渤海冬季风生环流的年际变化特征及机制分析

为探究渤海冬季风生环流的年际变化及机制,在近35年NCEP CFSR大气强迫下,利用ROMS海洋模式对渤海冬季流场进行了高分辨率的数值模拟。模式结果基本重现了已知的渤海冬季风生环流的主要特征。渤海冬季深度平均流场的EOF结果显示:首先,第一模态中风向的改变引起了一个环绕整个渤海的环流结构变化;其次,第二模态反映了渤海冬季环流存在的线性增强趋势与风场增强有关,尤其在1995年之后。从模式结果中发现,风场对渤海冬季流场存在的年际变化起到重要作用,风向的偏转对环流年际特征的影响强于风速变化。     

IAP-14L热带太平洋环流模式中海温场的年际变率

本文利用1964~1993年NCAR/NCEP再分析风应力强迫14层热带太平洋环流模式(OGCM),对热带太平洋海温场的年际变化进行了研究。首先,我们对海温场的标准差进行分析,模式能较好地模拟海温场标准差水平和垂直分布的特征,特别是较好地反映了最大的变率不是发生在表层,而是次表层这一特征。然后,分析了与ELNi?o事件关系密切的SSTA和SOTA的年际变化的特征,发现在ELNi?o事件之前,西太平洋暖池的次表层海温都有明显正异常出现,它的东传导致了ELNi?o的发生,并且SOTA的传播随纬度变化,沿赤道东传,在赤道外西传。最后,利用EOF分析了海温场的时空结构,模式海温场前两个特征向量的时间尺度类似ENSO周期以3~5a为主,其空间结构也是典型的ELNi?o事件的前期和发生时期空间特征分布。     

广西海岛近50年来气候的年际和年代际变化特征——七个海岛观测站观测资料总结

对广西海岛7个测站自建站以来的实际观测气温、降水量、蒸发量的年际和年代际变化进行了数据分析.气温和降水量的年际变化主要显示了一年和半年的冬、夏季旋回周期性,气温的主要变化体现在冬季气温上,夏季气温变化不大.而降水量的年际变化都体现在夏季,冬季降水稀少,变化也很小.冬季气温最低值在1983年以后出现比较明显的上升趋势,降水量在1977年前后由干旱转向湿润和干湿分明(后二者的分界年为2000年).年代际气温平均值和总降水量在各个测站均揭示了大于80%或者90%的周期性,周期范围集中在6～7年和3～4年.相似的周期也出现在其他西北、西南地区的气温和降水量中,体现了与副热带高压和极涡等大气系统相同的周期.与年际ENSO- La Nina现象以及太平洋年代际振荡(PDO)等具有比较清晰的对应,体现了广西海岛以及中国气候与太平洋海温和亚洲海陆热力差异的季风等区域环流系统的密切关系.     

热带西太平洋海洋上层热含量的分布特征及其年际变化的分析

选用海面至20℃等温线所处深度水层的平均温度来表征研究海域海洋上层热含量。利用这一特征值，分析1986—1990年期间热带西太平洋边缘海域海洋上层热含量在秋季的分布特征和年际变化。结果表明：（1）热含量呈南高北低分布，在7．5－22．1°N范围内。以130°E断面为代表，热含量的平均递减率为0．179（℃／纬度）；（2）热含量的分布主要取决于环流系统，其等值线因受黑潮和棉兰老海流的影响而由纬向分布转向经向分布。某些区域因受暖涡及冷涡的影响而呈封闭状分布；（3）热含量的年际变化与E1Nino事件存在着很好的相关性，在E1Nino事件发生期间，热含量变得很低，高热含量（大于26．5℃）海区的分布范围明显缩小。     

渤海海冰的年际和年代际变化特征与机理

根据1951-2013年间的渤海冰情等级资料,利用最大熵谱分析、相关分析和合成分析等方法,研究了渤海冰情等级的年际和年代际变化特征,探讨了局地气候、大气环流、ENSO(El Nio-Southern Oscillation)和太平洋年代际振荡(PDO)对海冰的影响。结果表明,渤海海冰具有明显的年际和年代际变化特征,并在1972年前后发生了一次由重到轻的气候跃变,在跃变后冰情较跃变前平均降低了0.7级。相关分析与合成分析结果显示,渤海冰情的年际变化除受局地气候的影响外,还受西太平洋副热带高压(副高)、极涡和欧亚环流的共同调控,特别在1972年以后,秋季副高、冬季欧亚和亚洲纬向环流对渤海冰情的年际变化均有重要影响,可作为渤海海冰预报的重要因子,而春季PDO、ENSO、冬季副高及欧亚和亚洲经向环流则是渤海冰情年代际变化的影响因素。     

印度—太平洋海温的气候模态及其年代际异常

本文运用经验正交分解和合成图分析方法,对１９４０－１９９０年印度－太平洋海温的气候模态及其年代际异常特点进行了研究。     

南海中尺度涡年际变化特征及动力机制分析

基于Okubo-Weiss函数方法对20年高度计资料进行涡旋识别,分析了南海中尺度涡的时空分布,初步研究了中尺度涡旋活动的年际变化特征及其可能的动力机制。结果显示,南海中尺度涡旋活动具有较为显著的年际变化特征,通过对涡旋个数、涡区面积、涡动能计算分析表明涡旋活动与ENSO现象遥相关:南海中尺度涡活动在ElNio年较弱,在LaNia年较强。可用风场异常解释南海中尺度涡的年际变化与ENSO现象的负相关关系。ElNio期间南海年平均意义下的东北风场减弱,风应力旋度绝对值减小,从而导致了较弱的涡旋活动,相反LaNia期间强劲的风场导致了涡旋活动增强。     

百多年来登陆海南岛台风的年际变化特征

本文分析了1884-1985年间登陆海南岛的台风年际变化特征,发现存在着明显的阶段性和3-4年、5-6年、准8年和17-18年周期。此外,根据1949年以来资料表明,登陆海南岛的台风与南方涛动现象及副高等存在一定关系。     

西中太平洋经向大气环流的年际变化

讨论了西中太平洋经向大气环流的年际变化特征,其中西太平洋区(WP)和中太平洋区(CP)EOF分解的第一模态分别是WP的负异常Hadley环流和CP的正异常Hadley环流,其时间系数与Nio3.4指数极为一致;第二模态的最显著空间特征是两区都在5°N~15°N有异常上升,但其时间系数与Nio3.4指数同期相关很低。西中太平洋有2类海表面温度异常(SSTa),通过其上的深对流潜热加热驱动异常Hadley环流:El Nio型驱动了WP区和CP区赤道区符号相反的第一模态异常环流型;热带辐合带(ITCZ)型驱动了WP区和CP区5°N~15°N区符号一致的第二模态异常环流。     

东海黑潮途经海域岛屿测站表面海温年变化及年际变化特征

本文依据东海黑潮途经海域岛屿测站资料采用滤波、调和分析、能谱方法探讨了该海域表面海温年变化及其年际变化特征，并浅释了其物理机制。其结果表明：东海黑潮沿途海温年变化趋势十分相似，其数值特征较相邻海域变化缓慢，年周期分量占绝对优势；年际变化具有显著的３年和６～７年准周期变化，还存在１０～１１年和２０～２２年准周期趋势变化。这些准周期与某些大尺度海－气现象密切相关，在金球水文气象要素和现象的年际气候变化中具有普遍意义。文中指出了黑潮海域海温年际变化的直接原因应主要是黑潮暖流自身的变动，即它的流速流量的变化；还分析了对马暖流源地海域海温变化振动结构与黑潮海域的关联性、差异及其原因。     

西太平洋副热带高压对黄海夏季海雾年际变化的影响

基于2004—2018年的地面观测数据和大气再分析数据,探究了西太平洋副热带高压(简称西太副高)对黄海夏季海雾年际变化的影响.结果表明:1)黄海夏季海雾雾日数存在明显的年际变化;多雾年偏南水汽通量输入可以达到少雾年的2.54倍,水汽通量净收支约是少雾年的2.76倍.2)在对流层中低层,多雾年的水汽输送存在2个通道,分别...     

The characteristics of sea fog with different airflow over the Huanghai Sea in boreal spring

Using the observations from ICOADS datasets and contemporaneous NCEP/NCAR reanalysis datasets during 1960-2002, the study classifies the airflows in favor of sea fog over the Huanghai (Yellow) Sea in boreal spring (April-May) with the method of trajectory analysis, and analyzes the changes of proportions of warm and cold sea fogs along different paths of airflow. According to the heat balance equation, we investigate the relationships between the marine meteorological conditions and the proportion of warm and cold sea fog along different airflow paths. The major results are summarized as follows. (1) Sea fogs over the Huanghai Sea in spring are not only warm fog but also cold fog. The proportion of warm fog only accounts for 44% in April, while increases as high as 57% in May. (2) Four primary airflow paths leading to spring sea fog are identified. They are originated from the northwest, east, southeast and southwest of the Huanghai Sea, respectively. The occurrence ratios of the warm sea fog along the east and southeast airflow paths are high of 55% and 70%, while these along the southwest and northwest airflow paths are merely 17.9% and 50%. (3) The key physical processes governing the warm/cold sea fog are heat advection transport, longwave radiation cooling at fog top, solar shortwave warming and latent heat flux between airsea interfaces. (4) The characteristics of sea fog along the four airflow paths relate closely to the conditions of water vapor advection, and the vertical distribution of relative humidity.     

福建南部一次初春大雾过程分析

2010年2月9—10日,闽南-粤东沿海地区出现较大范围的大雾天气过程,并造成重大的交通事故。分析表明:本次大雾过程发生在冷空气影响过后,大气层结相对稳定;但低空为较强的西南暖湿气流。文中还统计分析了初春大雾过程的气象要素特征,为以后建立初春时期大雾的预报方法提供参考依据。     

湄洲湾海雾的发生规律和成因分析

利用湄洲湾及近海3个气象站1974～2003年和1个气象站1985～2003年的地面观测资料,统计分析了湄洲湾海雾的天气气候特征.湄洲湾海雾具有明显的年际变化,而且季节差异显著,其中2～5月是海雾的盛季.初步分析了湄洲湾海雾的成因,归纳得出2～5月该海湾海雾生成前的3种环流天气形势:锋面型、入海高压后部型、高压底部型.在对海雾生成的水文气象要素分析的基础上,得出了2～5月海雾发生的一般规律,为海洋预报和服务提供一定的参考依据.     

黄海春季海雾形成的气候特征

采用合成与个例分析相结合的方法,对黄海春季(4月)海雾形成的大气环流条件、水汽输送条件以及海面条件(SST)进行了分析,并讨论了海面的有效长波辐射,结果表明,黄海春季海雾形成的水汽不是由局地提供的,而是由热带大气提供的,大气环流提供了暖湿空气的输送条件,海面条件相对并不重要,海雾在低层大气与海洋的热交换中具有明显地反馈作用.     

北太平洋经向翻转环流年际变化的数值模拟

北太平洋经向翻转环流(NPMOC)是北太平洋所有经向翻转环流圈的总称,拥有5个环流圈结构.其中,热带环流圈(TC)、副热带环流圈(STC)和深层热带环流圈(DTC)位于北太平洋热带-副热带海域,是该海域间经向物质和能量交换的重要通道.主要运用NEMO模式对这3个经向翻转环流圈的年际变化特征和机理进行了研究.结果表明,TC、STC和DTC的经向流量都具有显著的年际变化特征:在El Nio期间,TC的南、北向流量均减弱,STC的北向流量增强、南向流量减弱,DTC的南向流量减弱;而在La Nia期间则相反.敏感性试验表明,在风应力强迫下得到的TC、STC南、北向流量和DTC南向流量的年际变化特征都很显著,并与在风应力、热通量和淡水通量共同强迫下得到的结果非常一致;而仅在热通量和淡水通量的强迫下,各分支流量的年际变化均较小.由此可见,风场驱动是引起北太平洋经向翻转环流年际变化的主要驱动因素,而热通量和淡水通量的影响却较小.     

东亚边缘海区浮游植物春华的纬向与年际变化

Combined studies of latitudinal and interannual variations of annual phytoplankton bloom peak in East Asian marginal seas(17°–58°N, including the northern South China Sea(SCS), Kuroshio waters, the Sea of Japan and the Okhotsk Sea) are rarely. Based on satellite-retrieved ten-year(2003–2012) median timing of the annual Chlorophyll a concentration(Chl a) climax, here we report that this annual spring bloom peak generally delays from the SCS in January to the Okhotsk Sea in June at a rate of(21.20±2.86) km/d(decadal median±SD). Spring bloom is dominant feature of the phytoplankton annual cycle over these regions, except for the SCS which features winter bloom. The fluctuation of the annual peak timing is mainly within ±48 d departured from the decadal median peak date, therefore this period(the decadal median peak date ±48 d) is defined as annual spring bloom period. As sea surface temperature rises, earlier spring bloom peak timing but decreasing averaged Chl a biomass in the spring bloom period due to insufficient light is evident in the Okhotsk Sea from 2003 to 2012. For the rest of three study domains, there are no significant interannual variance trend of the peak timing and the averaged Chl a biomass. Furthermore this change of spring phytoplankton bloom timing and magnitude in the Okhotsk Sea challenges previous prediction that ocean warming would enhance algal productivity at high latitudes.     

湄洲湾海雾的初步分析

分析福建湄洲湾1985－1992年海雾的气候特点,发现79％的海雾发生在2－5月。应用中国气象局北京气象中心出版的历史天气图,对本区海雾进行天气学分型,结果表明,有89％的海雾出现在锋面偏北,南高北低,东脊型中,利用850hPa天气型的消空条件,结合气象因子和单站资料,得出了湄洲湾海雾的短期预报指标,并建立了预报方程。     

北太平洋副热带模态水形成区潜沉率的年际变化及其机制

根据Huang和Qiu 1995年的潜沉率计算公式,采用同化的海洋模式资料和海洋-大气界面的通量观测资料,计算了北太平洋副热带海域3个模态水形成区逐年的潜沉率,研究了潜沉率产生年际变化的机制.研究结果表明:西部、中部和东部3个模态水形成区潜沉率的年际变化主要周期分别为6,2~5和2 a;北太平洋副热带模态水的3个形成区的潜沉率都发现年代际的变化特征:在1985年以前,西部模态水形成区的潜沉率年际变化最为显著,但1985后年际变化振幅明显减小;在中部模态水形成区,1975~1992年间潜沉率随时间的变化的振幅较大,潜沉率在这段时间内的平均值也达到33.99 m/a,而在1970~1975年间和1993~1998年间潜沉率都小于20 m/a;西部副热带模态水形成区的潜沉率的年际变化与这里海面的净热通量的年际变化有很好的相关性,中部副热带模态水形成区潜沉率的年际变化则取决于局地Ekman流的年际变化,而在东部模态水形成区局地风应力旋度的变化直接影响潜沉率的大小.     

The comparison of altimeter retrieval algorithms of the wind speed and the wave period

Recent (2007-2010) research results about ocean’s role in climate variation and change by Chinese scientists are highlighted. This paper reviews a majority contributions by Chinese scientists to the understanding of ocean variability and change. This paper starts with the results about the important role of the tropical Indian Ocean in interannual variation of the Asia summer monsoon, the effect of sea surface temperature (SST) and freshwater flux on climate variability in the Pa- cific, and interannual variability research in other oceans. Then results about ocean dynamic and thermodynamic roles in decadal climate variation are reviewed. Finally, the results about oceanic response to global warming are discussed, again showcasing ocean’s important role in climate.