青岛冷水团的生成与演变研究

本文基于现场观测资料并结合FVCOM三维海洋模式的模拟结果,研究了2010年青岛冷水团生消过程和演变机制。结果表明,山东半岛东南海域的中层冷水是青岛冷水团的雏形,于4月中旬演变为青岛冷水团,位于青岛东南外海40m以下的盐度锋面中;刻画了青岛冷水团的消亡过程:5月青岛冷水团的北部底层水并入南黄海底层冷水中,构成南黄海的西部冷中心;而南部水团面积大幅减小,温盐特征大幅上升;6月上旬,青岛冷水团完全被南黄海底层冷水吞并,青岛冷水团完全消亡;揭示了青岛-石岛近海反气旋涡、黄海冷水团锋面密度环流对青岛冷水团的作用,前者是青岛冷水团存在的动力机制,后者加剧了底层海域的水平热量交换,促使了青岛冷水团的消亡。     

渤海沿岸流季节变化对青岛冷水团影响的初步分析

青岛冷水团位于青岛外海海域,具有独特的温盐结构和生消规律,对近海水文和周围渔场有重要的影响。利用世界海洋数据库(WOD2013)和中国科学院海洋研究所开放航次的黄海断面观测资料,及ROMS区域海洋模式,对青岛冷水团的形成机制和演化过程进行了研究。结果表明,青岛冷水团3月初现,4月形成,5月达到鼎盛,6、7月逐渐与黄海冷水团融合,8月开始衰减至10月消亡。渤海沿岸流秋冬季为北风驱动的正压流,其携带的山东半岛北岸的低温水为青岛冷水团的形成提供水源;春夏季为冷水团密度环流,输运到青岛冷水团和黄海西侧冷水团之间的低温水促进了两水团的融合,加快青岛冷水团的消亡。     

黄海冷水团演变过程及其与邻近水团关系的分析

黄海冷水团是出现在黄海的一种独特的水文现象.文中利用覆盖整个黄海的GDEM三维水温资料,结合近期一些大型调查所获得的有关观测研究结果,首先较系统地分析了黄海冷水团的形成和演变过程,并对冷水团3个冷中心的季节演变提出了一些与前不同的认识.同时,通过对黄海冷水团形成、发展和消亡与该海域温跃层演变关系的分析,进一步揭示了黄海冷水团演变的机理.然后,探讨了黄海冷水团演变过程中与青岛和仁川东南海域冷水团以及东海北部底层冷水的关系.分析表明,在黄海冷水团发展的鼎盛时期,青岛冷水团和仁川东南海域冷水团以及东海北部底层冷水皆包络其中.     

青岛冷水团强度的变化特征

青岛冷水团盘踞于山东半岛东南部近海的深底层。它是南黄海西部海域中的一个突出而重要的水文现象。青岛冷水团的存在和变动不仅使南黄海西部的环流结构和水文状况趋于复杂，而且还影响山东近海渔场春汛渔期的早晚和鱼群的集散程度(郑东等，1983；张元奎等，1989)。 目前，对青岛冷水团的温、盐特性及其成因早已有研究(郑东等，1983；张启龙等，1996；Zhang et al.，2002)，但有关青岛冷水团的长期变化特征尚未见报道。作者在已有研究结果基础上，利用1959~1995年间的水温资料，对青岛冷水团强度的变化特征进行分析，以期加深对青岛冷水团的认识以及为该海域海洋水产资源的合理开发利用提供科学依据。     

南黄海春季水温分布特征的分析

利用美国海军的空间分辩率为10′×10′月平均的GDEM三维水温资料,研究了南黄海春季水温的分布特征及其演变过程。分析结果较清晰地显示了春季南黄海的水温分布如何从冬季的垂直均匀型过渡到夏季的层化结构。分析还表明:春季南黄海水温的水平和垂直结构皆比冬季更为复杂,并出现若干个较特殊的水文现象,例如,在34°40′~36°20′N的南黄海西侧出现了“青岛冷水团”,而在35°30′~37°20′N的南黄海东侧,初次发现存在着一个类似性质的冷水团,称其为“仁川外海冷水团”。此外,在冷水团的邻近海域还存在着中层冷水。     

黄海温度场季节循环时空模态与机制

根据黄海1977年5月—1981年11月逐月大面温度调查资料,采用旋转经验正交函数(REOF)、调和分析和延迟相关分析等方法,分析了黄海五层温度场季节循环时空模态与机制。黄海温度场季节循环主要有2种时空模态:第一模态是对太阳辐射、经向风应力、黄海暖流和潮混合季节变化的响应;第二模态是对纬向风应力和深层环流季节变化的响应。两种模态空间分量在垂直方向分成双层结构。2种模态季节变化位相自表层传播至底层均需要2个月,同层第二模态季节变化位相滞后第一模态2~3个月。两种模态时间分量在深层形成季节循环时间准对称型和非对称型,其中非对称型模态冷期长于暖期一倍。黄海、青岛冷水团形成于黄海深层温度场两种模态冷期与初暖期季节叠加。深层准对称型第一模态是形成黄海、青岛冷水团的季节背景因素;非对称型第二模态和气旋辐合型环流过程是控制黄海、青岛冷水团季节生消和年际变化的主要因素。     

北黄海冷水团温度年际变化研究

本文基于1976—2006年国家标准断面(大连—成山头)调查资料,结合ECMWF气温、风速以及辐射等再分析资料,研究了北黄海冷水团的低温中心以及北部锋面的年际变化规律,并对其与气候年际变化信号的关系做了相关性分析以及EOF分析,研究了影响北黄海冷水团的诸多因素。研究结果表明,北黄海冷水团及其北部锋面强度存在明显的年际变化特征,北黄海冷水团中心最低温度具有升温趋势,北部锋面强度具有减弱趋势。分析发现,前冬海温,当地气温,经向风场以及辐射通量都对来年北黄海冷水团的强度存在影响,东亚冬季风的年际变异是影响北黄海冷水团温度年际变化的主要机制,El Nio、La Nia事件成熟期滞后于北黄海冷水团最低温度的相对低值、高值出现,ENSO通过与东亚冬季风的相互作用与北黄海冷水团相联系。     

北黄海夏季温盐年际变化时空模态与气候响应

根据北黄海断面1976~2015年历年8月温度、盐度与长岛气候要素资料,采用旋转经验正交函数(REOF)、最大熵谱分析和延迟相关分析等方法,研究了北黄海断面夏季温度、盐度年际变化时空模态与气候响应.断面温度主要有4种时空模态:第一、二模态为海洋因素影响的年际变化分量,渤海断面夏季温度分量和7月太平洋年代际振荡(PDO)指数的线性与非线性作用是主要影响因素.第三、四模态为海洋与大气因素影响的年际变化分量,渤海断面夏季温度分量、断面冬季表层平均温度、7月风驱环流强度和5月PDO指数的线性和非线性作用是主要影响因素.断面盐度主要有4种时空模态:第一模态为海洋与大气因素影响的年际变化分量,渤海夏季盐度、夏季降水量及断面冬季表层盐度是主要影响因素;8月纬向风驱环流是次要影响因素.第二至四模态为大气因素影响的年际变化分量,7、8月风驱环流强度和夏季降水量是主要影响因素.北黄海夏季风驱环流分布是北黄海断面夏季温盐年际平均分布的主要影响因素.断面温盐垂直层结年际变化为准平衡态周期年际变化.北黄海断面冷水团月平均温度和面积为准平衡态周期年际变化,断面温度第三模态、断面冬季表层平均温度是断面冷水团月强度年际变化的主要影响因素,7月PDO指数是非线性影响因素.北黄海断面冷水团月平均盐度为显著线性低盐趋势周期年际变化,断面盐度的第一至三模态以及渤海断面夏季盐度分量的线性和非线性作用是冷水团月平均盐度年际变化的主要影响因素.北黄海断面夏季冷水团中平均温度、盐度的长期变化趋势是不同的,不存在长期稳定的比例关系.     

南黄海西部36°N断面生态环境特征及其季节变化

重点研究了南黄海西部36°N断面水文、生源要素的四季变化特征,阐明了该断面诸参数四季变化的主控因素,并以此反映和指示了与其相关海域的生态环境特征.结果表明:黄海冷水团及黄海暖流具有季节性演替变化规律;秋季跃层以下水体是一部分夏季冷水团残留水和黄海暖流水的混合水;断面西侧在四季均存在小范围的低盐冷水现象(即青岛冷水团),...     

青岛冷水团强度的变化特征

青岛冷水团盘踞于山东半岛东南部近海的深底层。它是南黄海西部海域中的一个突出而重要的水文现象。青岛冷水团的存在和变动不仅使南黄海西部的环流结构和水文状况趋于复杂,而且还影响山东近海渔场春汛渔期的早晚和鱼群的集散程度(郑东等,1983;张元奎等,1989)。     

椒南化工区排污口附近海域的底栖生物状况

利用2002年6～7月椒南化工区排污口附近海域生态调查资料,对该海域底栖生物的种类组成、数量分布及其生态群落多样性等进行了分析和研究,结果表明:(1)该海域底栖生物种类贫乏,多毛类Polychaeta、海地瓜Acaudinamolpadioidea及纵肋织纹螺Nassariusvari-ciferus等耐污种类为优势种;(2)该海域底栖生物生物量较低,且局部海域出现了无底栖生物现象;(3)该海域底栖生物多样性指数低、丰富度低、优势度大,表明底栖生物的生态环境已受到严重污染。     

胶州湾水域有机农药六六六的污染源及分布

根据1982年的胶州湾水域调查资料,分析了有机农药HGH在胶州湾水域的分布、污染源和季节变化。结果表明,胶州湾水域在4月、6月、7月和10月,HCH的污染较轻。在胶州湾水域,4月、6月和7月,HCH的含量变化由近岸向湾中心有梯度形成：从大到小呈下降趋势,10月HCH的梯度变化刚好相反。表层HCH的水平分布状况与底层HCH的水平分布状况一致。HCH含量变化展示HCH通过河流输入近岸水域要比通过地表径流直接输入近岸水域的质量浓度要高。因此,胶州湾水域HCH含量变化证明了HCH的陆地迁移过程。这表明在夏季,输入的胶州湾水域HCH的含量与春季相比,相对较高;HCH表、底层含量变化在时间尺度和空间尺度上证明了HCH的水域迁移过程。这揭示了HCH的表层含量高,通过沉降,HCH的底层含量就高。根据表、底层的HCH含量变化,提出了HCH的水体效应、稀释效应和累积效应,并用模型框图,表明了HCH穿过水体的含量变化,定量描述水体对HCH的作用。     

北太平洋海温分布与7月副高的遥相关分析

选取1952-2005年共54 a北太平洋月平均海表温度(SST)资料,奇异值分解结果表明,6月日界线附近西风漂流区的SST包含了北太平洋SST场的主要信息,西风漂流区与赤道冷水区的SST存在遥相关振荡,并且在6月振幅达全年最高值,11月其振幅出现次高值。分析结果表明,6月西风漂流区的SST可视为来年7月西太平洋副高强弱变化的信号:6月西风漂流区的SST偏低,则来年7月西太平洋副高偏强;反之,来年7月西太平洋副高偏弱。     

Detection of cyclonic eddy generated by looping tropical cyclone in the northern South China Sea:a case study

A case study on the cyclonic eddy generated by the tropical cyclone looping over the northern South China Sea (NSCS) is presented, using TOPEX/POSEIDON altimeter data and AVHRR sea surface temperature (SST) data.Three cases relating to the tropical cyclone events (Typhoon Kai-Tak in July 2000, Tropical Storm Russ in June 1994and Tropical Storm Maria in August-September 2000) over the NSCS have been analyzed. For each looping tropical cyclone case, the cyclonic eddy with an obvious sea level depression appears in the sea area where the tropical cyclone takes a loop form, and lasts for about 2 weeks with a slight variation in location. The cold core with the SST difference greater than 2 ℃ against its surrounding areas is also observed by the satellite-derived SST data.     

Detection of cyclonic eddy generated by looping tropical cyclone in the northern South China Sea: a case study

A case study on the cyclonic eddy generated by the tropical cyclone looping over the northern South China Sea (NSCS) is presented, using TOPEX/POSEIDON altimeter data and AVHRR sea surface temperature (SST) data. Three cases relating to the tropical cyclone events (Typhoon Kai-Tak in July 2000, Tropical Storm Russ in June 1994 and Tropical Storm Maria in August-September 2000) over the NSCS have been analyzed. For each looping tropical cyclone case, the cyclonic eddy with an obvious sea level depression appears in the sea area where the tropical cyclone takes a loop form, and lasts for about 2 weeks with a slight variation in location. The cold core with the SST difference greater than 2℃against its surrounding areas is also observed by the satellite-derived SST data.     

Temperature variability caused by internal tides in the coastal waters of east coast of Peninsular Malaysia

The effects of tidal currents (i.e., barotropic and internal tides) are important in the biogeochemistry of a coastal shelf sea. The high-frequency of currents and near-bottom temperatures collected in three consecutive southwest monsoon seasons (May, June, July and August of 2013 until 2015) is presented to reveal the role of the tidal currents to the temperature variability in the coastal shelf sea of the east coast of Peninsular Malaysia (ECPM), south of the South China Sea (SCS). The results of a spectral density and harmonic analysis demonstrate that the near-bottom temperature variability and the tidal currents are influenced by diurnal (O₁ and K₁) and semidiurnal (M₂) tidal currents. The spectral density of residual currents (detided data) at 5, 10 and 16 m depth also shows significant peaks at the diurnal tidal frequency (K₁) and small peaks at the semidiurnal tidal frequency (M₂) indicating the existence of internal tides. The result of the horizontal kinetic energy (HKE) shows a strong intermittent energy of internal tides in the ECPM with the strongest energy is found at 16 m depth during a sporadic cooling event in June and July. A high horizontal cross-shore heat flux (16 m) also indicates strong intrusions of cooler water into the ECPM in June and July. During the short duration of cold pulse water observed in June and July, a cross-wavelet analysis also reveals the strong relationship between the near-bottom temperatures and the internal tidal currents at the diurnal tidal frequency. The intrusion of this cooler water is probably related to the monsoon-induced upwelling in June. It is loosely interpreted that the interaction between the strong barotropic tides and the steep slope in the central basin of the SCS under the stratified condition in southwest monsoon has generated these internal tides. The dissipation of internal tides from the slope area probably has driven the cold-upwelled water into the ECPM coastal shelf sea when the upwelling intensity is the highest in June and July.     

基于Himawari-8数据的夜间海雾识别

海雾是一种发生在海面的灾害性天气现象,掌握海雾的分布与生消变化,能有效地减少海雾带来的危害。卫星遥感观测具有近实时、大范围覆盖、连续观测等特点,特别是高时间分辨率的静止卫星观测系统,能够对海雾的发生?发展?消亡过程进行动态跟踪观测。本文以2018?2019年黄、渤海发生的海雾事件为样例,利用日本静止气象卫星Himawari-8（H-8）红外辐射数据,分析海雾的多通道红外亮温辐射特性,通过不同波段差和波段比组合,定义海雾和晴空水体分离指数、海雾和一般云系分离指数、多通道亮温差斜率指数以及中红外亮温纹理指数,提出基于多指数概率分布的夜间海雾监测算法;算法分别应用于H-8和韩国静止气象卫星GEO-KOMPSAT2A（GK-2A）数据,对2020年2?6月发生的6次海雾事件多时次卫星观测识别出的海雾位置分布和覆盖面积进行对比实现互验证,结果表明,本文提出的夜间海雾监测算法能有效地实现夜间海雾的识别;选择2020年4月29日夜间H-8和GK-2A 每10 min一次连续观测数据的监测结果,对海雾的发生区域进行跟踪分析,清晰地展现出此次海雾事件的发生、发展演变过程,说明算法能清楚地监测出各时段海雾的分布,跟踪海雾的发展变化,可为海上大雾的防灾减灾提供科学依据和决策基础。     

西沙周边海域海平面异常变化特征及成因分析

Based on the analysis of wind,ocean currents,sea surface temperature(SST) and remote sensing satellite altimeter data,the characteristics and possible causes of sea level anomalies in the Xisha sea area are investigated.The main results are shown as follows:(1) Since 1993,the sea level in the Xisha sea area was obviously higher than normal in 1998,2001,2008,2010 and 2013.Especially,the sea level in 1998 and 2010 was abnormally high,and the sea level in 2010 was 13.2 cm higher than the muti-year mean,which was the highest in the history.In 2010,the sea level in the Xisha sea area had risen 43 cm from June to August,with the strength twice the annual variation range.(2) The sea level in the Xisha sea area was not only affected by the tidal force of the celestial bodies,but also closely related to the quasi 2 a periodic oscillation of tropical western Pacific monsoon and ENSO events.(3)There was a significant negative correlation between sea level in the Xisha sea area and ENSO events.The high sea level anomaly all happened during the developing phase of La Ni?a.They also show significant negative correlations with Ni?o 4 and Ni?o 3.4 indices,and the lag correlation coefficients for 2 months and 3 months are–0.46 and –0.45,respectively.(4) During the early La Ni?a event form June to November in 2010,the anomalous wind field was cyclonic.A strong clockwise vortex was formed for the current in 25 m layer in the Xisha sea area,and the velocity of the current is close to the speed of the Kuroshio near the Luzon Strait.In normal years,there is a "cool eddy".While in 2010,from July to August,the SST in the area was 2–3°C higher than that of the same period in the history.