基于实测数据的全球波候研究

利用近20a(1993—2011年)卫星高度计的实测数据分析了年平均海浪的空间特征及海浪的多年变化趋势。研究结果表明:海浪的大值分布路径与风场的大值分布有明显的一致性,风场是影响海浪空间分布的重要因素。海浪在北太平洋有明显的减小趋势;在东北大西洋有弱的减小趋势,与此相反,西北大西洋的海浪有明显的增加趋势;海浪在印度洋、大西洋的低纬度区域及太平洋东岸的低纬度区域有弱的增加趋势;在30°S～45°S的南太平洋区域增加趋势较强。     

基于ERA5再分析数据的中国邻近海域极端波高特征分析

极端波浪对沿海地区基础设施有着深远的影响,了解它们的变化规律是进行海岸带风险分析和灾害预防的基础。文章基于欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasting,ECMWF)第五代再分析数据集(ECMWF reanalysis v5,ERA5),对中国邻近海域1979~2018年间极端波高展开时空特征分析,并统计了40 a厄尔尼诺系数,利用广义极值分布(generalized extreme value,GEV)函数探究了近40 a厄尔尼诺现象对我国海域极端波高的影响,结果显示:统计1979~2018年整个研究区域前2%极端波浪年均值在6~10 m间浮动,且整体趋势递增,在四季趋势变化中,春夏极端波高增长趋势较秋冬高,且波动明显,在年际极端波高变化趋势中有较大波动时大多伴随着厄尔尼诺或是拉尼娜现象的发生,结合厄尔尼诺现象对GEV分布中位置参数的影响分布图和极端波高年、季节际趋势变化分布图,厄尔尼诺现象影响大的地区极端波高大多呈现增长趋势,表明厄尔尼诺现象对极端波高有较高影响。     

基于浮标站和ERA5 再分析资料的浙江沿海台风浪特征分析

为了分析台风影响下浙江沿海风和浪的演变特点，利用浙江省海洋浮标站监测数据和欧洲中期天气预报中心第五代全球气候大气再分析数据（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Reanalysis v5，ERA5），选取2010年以来严重影响浙江的7次台风个例，对台风作用下浙江沿海海面风和浪的演变特点进行分析。结果表明：在台风影响过程中，海浪波型多数呈现混合浪-风浪-混合浪的演变规律；涌浪波型的出现与台风强度及其与浮标站的距离和方位有关，也与海洋潮汐现象紧密相关。台风影响期间，浙江沿海浪高的变化受风速和风向共同作用影响。在风向不变的情况下，持续风速增大对浪高的增大有明显作用；风向的变化也会对浪高变化产生影响，向岸风和离岸风的转变会造成浪高出现剧烈变化。ERA5 再分析资料有效波高在台风浪较大时会呈现偏小的趋势，分析订正后的ERA5 有效波高发现，台风浪有效波高大值区与台风中心位置相关。研究结果可为严重影响浙江沿海的台风浪预报服务提供参考。     

基于ERA-Interim再分析数据的近35年中国海域波浪能资源评估

波浪能是一种可再生能源,对波浪能资源进行可靠的评估是开发利用的前提。本文利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)ERA-Interim 1981-2015年0.125°×0.125°的较高分辨率的海浪场数据,计算了中国海域的波浪能流密度,采用波浪能流密度的富集度频率和变异系数评价了中国海域的波浪能资源,系统研究了波浪能流密度的季节特征及富集度特征。研究表明:(1)我国周边海域波浪能资源呈现非常明显的季节分布特征,秋冬季较丰富、春夏季较贫乏。(2)波浪能资源的丰富的海区为海南岛以东、广东省以南海域(即南海中北部),同时,台湾岛东部海域波浪能资源也较为丰富。(3)波浪能资源相对稳定的区域为台湾岛以东海域和南海中北部海域,其中冬季稳定性最好,夏季最差。(4)综合考虑到波能资源开发的特点,建议选择广东沿岸海域作为波浪能开发的重点海域。     

基于HY-1C的红海滩翅碱蓬提取与近5年变化趋势研究

为掌握红海滩翅碱蓬（Suaeda salsa）群落分布现状及修复情况,本文采用2018−2022年HY-1C卫星海岸带成像仪（CZI）数据,基于现场实测光谱特征分析,构建翅碱蓬遥感提取模型,获得了5期翅碱蓬群落空间分布数据,提取精度优于87%;基于提取结果,开展了红海滩翅碱蓬群落时空分布及类型水平上景观格局的变化分析,结果显示：近5年来,翅碱蓬群落分布面积总体呈显著增加趋势,斑块类型面积（CA）、斑块所占景观面积比例（PLAND）、最大斑块指数（LPI）、有效网格大小（MESH）、平均斑块面积（AREA_MN）等指标呈先减小后上升趋势,破碎化指数（SPLIT）先增大后减小、聚集指数（AI）总体呈上升趋势,可见翅碱蓬群落在红海滩景观构成中占比逐年增大,景观形状复杂度提升,破碎化势头得到逆转,聚集性分布趋势较为明显,这说明自2019年开始实施的翅碱蓬规模化修复工程成效显著;另一方面,翅碱蓬群落生境在总体持续向好的同时又表现出恢复水平空间不均衡的特点,大致为中、东部好于西部,南部好于北部。本文结果可为修复工程的效果评估工作提供基础数据,并为今后修复施工的空间布局规划提供决策参考。     

基于HYCOM再分析数据的浙江近海对台风“灿鸿”(2015)的响应研究

基于混合坐标海洋模型（HYbrid coordinate ocean model，HYCOM）再分析数据研究浙江近海对2015年第9号台风"灿鸿"的动力学和热力学响应，并利用卫星遥感的海表面温度（sea surface temperature，SST）数据验证了HYCOM再分析数据的合理性。结果显示，"灿鸿"在浙江近海引起了较强的近惯性运动，最大流速约为0.4 m/s。台风"灿鸿"引起的近惯性能量在300 m以深海域较强，其衰减的e折时间尺度约为4-12 d。"灿鸿"所引起的SST变化约-3--1℃，降温过程持续约7 d；同时在近岸海底引起了增温，最大温度变化幅度为10℃左右，持续时间也约为7 d（浙江近岸）。经过分析，本文认为近岸海底的增温是由台风引起的次级环流和台风引起的强混合共同导致的。     

基于HYCOM再分析数据研究琉球海流的形成与起源

The origin of the Ryukyu Current(RC) and the formation of its subsurface velocity core were investigated using a 23-year(1993–2015) global Hybrid Coordinate Ocean Model(HYCOM) dataset. The volume transport of the RC comes from the Kuroshio eastward branch(KEB) east of Taiwan and part of the North Pacific Subtropical Gyre(pNPSG). From the surface to 2 000 m depth, the KEB(p-NPSG) transport contributes 41.5%(58.5%) to the mean total RC transport. The KEB originally forms the subsurface velocity core of the RC east of Taiwan due to blockage of the subsurface Kuroshio by the Ilan Ridge(sill depth: 700 m). Above 700 m, the Kuroshio can enter the East China Sea(ECS) over the Ilan Ridge, meanwhile, the blocked Kuroshio below 700 m turns to the right and flows along the Ryukyu Islands. With the RC flowing northeastward, the p-NPSG contribution strengthens the subsurface maximum structure of the RC owing to the blockage of the Ryukyu Ridge. In the surface layer, the pNPSG cannot form a stable northeastward current due to frequent disturbance by mesoscale eddies and water exchange through the gaps(with net volume transport into ECS) between the Ryukyu Islands.     

基于再分析数据的南大洋区域Ekman流时空分布规律研究

南大洋Ekman输运是全球大气-海洋耦合气候系统的重要组成部分,对该区域Ekman动力过程的研究极为重要.首先基于实测数据和文献资料,对GEKCO2 (Geostrophic and Ekman Current Observatory 2)产品提供的Ekman流数据进行了评估,验证了数据的有效性;并结合CCMP(cro...     

卫星遥感合成数据CCMP和两种再分析风速数据在中国近海的比较研究

本文选取卫星风速数据CCMP作为主要数据与再分析风速数据ERA、ICOADS进行比较分析,目的是为了验证我国近海卫星遥感数据的合理性,从而为我国近海风速气候区划图的绘制提供数据支撑,研究结论为：CCMP总体小于ERA约1.0 m/s;比ICOADS小10%～20%,在台海一带则相差40%以上。经研究,CCMP卫星遥感风速数据与洋面观测数据ICOADS更贴近,同时补足了ICOADS非船舶航线数据数量缺乏的问题,但在渤海、台湾海峡等海域存在空间分布不合理的情况。     

1988—2009年中国海波候、风候统计分析

利用高精度、高时空分辨率、长时间序列的CCMP(Cross-Calibrated,Multi-Platform)风场,驱动国际先进的第三代海浪模式WAVEWATCH-Ⅲ(WW3),得到中国海1988年1月～2009年12月的海浪场。对中国海的波候(风候)进行精细化的统计分析,分析了海表风场和浪场的季节特征、极值风速与极值波高、风力等级频率和浪级频率、海表风速和波高的逐年变化趋势,结果显示:(1)中国海的海浪场与海表风场具有较好的一致性,尤其是在DJF(December,January,February)期间;海表风速和波高在MAM(March,April,May)期间为全年最低,在DJF期间达到全年最大;MAM和JJA(June,July,August)期间,中国海大部分海域的波周期在3～5.5s,SON(September,October,November)和DJF期间为4.5～6.5s。(2)中国海极值风速、极值波高的大值区分布于渤海中部海域、琉球群岛附近海域和台湾以东广阔洋面、台湾海峡、东沙群岛附近海域、北部湾海域、中沙群岛南部海域。(3)吕宋海峡在MAM、SON、DJF期间均为6级以上大风和4m以上大浪的相对高频海域,JJA期间,6级以上大风的高频海域位于中国南半岛东南部海域,4m以上大浪主要出现在10°N以北。(4)在近22a期间,中国海大部分海域的海表风速、有效波高呈显著性逐年线性递增趋势,风速递增趋势约0.06～0.15m.s-1.a-1,波高递增趋势约0.005～0.03m.a-1。     

Interannual Variation of Freshwater in the Yellow and East China Seas: Roles of the Changjiang Discharge and Wind Forcing

The interannual variation of the behavior of Changjiang freshwater has been investigated using the Princeton Ocean Model (POM). Five experiments are described in this study. Three basic experiments (Exps. B1, B2 and B3) were performed to examine the freshwater behavior in response to annual variations of the Changjiang discharge in normal, wet and dry years, respectively. Thereafter, the freshwater variation was investigated with the model forced by primary-interannual variations of river discharge with an 8-year period (Exp. I1) and a wind field with a 3.6-year period (Exp. I2). In Exp. B1, the average residence time of freshwater is roughly estimated to be 681.4 days in the Yellow Sea (YS) and 353.4 days in the combined area of the East China Sea (ECS) and the Chinese Coast (CC). This difference is attributed to the current pattern in each region and freshwater exchange among the regions. The interannual variation of freshwater volume in Exp. I1 has a large amplitude and long phase lag in the YS (38 km³ and 1.6-year against primary-interannual discharge variation), while there are relatively small amplitudes and short phase lags in the ECS (18 km³ and 0.7-year) and the CC (14 km³ and 0.5-year). It is concluded that the difference in the freshwater behavior results from the difference in the average residence time in each region.     

中国东部海域冬季风场与海浪场的关联特征分析

利用WAVEWATCHⅢ海浪模式模拟的1993-2011年中国东部海域19 a冬季逐日海浪场资料以及同期CCMP逐日风场资料,采用奇异值分解(SVD)的方法分析了冬季中国东部海域海浪场与提前0~5 d的东亚大陆地面风场的关联特征。结果发现:海浪场与提前1 d的地面风场的关联更有意义;SVD第一模态和第二模态分别反映了贝加尔湖以东南下的反气旋式偏北扰动大风(或气旋式偏南扰动大风)和中国东部平原入海的气旋式扰动风场(或反气旋式扰动风场)对中国东部海域海浪的扰动影响。此外,SVD分析还揭示了冬季影响中国东部海域海浪的大风关键区和移动路径;随着时间的推移,大风关键区从贝加尔湖以东逐步由蒙古南下影响中国东北和华北地区,最后到达中国东部海域。