIMINARY STUDY OF RELATIONSHIP BETWEEN INTERANNUAL VARIATIONS OF SST IN SOUTH CHINA SEA AND TROPICAL INDIAN OCEAN AND SOUTH CHINA SEA MONSOON OUTBREAK

Conclusions are divided regarding the role of the variations of thermodynamics in the monsoon activity for the South China Sea region. In this study, primary eigenvectors are studied for the SSTA from East Asia to the tropical eastern Indian Ocean in May. The results show that temperature anomalies that center on Sumatra are closely related with the outbreak of the South China Sea monsoon. When the SST is warmer (cooler) than average year, it is likely that the monsoon set in late (early). It may be caused by the changes in meridional difference in thermodynamics between the Indochina Peninsula and its southern tropical oceans. Studying the temporal and spatial evolution of primary eigenvector distribution of the SSTA in the South China Sea-tropical eastern Indian Ocean from winter to summer, we find that the temperature anomalies that center around Sumatra in late spring and early summer can be traced back to the variations of the SST fields in the South China Sea in the preceding winter. Being well associated with the outbreak of the South China Sea monsoon, the latter is a signifi-cant index for it. The work helps understanding the atmospheric and oceanic background against which the South China Sea monsoon breaks out and behaves.