与夏季北太平洋副热带中尺度海洋涡旋相联系的海气关系

采用高分辨率卫星和再分析资料,利用涡旋探测技术、滤波和合成分析等方法,对夏季北太平洋副热带地区中尺度海洋涡旋与大气的耦合关系进行了分析。结果表明:在日时间尺度上,海洋涡旋的海表温度（Sea SurfaceTemperature,简称SST）与海表风速之间不仅存在同位相的正相关关系,还存在反位相的负相关关系,即在涡旋这种中尺度上既存在海洋对大气的强迫,也存在大气对海洋的强迫。海表风速与SST同位相时,对暖（冷）涡来说,向上（下）的净热通量增强,云和降水增多（减少）;其海水温度异常和海流旋度较强,暖（冷）涡较为深厚,一定程度上表明了海洋对大气的强迫。海表风速与SST反位相时,对暖（冷）涡而言,当其处在正（负）位势高度异常、中低层相对湿度较小（大）、气温较高（低）的大气配置下,海表风速较小（大）;同时向下（上）净热通量增强,云和降水减少（增多）;涡旋海水温度异常和海流旋度较弱,这种暖（冷）涡较为浅薄;表明晴空（阴雨）条件下有利于暖（冷）涡的维持,一定程度上反映了大气对海洋的强迫作用。     

“世界海洋环流试验”研究新进展

世界海洋环流试验（1990～2002年）简称WOCE，是世界气候研究计划（WCRP）的主要组成部分；是了解当代海洋科学规律和耦合海气动力学发展的计划。本文以美国为例，从观测研究，模拟研究，通量，更新，随时间变化，温盐（合成）环流，南半球海洋，涡旋，新技术等方面，综观6年来世界海洋环流试验的新进展。[1]1观测研究1．1海上航行考察英国WOCE航行考察基本上是在北大西洋和南半球海洋进行。先后参加过（1）控制容量试验（TCV）。1991年在北大西洋东北海域进行，调查输送、水团特性和10年变化。（2）VIVALDI。1991年用温、盐、深仪…     

北太平洋冬季天气尺度涡旋的机理分析

利用1981~2013年NOAA（美国国家大气海洋管理局）海温资料和NCEP（美国环境预报中心）大气再分析资料,采用经验正交函数（EOF）分解方法对850 hPa瞬变高度场进行分解发现:850 hPa瞬变高度场经验正交函数分解的前两模态表征同一发展型波动的传播特征,该波动在日本以西形成然后向东发展,沿东偏北移动,在日界线附近发展达到最强,之后迅速向东北衰弱直至消亡,本文将其定义为西部型天气尺度涡旋（WSE）。合成分析表明,西部型天气尺度涡旋的强弱变化与北太平洋大范围的海温、副极地海洋锋异常存在密切联系,当西部型天气尺度涡旋活动偏强时,北太平洋北部和中部的海温显著偏冷,副热带地区海温显著偏暖,副极地海洋锋大大增强。同时,西部型天气尺度涡旋的强度与大气环流异常存在明显的协同变化,表现为西部型天气尺度涡旋偏强对应于阿留申低压增强且位置偏东,中纬度上空纬向西风增强。海洋和大气环流的这种变化增强了西北太平洋上空大气的斜压性,使得有效位能向扰动动能的转换增加,从而有利于西部型天气尺度涡旋的发展。     

黄海典型气旋与反气旋式海洋涡旋特征及影响机制模拟研究

为探讨黄海海洋涡旋的三维结构特征、能量输送与转换及影响机制,对黄海海域典型台风海洋气旋与近海海湾反气旋式涡旋个例进行数值模拟和时空诊断分析。采用FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)区域海洋数值模式精细化描述台风海洋涡旋与近海海洋中小尺度涡旋系统。对涡旋能量传输特征模拟显示,气旋式和反气旋式海洋涡旋中,非对称强流区动能能量下传比涡旋中心部位的强度更强,维持时间更长,下传深度更深。反气旋式海洋涡旋因Ekman流动形成的向中心辐合作用,造成此类差异更显著。气旋涡的动能主要来源于台风的近海面风应力动能和海洋涡旋有效位能的转换,反气旋涡旋区域风动力偏弱,其动能强度维持在低位,其涡旋增强伴随着有效位能的增加。环境因子影响机制从风浪,底摩擦和地形三方面讨论。结果显示:耦合波浪模块后,台风强风应力和风浪的综合作用扩大台风海洋涡旋尺度,并增强涡旋环流强度,同时对相邻的反气旋涡有压缩和减弱作用。风浪效应对台风海洋涡旋有正贡献。强台风过程表层环流响应台风应力而浅水地形和底摩擦强烈影响涡旋下层,造成台风海洋涡旋结构在垂直方向上偏移,并影响到下层环流速度减小,流向与表层相反。在海洋气旋涡和反气旋涡的显著辐散区,其混合层下方有温盐要素的涌升对应,辐合区有温盐要素的下沉对应;同时海底地形的升降也造成温盐强迫上升与下降,其强度与地形起伏尺度成正比,较环流系统作用更强。     

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.     

一种新的梅雨锋上中尺度涡旋识别方法

中尺度涡旋的发生、发展对梅雨锋暴雨常具有直接作用,客观准确地识别中尺度涡旋有助于提高暴雨预报的准确性。本研究提出一种从格点风场中自动识别中尺度涡旋中心的客观方法。利用美国国家环境预报中心(NCEP)提供的全球模式分析资料,选取2013—2014年梅雨期间两次暴雨个例,考察新方法识别中尺度涡旋的能力,并与现有的两种识别方法(分别基于相对涡度场与基于高度场)进行比较分析。结果表明,由于较小尺度的系统不遵守地转风规则,梅雨锋上许多涡旋的风场环流中心、涡度中心与低压中心位置不重合,影响通过涡度识别或气压识别方法的准确性。新方法从风场出发,可准确识别出大多数涡旋中心,误判率低,定位精度高于无人工辅助下的另外两种方法。接着利用新方法分析了两次暴雨个例中不同中尺度涡旋的垂直结构与时间演变。分析表明,新方法无需人工辅助,无特定层高和时间限制,可在短时间内识别出区域内所有中尺度涡旋的位置、三维结构与时间演变,可用于梅雨期间静止锋上中尺度涡旋的识别和路径的追踪,有助于预报员实时分析与预报暴雨。     

美国主要气象科研业务机构简介（Ⅱ）

气候监测与诊断实验室是美国国家海洋大气局(NOAA)海洋大气研究司(OAR)所属专业研究实验室之一，位于美国科罗拉多州。该实验室主要观测和研究对象是影响大气辐射场、全球变化的大气要素，比如温室气体、气溶胶、导致全球臭氧层衰减的大气成分等。现有工作人员近90名，其中包括联邦政府雇员50名、大学学26名、访问学若干。     

登陆热带气旋研究的进展

随着大气探测技术的发展 ,登陆热带气旋研究已经成为热带气旋研究中一个新的领域。新的探测技术能初步揭示出热带气旋登陆过程中发生的多种改变。近年来 ,国内外科学家实施了一系列外场科学试验 (Fieldscientificexperi ments) ,对登陆热带气旋进行探测和研究 ,旨在提高预报的准确率。登陆热带气旋研究内容包括 :海岸和内陆山脉地形影响 ,结构和强度变化 ,登陆热带气旋的暴雨强度和分布 ,大风强度和分布 ,风暴潮强度和范围 ,登陆热带气旋在陆上的维持机制 ,陆地涡旋的路径和入海加强 ,边界层结构 ,陆面过程和能量交换 ,变性过程等。研究采用外场科学试验与数值模拟相结合的方法。模拟或预报模式中使用同化资料尤其是卫星同化资料来构造初值场 ,取得较好结果。登陆热带气旋的研究目前正在展开 ,并取得了一些重要结果。研究表明 ,潜热释放和斜压位能释放是近海或登陆热带气旋加强或维持的两种主要能源。这两种能量可分别从水汽输送和热带气旋与中纬度环流的相互作用中获得。另外 ,陆面饱和湿地或水面的潜热输送、热带气旋与中尺度涡旋或热带云团的合并以及高空流出气流强辐散也对其加强和维持有利。世界气象组织的热带气象研究计划 (TMRP)正在组织对这一领域的总结和下一步的研究计划。这项研究将对预报和     

科学家构建出云雨动态新模型

一群瞪羚和一团云有什么共同点?人类产生的空气悬浮微粒又是怎样影响着降雨方式?据每日科学网近日报道,以色列魏茨曼环境科学研究所和美国国家海洋和大气管理局地球系统研究实验室科学家合作,共同构建了一种新的数     

美国激光探测的研究

应用激光技术对大气参数进行主动遥感测量的问题,在美国日益引起气象部门和其他有关部门的注意。近年来,美国国家海洋大气局开展了利用激光技术探测地表气压、气压高度和温度廓线的实验研究,并于1977年提出了初步报告,现以红外光雷达测气象参数     

介绍《2000年的气候预测》一书

一、概述这本书是美国国防大学科研处与美国农业部、国防科研计划局、美国国家海洋大气局、未来研究所的一项科研协作项目的部分成果,研究二十世纪最后25年间的气候变化。1976年秋季成立了一个技术组,还成立了一个常设顾问组,由著名科学家和与气候有密切关系的部门的行政官员组成,负责指导计划的执行。而且还由著名的科学家组成气候专业组,组内包括美国的R.E.Dickinson、W.L.     

大气辐射导论（第2版）

《大气辐射导论》一书是美国工程院院士、UCLA教授廖国男先生的重要专，也是大气辐射学方面不可多得的优秀作。该书于1980年首次出版后被译为多种字，成为美国和其他许多国家大学大气辐射的教科书．并常为辐射传输和光散射领域的科学家所参考和引用。1985年．本书的中译本由气象出版社出版，曾受到我国大气科学界师生和科技人员的广泛欢迎。     

GPS-LEO掩星探测现状和展望

20世纪80年代美国科学家提出利用GPS系统探测地球大气,诞生了GPS气象学。GPS气象学分为地基GPS气象学和空基GPS气象学,目前地基GPS气象学在世界许多国家已进入业务组网应用阶段,空基GPS气象学也取得了飞速发展。本文在介绍了空基GPS掩星探测的发展历史和探测原理的基础上,重点分析了国际上GPS-LEO掩星探测数据处理和应用领域的最新研究和进展,对我国的GPS-LEO掩星探测研究进行了回顾和总结,最后对GPS-LEO掩星探测未来的发展进行了展望。     

赴日本参加“首届Argo国际科学研讨会”总结

Argo计划是由美国、日本等国家的大气和海洋科学家于1998年推出的全球海洋实时观测试验项目。该计划构想用3～4年时间(2000～2004年)在全球大洋中每隔300km布放一个卫星跟踪浮标，总计为3000个，组成一     

The impacts of different surface boundary conditions for sea surface salinity on simulation in an OGCM

盐度是海洋的一个基本状态变量,在海洋环流中起着重要的作用。少量的盐通量扰动都会改变海洋的经向翻转环流和海表温盐场。因此,本文使用了海洋环流模式LICOM2.0研究了不同盐度边界条件对全球总盐量、海表盐度和大西洋经圈翻转环流模拟的影响。结果表明:洋面上的弱恢复项对合理地模拟海表盐度起着重要的作用,且对全球总盐量起着递增的作用;在虚盐通量中使用模拟的海表盐度而非定常的参考盐度能够更合理地模拟大西洋经圈翻转环流;除此之外,含有实盐通量的盐度边界条件能够更好地维持全球总盐量的守恒。     

2000年我国海洋气象学的发展展望

海洋约是陆地的2.44倍,是地球上尚未充分开发的一大领域。它被认为是新技术革命要开辟的一个具有战略意义的新领域。海洋气象学是海洋与气象的边缘学科,主要研究大气现象与海洋现象及海上作业之间相互关系、相互作用的学科。其研究范围包括海洋及巨大水域上的天气现象和天气系统、海洋与大气相互作用、海上风暴潮、海浪等等。一、海洋气象探测和资料收集海洋开发要求对海洋环境提供开发所需要的各种水文气象参数,这就需要大力开展常规海洋气象观测,特别是雷达、卫星等遥感以及飞机等探测,建立从空中、水面、水下的海洋水文气象综合监测网。(一)常规气象观测:主要发展方向是遥测仪器的推广应用和常规观测的自动化。     

北斗反射信号海风探测数据分析与检定

利用导航卫星反射信号(GNSS-R)进行海风海浪探测为海洋气象提供了一种新的观测手段,数据分析及有效性检定是确定系统探测能力的重要过程.在描述北斗GEO卫星进行海风探测机理的基础上,利用北斗反射信号的相关时间进行了海风的反演.同时针对国家北斗应用项目"基于北斗导航卫星的大气海洋和空间监测预警应用示范工程"在山东进行试验和试运行期间产生的风速观测数据进行分析,并通过与标准数据的对比,确定了该方法的有效性.     

2003年7月8日安徽系列龙卷的新一代天气雷达分析

利用合肥新一代天气雷达资料对2003年7月8日夜间发生在安徽庐江和无为县的龙卷过程进行了简要的分析。7月8日夜间至9日凌晨，与一条自西向东移动的、被包裹在大片层状雨区中的带状对流(飑线)相联系，先后有4个径向速度场上明显的小尺度涡旋特征出现在飑线的前沿。其中一个小尺度涡旋特征持续了大约2小时30分，先后在庐江和无为县产生了龙卷。特别是在无为产生的龙卷，造成了严重的生命和财产损失，其级别为F2～F3，属于较强龙卷。分析表明，此次龙卷为非超级单体龙卷，在反射率因子图上几乎没有任何特征，而在径向速度图上呈现为明显的小尺度涡旋特征，说明新一代天气雷达的使用大大增强了对龙卷的探测能力。     

VA-320型超声涡旋风向风速计

超声涡旋风向风速计是一种新的测风仪器。目前美国、日本都已有产品出售。美国国家数据浮标计划中已大量采用。本文介绍的是日本石川产业株式会社生产的VA-320型风向风速计。大家知道,如果在流动的气体中放置障碍物,就会产生涡旋状的扰动。接连不断所产生的涡旋之间的间隔是一定的,障碍物愈宽,涡旋间隔愈大。因此,下面的数学式成立: F=SV/dF为涡旋频率;V为气体流速;d为障碍物宽度;S为常数。将超声波束与障碍物后方的涡旋通路正交,因为从此通路连续通过的正、反方向的涡旋扰乱了超     

全球海洋观测系统的里程碑——国际ARGO观测系统建立第3000个浮标站

经过8年的发展，全球海洋观测系统（ARGO Ocean Observing Network）实现其初步目标：在全球范围建设3000个自动浮标站。ARGO（Array for Real—time Geostrophic Oceanography）通过系统地测量海洋温度和盐度，对海平面估计与预报的改进作出了贡献，并在季节气候预报的改进和进一步了解飓风活动中发挥了重要的作用。自由漂浮的剖面浮标测量海洋上部2000m的温度与盐度，能够连续监测海洋上部的温度、盐度与洋流速度，所有资料可以在搜集后数小时传送和公布。NOAA负责维护全球ARGO网络近一半的浮标站。