Argos漂流浮标的若干观测结果

表层漂流浮标是一种利用Argos卫星系统定位与传送数据的海洋观测设备,它可以利用Lagrangian法则连续观测表层海流及表层水温。文章利用近年在南海和西太平洋投放的部分卫星跟踪表层漂流浮标所取得的观测资料,分析观测海域的表层海流特征及其漂移路径上的温度变化,得出以下结果。(1)由浮标的漂移轨迹看出,黑潮表层流路年际变异相当大。(2)2003年1月,黑潮表层水有入侵南海的趋势,似无西北太平洋表层水深入南海的迹象;夏季南海表层水由南海流出经吕宋海峡汇入黑潮主干。(3)秋季台湾东北海区存在一个强反气旋涡,空间尺度约270km。(4)黑潮主干在秋末冬初经过东海时明显呈弯曲流动,并形成许多小尺度的气旋式涡。(5)在九州西南海域,黑潮表层流并无分支北上进入对马暖流区。(6)2003年春季,黑潮在日本以南的弯曲不明显,并伴随有冷、暖涡产生,暖涡的强度和空间尺度都要比冷涡大得多。(7)由漂流浮标观测得到的的表层海水的温度分布明显呈日变化和季节变化的特征。在浮标漂移路径呈反气旋或气旋式转动的区域,表层水温对应出现高或低温区;但出现在台湾以东的低温区则与此时期的台风过境有关。     

Long-Term Variability of North Pacific Subtropical Mode Water in Response to Spin-Up of the Subtropical Gyre

The Meteorological Research Institute's ocean general circulation model (MRI-OGCM) has been used to investigate the temperature variability of the North Pacific Subtropical Mode Water (NPSTMW) over a time series longer than 5 years via the spin-up of the subtropical gyre. Besides an interannual variation, the wintertime sea surface temperature in the area where the NPSTMW is formed, and the temperature of the NPSTMW itself, both change remarkably in a >5-year time scale. An analysis of heat budgets showed that the long-term changes in NPSTMW temperature are due mainly to a leading advection of heat by the Kuroshio Extension and compensating surface heat flux. As a result of a dynamical adjustment to the wind stress fields, the transports of the Kuroshio and the Kuroshio Extension increased in the mid 1970s with a lag of 3 years after the wind stress curl in the central North Pacific. The increased heat advection by the Kuroshio Extension induces a warming in the mixed layer in the NPSTMW formation area, followed by a warming of the NPSTMW itself. Both these warming actions increase the heat release to the atmosphere. These results imply that the surface heat flux over the Kuroshio Extension area varies in response to the change in the ocean circulation through the spin-up of the subtropical gyre. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

2003年3月北大西洋上两个爆发性气旋的“吞并”过程及发展机制分析

本文利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)提供的0.125(°)×0.125(°)的ERA-Interim再分析资料、美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)提供的MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)可见光云图、气象卫星合作研究所(Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies,CIMSS)提供的GOES-EAST红外卫星云图等资料以及WRF(Weather Research and Forecasting)数值模式的模拟结果,对2003年3月北大西洋上一个爆发性气旋B“吞并”另一个气旋A后快速发展机制进行了分析。气旋A和B均生成于美国东部,气旋A于2003年3月5日06 UTC生成,气旋B于6日00 UTC生成,且比气旋A向东北方向移动得更快,7日18 UTC达到最大加深率3.27 hPa·h^-1。在北大西洋中部地区,从8日00 UTC开始,气旋B吞并气旋A后形成气旋C,8日12 UTC气旋C中心气压达到最低值938.3 hPa。高空急流、低空水汽输送和潜热释放为气旋A和气旋B的快速发展提供了有利的环流背景场。气旋B吞并气旋A的过程经历三个阶段:前期阶段、吞并阶段、完成阶段。利用WRF模式模拟结果的分析表明,气旋A和B之间建立水汽输运通道,水汽从气旋A向气旋B输送。气旋B吞并气旋A后形成气旋C快速发展的主要原因是暖平流的作用。     

基于1993-2014年高度计数据的西北太平洋中尺度涡识别和特征分析

本文利用22年的AVISO卫星高度计融合数据,基于WA涡旋自动识别方法对西北太平洋的中尺度涡进行了识别追踪,并统计分析了研究区域中尺度涡的空间分布特征、运动属性以及季节和年际变化。研究结果表明:22年间共追踪到生命周期超过30 d的气旋涡3 841个,反气旋涡2 836个,气旋涡数量多于反气旋涡。涡旋大部分向西移动,西向传播的涡旋分布在整个研究区域,而东向传播的涡旋则集中在黑潮及其延伸区。涡旋主要存在15°~30°N的纬度带间;分别而言,气旋涡主要分布在研究区域的北部和南部,而反气旋涡主要分布在副热带逆流区。30°~35°N之间的黑潮延伸区具有明显更高的涡动能和涡振幅,与同纬度区域相比这里的涡旋半径也较高。在季节和年际变化上,春季出现的中尺度涡最多,夏季最少;对涡旋的月生成数目与ENSO指数MEI比较发现,西北太平洋涡旋活动变化并不直接与ENSO现象相关。     

热带气旋过境期间黑潮流轴变化的初步分析

利用卫星高度计资料分析了热带气旋"艾碧"(Abe,9315)、"贝姬"(Becky,9316)、"莫拉克"(Morakot,0309)和"茉莉"(Melor,0319)对吕宋海峡及其附近海域黑潮流轴的影响。研究表明:1)吕宋海峡附近海域黑潮流轴容易受到热带气旋的影响而发生一定的变化。2)在热带气旋的作用下,黑潮流轴因中尺度涡的变异而变化;当吕宋海峡东侧的暖涡西移时,将使黑潮的流轴向西弯曲,有利于黑潮在该处的入侵。     

热带辐合带与南海气候

统计分析最近11a资料，得出热带辐合带(ITCZ)各月都有，其纬度以2月最低，8月最高。850hPa的ITCZ比500hPa明显偏多，尤其在冬季，更足偏多一倍以上，ITCZ对南海气候影响显著，主要表现在南海热带气旋的纬度和个数与500hPa ITCZ的纬度和频率着着一致的逐月变化趋势；南海各站的降雨、相对湿度和温度与850hPa的ITCZ关系密切。     

吕宋海峡西部深海盆内孤立波潜标观测研究

Using a net surface heat flux （Qnet） product obtained from the objectively analyzed air-sea fluxes （OAFlux） project and the international satellite cloud climatology project （ISCCP）, and temperature from the simple ocean data assimilation （SODA）, the seasonal variations of the air-sea heat fluxes in the northwestern Pa cific marginal seas （NPMS） and their roles in sea surface temperature （SST） seasonality are studied. The seasonal variations of Qnet, which is generally determined by the seasonal cycle of latent heat flux （LH）, are in response to the advection-induced changes of SST over the Kuroshio and its extension. Two dynamic regimes are identified in the NPMS： one is the area along the Kuroshio and its extension, and the other is the area outside the Kuroshio. The oceanic thermal advection dominates the variations of SST and hence the sea-air humidity plays a primary role and explains the maximum heat losing along the Kuroshio. The heat transported by the Kuroshio leads to a longer period of heat losing over the Kuroshio and its Extension. Positive anomaly of heat content corresponds with the maximum heat loss along the Kuroshio. The oceanic advection controls the variations of heat content and hence the surface heat flux. This study will help us understand the mechanism controlling variations of the coupled ocean-atmosphere system in the NPMS. In the Kuroshio region, the ocean current controls the ocean temperature along the main stream of the Ku roshio, and at the same time, forces the air-sea fluxes.     

ENSO对我国海洋环境的若干影响

ＥＮＳＯ对我国海洋环境的影响大致可以归纳为以下四个方面：（１）ＥＮＳＯ期间我国沿岸水位出现较大偏低；（２）ＥＮＳＯ发生当年，全国登陆台风个数均少于常年，而翌年台风个数接近常年；（３）我国黄，东海及南海气旋发生频率与赤道太平洋表面温度和达尔文海海平面气压之间存在正相关；（４）ＥＮＳＯ发生当年，南海沿岸经流增大，气温、水温、盐度、ＨＰ值偏低，海水含氧量偏高，温、盐、密跃层强度增大，赤潮发生次数偏多，南     

夏季副热带西北太平洋地区大气涡旋空间分布特征的初步研究

应用1985—2002年夏季欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的40a再分析资料,初步分析了副热带西北太平洋区域温带气旋、热带气旋和高空冷涡三种涡旋的三维结构及其时空分布特征。结果指出:(1)不同种类的涡旋具有不同的三维结构特征;(2)温带气旋和热带气旋主要分布在400hPa以下,涡旋分布的高值区位于近海海区,向内陆方向或向远海方向分布减少。副热带高空冷涡分布在太平洋上空的400~100hPa,呈东西向带状分布;(3)三种涡旋的个体强度有不同的年际变化特征。     

The influence of the surface heat fluxes of the Kuroshio key-area on meiyu rainfall in the Changjiang River region

On the basis, of the surface heat fluxes of the Kuroshio key-area (26°-30°N, 125°-30°E)in March andApril, the climatologicai influence of the Kuroshio heat fluxes on meiyu rainfall in the Changjiang River (Yangtse River) region are studied. The results are concluded as follows;the surface heat fluxes of the Kuroshio key-area have certain influence on meiyu rainfall in the Changjiang River region during June and July. The correctness rates for the five stations in the Changjing River region (i. e. Wuhan, Jiujiang, Anqing,Nanjing and Shanghai)are in the range of 9/20-13/20. The surface heat fluxes influence mainly on the homogeneous rainfall pattern,the correctness rates come to 7/10-8/10 for the lower valley of the Changjiang River. The estimation expression of the meiyu rainfall for Shanghai consisting of the surface heat flux and the sea surface temperature anomaly of the Kuroshio key area agrees well with the actual meiyu rainfall condition.     

源区黑潮热输送低频变异及其与中国近海SST异常变化的关系

基于长时间序列的水温和盐度资料,通过动力计算方法估算了源区黑潮（18°N断面）热输送量,分析了源区黑潮热输送变异和中国近海SST异常的年际、年代际时空变化特征及两者之间的相互关系．结果显示,源区黑潮热输送异常呈现出显著的以2—7、10～20a和约30a为主周期的年际、年代际变化,且具有线性增强的长期变化趋势．并约于1976年前后发生了一次显著气候跃变．中国近海SST年际、年代际异常变化的最显著区域位于渤海、黄海、东海海域和台湾海峡．源区黑潮热输送变异在年际、年代际尺度上与中国近海SST异常变化密切相关,源区黑潮热输送变异可能是影响中国近海SST异常变化的重要因素之一．     

东海黑潮热含量的计算和分析

黑潮对海洋和大气的影响已越来越受到海洋和气象工作者的重视。本文从海洋对大气热力影响方面对东海黑潮热含量作了计算和分析;表明,热含量的变化除受来自低纬海水输送量的多少影响外,还受EL NIO现象的影响。 一、资料的选取和计算G断面东起27°30′N、128°15′E,西迄     

北极地区1979—2015年西北航道7-10月份气旋的特征分析

本文采用气旋自动识别与追踪算法,基于欧洲中期天气预报中心ERA-Interim平均海平面气压场,建立1979-2015年共37年7-10月北极西北航道东西两个区域的气旋数据。数据包括气旋中心经纬度以及中心最低气压值。基于这套数据,分析了北极7-10月西北航道气旋数量特征、空间密度分布、强度特征、加深以及爆发性气旋的活动情况。西北航道东西两段的气旋个数存在显著的差异,东段气旋个数是西段区域的2~2.5倍,并且两段个数变化趋势不一致,西段的气旋个数趋势呈不显著的减少,东段的个数呈不显著上升趋势。西北航道气旋强度偏弱,中心最低气压达980 hPa的气旋仅占不到总数的5%。最低中心气压集中分布在990~1 000 hPa之间。1979-2015年以来,东段的气旋强度趋势增强,西段气旋在2002年以前也是显著的增强,2002年以后强度减弱。气旋的生命史集中在7 d以内,东段1 d以内的气旋个数明显偏多。西段气旋高密度区域主要分布在74°N以北的波弗特海北部,东段主要分布在巴芬湾的东北侧和巴芬岛的东南侧,近几年来其主要密度分布区域东西两段存在南移以及略微变化。西北航道内爆发性气旋的增长位置集中在70°N的沿岸附近,尤其是加拿大北部以及格陵兰西海岸附近。大西洋震荡指数与东段气旋的个数有较好的正相关。     

西太平洋暖池区域热通量变化及其与南海夏季风爆发的关系

利用卫星遥感资料反演出的海洋大气参数,应用目前世界较为先进的通量算法(CORAER 3.0),计算了西太平洋区域海-气热通量(感热通量和潜热通量)。首先分析了海-气热通量的多年平均场和气候场变化的基本特征,以及年际和年代际变化特征;进而对其与南海夏季风爆发之间的关系进行了初步探讨。结果表明,西太平洋海-气热通量具有明显的时空分布特征,感热通量的最大值出现在黑潮区域,潜热通量的最大值出现在北赤道流区和黑潮区域。在气候平均场中,黑潮区域的感热通量和潜热通量最大值均出现在冬季,最小值出现在夏季;暖池区域感热通量除了春季较小外,冬、夏和秋季基本相同,而潜热通量最大值出现在秋、冬季,最小值出现在春、夏季。另外,海-气热通量还具有显著的年际变化和年代际变化,感热通量和潜热通量均存在16 a周期,与南海夏季风爆发存在相同的周期。由相关分析可知,4月份暖池区域的海-气热通量与滞后3 a的南海夏季风爆发之间存在密切相关关系,这种时滞相关性,可以用于进行南海夏季风爆发的预测,为我国汛期降水预报提供科学依据。基于以上结论,建立多元回归方程对2012年的南海夏季风爆发进行了预测,预测2012年南海夏季风爆发将偏晚1～2候左右。     

Altimeter Measurements of Wind and Wave Modulation by the Kuroshio in the Yellow and East China Seas

The Kuroshio is the major ocean current conveying heat and water mass in the Pacific Ocean. The impact of the Kuroshio on regional wind and wave distributions has been studied with spaceborne-altimeter measurements in the Yellow and East China Seas. In this region the Kuroshio trajectory is relatively stationary and the monsoon patterns dominate, making it an ideal natural laboratory for large scale air-sea-current interaction research. Major findings from this study include: (a) The Kuroshio exerts significant influence on the wind and wave distributions over a swath about 800-km wide along its path. (b) Seasonal average wind speeds reach a maximum near the Kuroshio axis. The magnitude of enhancement ranges between 20 and 50 percent. (c) The distribution of the surface wave heights displays similar spatial patterns to the wind-speed distribution. The Kuroshio effects on wave heights are further complicated by the hydrodynamic modulation of wave-current interaction and the influence of thermal stratification on wind-wave generation. (d) Kuroshio effects are most prominent in the first and last quarters of the year, and least prominent in the third quarter.     

南海海区热带气旋移速突变的分析

应用天气学与动力学相结合的方法,分析发现:鞍型场、西风槽和双热带气旋形势是热带气旋移速突变的环流背景。在上述环流背景的条件下,涡度、涡度平流、流函数、850—200hPa垂直切变以及不对称配置的演变与热带气旋移速突变有超前相关;概括出的一些判据可供业务实践参考。     

黑潮流区次中尺度热量输运特征 ——以2013年1月模拟结果为例

作为中尺度过程与小尺度过程中的过渡,次中尺度过程[空间尺度为O(1～10)km,时间尺度为O(1)天]是海洋动力过程中重要的一环。海洋次中尺度过程具有明显的非地转特征,从而促进垂向热量和物质的输运,因此在海洋上层热量与物质垂直交换中肩负着极为重要的作用。黑潮作为全球最强的西边界流之一,是海洋能量的重要聚集区。针对黑潮流区大尺度环流和中尺度涡旋等动力过程的研究,受到海洋和气象学者的广泛关注,但对黑潮流区次中尺度过程的相关研究相对较少。本文基于高分辨率ROMS数值模式(空间分辨率为1公里),针对黑潮流区(25.5°～29.4°N, 124.4°～131°E)次中尺度过程的空间分布特征及其诱导的热量输运特征进行了研究。模拟结果表明,黑潮流区存在着十分活跃的次中尺度过程,尤其是在黑潮流区及岛屿周边等地形变化剧烈的海区。相对涡度和垂直流速的分布特征表明,次中尺度相对涡度和垂向流速上表现出了明显的不对称性,正相对涡度强于负相对涡度,向下垂向流速强于向上垂向流速,而这主要是由惯性不稳定所导致。通过计算次中尺度引起的热量输运,结果表明次中尺度的水平热量通量为东北方向,从较低纬度朝较高纬度输运,这意味着次中尺度可以促进不同纬度的热量交换;而垂向热量通量则表现出向上输运的特征,即由深层往表层输运,这意味着次中尺度过程可以导致热量在垂直方向上的再分配,从而使得海洋趋于再分层。     

进入中国南海的黑潮脱落中尺度涡的特征——基于OFES模式数据

自黑潮脱落并由吕宋海峡进入中国南海的中尺度涡(简称脱落涡旋)对黑潮与南海的水体交换、热量及物质输送等过程均有十分重要的作用.基于1993—2013年OFES(OGCM for the Earth Simulator)模式数据产品,分析研究了脱落涡旋的统计特征及其温盐流三维结构,并与卫星观测结果进行对比分析.OFES模式...     

阿拉伯海热带气旋生成特征分析

利用印度气象局（India Meteorological Department,IMD）、国际气候管理最佳路径档案库（International Best Track Archive for Climate Stewardship,IBTrACS）提供的1982—2020年阿拉伯海热带气旋路径资料,美国国家环境预报中心（National Centers for Environmental Prediction,NCEP）再分析资料,对近39 a阿拉伯海热带气旋源地和路径特征、活跃区域、频数及气旋累积能量（accumulated cyclone energy,ACE）指数的季节特征和年际变化特征进行分析,并结合环境因素,说明其物理成因。结果表明：阿拉伯海热带气旋多发于10°~25°N,65°~75°E海域,5—6月、9—12月发生频数较高且强度较强,1—4月、7—8月发生频数较低且气旋近中心最大风速均小于35 kn;频数的季节变化主要受控于垂直风切变要素;阿拉伯海热带气旋发生频数和ACE近年有上升趋势,年际变化主要受控于海面温度（sea surface temperature,SST）和850 hPa相对湿度要素。     

Oceanic eddy-driven atmospheric secondary circulation in the winter Kuroshio Extension region

In the winter Kuroshio Extension region, the atmospheric response to oceanic eddies is studied using reanalysis and satellite data. The detected eddies in this region are mostly under the force of northwesterly wind, with the sea surface temperature (SST) anomaly located within the eddy. By examining the patterns of surface wind divergence, three types of atmospheric response are identified. The first type, which occupies 60%, is characterized by significant sea surface wind convergence and divergence at the edge and a vertical secondary circulation (SC) aloft, supporting the “vertical momentum mixing mechanism”. The SCs on anticyclonic eddies (AEs) can reach up to 300 hPa, but those on cyclonic eddies (CEs) are limited to 700 hPa. This can be explained by analyzing vertical eddy heat transport: When northwesterly wind passes the warmer center of an AE, it is from the cold to warm sea surface, resulting in stronger evaporation and convection, triggering stronger upward velocity and moist static heat flux. For the cases of CEs, the wind blows from warm to cold, which means less instability and less evaporation, resulting in weaker SCs. The second type, which occupies 10%, is characterized by divergence and a sea level pressure anomaly in the center, supported by the “pressure adjustment mechanism”. The other 30% are mostly weak eddies, and the atmospheric variation aloft is unrelated to the SST anomaly. Our work provides evidence for the different atmospheric responses over oceanic eddies and explains why SCs over AEs are much stronger than those over CEs by vertical heat flux analysis.