海洋人物

费雷尔 ,W. (William Ferrel,1 81 7- 0 1 - 2 9～ 1 891 - 0 9- 1 8)美国气象学家 ,自学成长的著名学者。早年从教 ,曾在美国海岸与大地测量局 (1 867～ 1 882 ) ,美国信号局 (1 882～ 1 886)任职。在气象与海洋两领域上均有重要贡献。最早运用数学方法解决气象问题 ,建大气循环理论模型 ,促成现代动力气象学诞生 ;在风理论上 ,提出地球气流偏转定律 (通称白具罗定律 ) ;1 856年提出费雷尔环流模式 ,该环流对海流与海况分布有重要影响。 1 861年在研究大气运动中引入科里奥利力 ,推动极锋学说建立。在海洋学上主要研究潮汐与海流。提出北…     

冬季中纬度海气相互作用与长江中下游汛期旱涝预测

中纬度海洋的热力状况对大气环流的维持和变化起着重要的作用,尤其在冬季。汛期的研究表明,冬季黑潮海域海表面水温(SST)与长江中下游和华北平原汛期降水有密切的关系(中国科学院大气物理研究所长期预报组,1978),夏季阿留申海域的SST异常与北太平洋上空大气环流场和后期秋季美国的气温和降水亦存在有意义的关系(Namias,1976)。赵永平(1986a;赵永平, McBean,1996)和Zhao and McBean(1989)曾用北太平洋海洋对大气加热场资料详细地分析了其时空分布特征,揭露了黑潮及邻近海域海洋异常加热对同期和后期半年至一年北半球大气环流的影响事实,并提出用海洋异常加热对同期和后期大气环流作用的反相性假说来进行解释。以上研究表明,冬季中纬度海洋异常加热与大气环流的异常和我国汛期旱涝之间存在一定的联系。 冬季黑潮和湾流海域是中纬度海洋的两个巨大热源,它们对同期和后期大气环流有重要影响。本文研究了冬季中纬度黑潮和湾流海域海洋异常加热对夏季副热带高压和中高纬度西风环流的影响,讨论了长江中下游汛期旱涝前期冬季和同期大气环流型。结果表明,冬季东亚和北美冷空气都强时,黑潮和湾流海域对大气异常多加热,夏季西太副热带高压、乌山和鄂海阻塞高压多趋减弱,中纬环流平直,形成长江中下游偏旱的环流形势；反之,西太副热带高压、乌山和鄂海阻塞高压多趋加强,中纬槽脊系统明显,形成长江中下游偏涝的环流场。本文还对可能的物理过程进行了讨论。     

副热带海域的海洋加热异常及其对副高的影响

海洋在天气、气候及大气环流变化过程中起着重要作用,海洋热源的异常分布是造成长期天气异常的重要原因。海洋对大气的作用主要是通过海气界面的热量交换来实现的，因此,直接运用海气热量交换来考虑海洋对大气的加热作用,分析海洋加热异常对长期天气、气候及大气环流的影响,具有更明确的物理意义。 西北太平洋副热带高压是造成我国旱、涝及天气变化的主要副热带天气系统,对我国夏季气温、雨带位置及强度影响很大。西北太平洋中、低纬副热带地区是海洋向大气提供热量和水汽较多的地区,也是海气相互作用最强烈的海域,这一地区的海洋加热对西北太平洋副热带高压的变化将有直接影响。本文分析了冬季西北太平洋副热带海域海洋加热主要场的分布特征,指出了海洋加热与西北太平洋副热带高压的关系。结果表明,冬季该海域海洋加热较常年偏多时,冬、春至初夏副高偏弱,位置偏东、南(6月副高脊线位置除外);反之,海洋加热较常年偏少时,副高偏强,位置偏西、北(6月副高脊线位置除外)。该海域海洋加热对副热带地区大气环流,尤其是副热带高压环流的变化有着重要作用。本结果对预测西北太平洋副热带高压的变化,研究中纬度海洋加热对西北太平洋副热带高压及其大气环流的影响有十分重要的意义。     

根据冬半年渤海,黄海冰情展望西太平洋台风

一、引言 海冰生消过程虽然受各种因素影响,但主要取决于水温,而水温在很大程度上受气温的影响,决定冬季冷暖直接原因是大气环流的异常。海洋中的潜热是大气环流的主要能源,对北半球能量研究结果表明,夏半年大部份辐射量剩余是贮存在海洋中的,冬半年则释放到大气中。同时还表明,陆地、海洋、冰盖和大气之间存在着时间尺度为几天到几百年积蓄或释放大量能量的情况,而且这种现象是十分明显的,甚至在冰期中也会发现大气-海洋相互作用的重要表现。大范围的海冰生消及冰情状况改变着海洋的潜热,从而使大气环流发生变化。台风是发生在高温高湿的洋面上,与水温变化有直接关系,它的移动、发展都受到大气环流的制约。根据长期天气过程存在着隔季相关的韵律关系,渤海、黄海北部冬季的冰情与影响我国的台风必然存在着一定的内在联系。作者对35年（1952～1986年）观测资料进行了统计分析发现,渤海、黄海北部的冰情与台风的活动存在一些反相关关系。尽管这种关系的机制和方式还不十分清楚,但从客观事实出发,所统计分析出的一些规律性东西,对台风的长期预报还是有所裨益的。     

海洋人物

梅尔茨 ,A.(Alfred Merz,1 880 - 0 1 - 2 4～ 1 92 5- 0 8- 1 6)奥地利海洋学家 ,生于维也纳近郊。1 90 1年入维也纳大学学习地理学 ,后转入气象学和海洋学研究。历任莱比锡大学、柏林大学海洋所海洋部主任 (1 91 0 )、教授兼所长 (1 92 2年后 )。海洋研究上的贡献 :(1 )以近代海洋仪器装备“流星”号调查船 ,在南大西洋完成综合考察。考察目的是为证实南大西洋纵断面内的大环流。因考察途中病殁 ,考察由 A·德范特和 G·迪特里希完成 ,并证实了梅尔茨的推论。 (2 )查清北海不同深层的潮流变化及环流特征 ;第一次世界大战期间 ,绘制了百…     

海—气相互作用概述

前言 海-气相互作用问题是近代地球物理科学中发展极为迅速的一个分支。它研究海洋和大气之间物物质（如水份）、能量（如热量）和动量的交换,以及相应的海洋和大气的运动及主要物理量分布的相互制约的关系。世界海洋是大气的热量和水份的主要供应者,它对地球气候的形成、维持及变化起着决定性的影响。海-气相互作用提供了月、季以至更长时效的天气气候预报的物理基础,延长了大气对长期天气过程的“记忆力”。海洋和大气耦合构成了丰富多采的长期天气演变图景。了解海洋有助于我们更好地研究大气环流和天气气候形成、演变的机理。一些重要的天气气候现象都与海-气相互作用有关,如E1 N(?)o、 ENSO、遥相关以及大范围的干旱等。在30天以上的长期天气数值预报中必须考虑外强迫力的作用,其中最重要的是海     

北太平洋西部海洋环流与大气环流的对应关系

本文从三方面探讨海洋环流与大气环流之间的对应关系。 1.海洋对于大气的热效应:通过北太平洋西部黑潮区水温分布及海洋与大气的热交换量,说明海洋可以影响到的大气高度;通过水温梯度分布找出其与1000—500mb厚度梯度分布的对应关系。 2.大气环流对于海洋环流的影响:根据黑潮轴线的季节变化,找出其与500mb西风急流和付热带高压轴线的活动是一致的协调的。黑潮强度与大气环流的对应关系并不明显。 3.西北太平洋海洋环流与天气系统:黑潮和亲潮邻接海区水温梯度最大,因而其上正是大气锋区所在,气旋最大频率区和海霧最大频率区均与海洋环流的活动息息相关。 从海洋环流与大气环流的对应关系中,指出海洋影响大气在温湿效应上,大气影响海洋在运动方面。但大气温湿属性改变了,必然引起空气运动。而海水运动产生了,也要引起温盐度的再分布。因而总的说来,海洋影响大气的直接作用为温湿效应,间接作用为空气运动。大气影响海洋的直接作用为海水运动,间接作用为温盐效应。     

ENSO事件次表层海温的两个模态及其对大气环流的影响

利用SODA海洋同化资料和NCEP再分析大气资料,分析了热带太平洋次表层海温异常(subsurfaceoceantemperatureanomaly,SOTA)与厄尔尼诺与南方涛动(ElNi?o-SouthernOscillation,ENSO)循环的联系,及SOTA对大气环流的影响。回顾传统ENSO研究,指出存在的问题,提出了ENSO影响大气研究的新思路,得到以下结果:(1)以SOTA为基本资料的研究发现, ENSO事件有两个模态,主要出现在冬季的第一模态对冬季及夏季亚洲-北太平洋-北美地区上空中高纬大气环流有重要影响,主要出现在夏季的第二模态对该地区上空夏季热带和副热带大气系统有重要作用。(2)ENSO事件通过与ENSO相联系的热带太平洋海面温度异常(ENSO-relatedseasurface temperatureanomaly,RSSTA)对大气的异常热通量输送,强迫Walker环流和Hadley环流变化,导致热带和北太平洋及周边地区上空大气环流异常,进而影响相关地区冬季和夏季的气候。(3)海表面温度异常(seasurfacetemperatureanomaly,SSTA)包含RSSTA和大气异常导致的海温变化(sea temperature anomaly caused by atmospheric anomaly, STA)两部分, RSSTA是ENSO事件过程中海洋内部热动力结构调整导致的海面温度变化,在海洋对大气的热输送过程中,它随ENSO事件演变不断更新;STA是大气受RSSTA海洋异常加热后导致的大气环流异常对海面温度的影响,在海洋浅表层STA对RSSTA有重大影响。本文最后讨论了ENSO事件期间热带海洋对大气热输送过程,指出ENSO事件通过海洋内部热动力结构调整产生RSSTA,它直接对大气异常加热,导致大气环流和气候异常,局地海气之间负反馈过程产生STA,反过来抑制RSSTA。结果还指出,人们常用的SSTA变率实际上主要由秋冬季节RSSTA主导,丢失了春夏季ENSO信息,用SSTA研究ENSO事件存在局限性,这也可能是ENSO事件春季预报障碍的原因之一。     

黑潮海域海洋异常加热对后期北半球大气环流影响的分析

计算了黑潮海域海洋异常加热与后期1—12个月北半球大气环流的时滞相关，分析了二者的相关关系。结果表明，海洋异常加热对后期半年到一年北半球大气环流场有重要影响。当黑潮海域海洋异常多加热时，后期半球范围内大气环流的经向度将趋减小，反之则趋加强。在分析相关场演变的基础上，讨论了上述时滞关系的可能物理过程，指出黑潮海域海洋异常加热对后期下游大气环流型的影响，是通过改变中纬大气与高纬极地大气之间温度和位势高度梯度，进而影响后期下游大气环流型来实现的。     

一个用于全球气候变化研究的海洋大气环流耦合模式Ⅰ.模式的形成及性能

本文初步建立了一个可用于模拟几十年到上百年气候变化的全球大气-海洋-海冰耦合的环流模式(CGCM).该模式采用“预估-校正”的月平均距平耦合方案,把一个两层大气环流模式(AGCM)和一个20层海洋环流模式(OGCM)耦合在一起;由于北冰洋尚未被包括在海洋模式内,因此我们在大气模式中嵌入了一个北冰洋薄层热力学海洋模式.130年的积分试验表明,尽管耦合模式的长时期积分中存在着明显的气候漂移现象,但模式模拟的全球气候的空间分布特征基本上是合理的.这为进一步利用该模式模拟全球增强温室效应提供了数值实验依据.     

热带海洋-大气耦合的主模态

依据1948年1月～2005年12月NCEP的海表温度(SST)和大气再分析的月平均资料,利用MCA方法,首次确定了代表全球热带海洋-大气相互作用的最主要信号的热带海洋-大气耦合主模态,该主模态随时间的变化与热带太平洋埃尔尼诺-南方涛动(ENSO)模态非常一致,揭示了该主模态包含以下海洋-大气相互作用物理过程:秋季印度尼西亚海洋-大陆区上空850 hPa出现异常的纬向风辐散和经向风辐合导致赤道东、中太平洋海温正异常,热带印度洋海温则出现东冷-西暖的—"偶极子"型异常;冬季热带太平洋出现典型的ENSO盛期对应的海洋-大气耦合型,在南海和热带远西太平洋出现低空反气旋环流异常,热带印度洋出现海盆一致增暖,而热带大西洋海温异常不明显;冬季热带太平洋和热带印度洋的SST异常可以导致春季赤道中太平洋西风异常,南海冬季风减弱,热带西北太平洋出现更明显的低空反气旋环流异常和赤道东风异常,热带西北大西洋出现西南风异常;该模态对夏季大气环流的影响主要表现为热带印度洋海盆一致模态对东亚季风的影响。     

深刻认识物理海洋学

迄今为止,我们在如下领或中尚存在认识上的差距:1.海洋表层温度大尺度变化的物理学实质,这些变化与大洋环流和大气过程变化特点的关系,对于大气和海一气间大尺度相互作用的反馈;2.海洋1500-2000米表层水团水平环流与大洋深层水环流之间的联系;3.海洋深处垂直环流的细微结构;4.所有天然尺度(从几百公里到几百米)的海洋涡旋在起源及其动力学方面的差别;5.多种天气尺度涡量的特别《长生》的物理学原因:6.确定天气尺度涡量缓和的独特过程;7.确定海洋长期存在的急剧变化的温跃锋面的准稳定锋面的动力学。8.海洋锋面的三维结构;9.决定海洋锋面出现不稳定性时的诸动力要素;10.组成     

两类厄尔尼诺事件期间热带大气GILL响应分析

分析了1979-2018年两类厄尔尼诺事件期间月平均热带太平洋海面温度(sea surface temperature,SST)异常、对流降水异常、大气环流异常等特征,发现东部型、中部型厄尔尼诺期间海洋及大气加热场并不是赤道对称,赤道以南热源强度大于赤道以北.大气对热源的响应表现在:1)低层在大气热源西侧出现南、北半球...     

冬半年海洋与大气的相互作用

海洋占地球表面积的71%左右,海洋的热容量比大气大1200多倍,因此它对太阳辐射的热量起着“贮存器”与“调节器”的作用,是影响长期天气过程的重要角色.气象工作者数十年之前已经开始注意海水表面温度的变化与大气环流及长期天气变化之间的相互关系,进行过不少研究.70年代以来,在一些国家,其中包括我国,应用海温做长期预报取得了一定成绩.然而人们至今对长期天气过程中海气相互作用的机制却了解甚少,甚至对同一个月份海洋与大气环流异常到底有什么关系也不十分清楚.因此,在海气相互作用的研究中,经常遇到两种似乎截然相反的观点,有的作者强调海洋对大气的作用,而有的作者则又强调大气对海洋的作用,甚至同一作者有时主张前一观点,有时又强调后一观点.     

埃尔尼诺事件与北半球大气环流遥相关

埃尔尼诺事件与北半球大气环流有密切的遥相关.本文将事件定义为三级.即1级——反埃尔尼诺年,2级——正常年,3级——埃尔尼诺年.以此与前期(前二年1月起)到后期(后二年3月止)总共51个月的月平均500hPa和100hPa高度场求点相关,取相关系数r≥0.40为显著性相关.结论为:(1)埃尔尼诺事件对北半球大气环流有肯定的影响.(2)埃尔尼诺对低纬环流有最显著的大范围持续性正相关,持续期长达1年3个月,最佳正相关期为同年冬季～次年春季,最佳正相关区为中-西太平洋和东大西洋.(3)这种影响首先通过Walker环流在低纬度纬向扩展传播,冬春季环绕整个北半球成一显著性正相关环带.其次,冬季达峰值后,即通过Hadlley环流和二维Rossby波列作经向频散传播,对中高纬影响主要集中在几个关键区,即大气活动中心.最后于次年春季中纬峰值向高纬扩展传播,加上环流季节性变迁和隔季相关效应,次年夏季出现埃尔尼诺事件对中高纬环流影响的第二个峰值.表现出埃尔尼诺事件对海洋-气象灾害施加了重要影响.     

近海面稳定大气边界层湍流动量、热量交换的初步研究

一、引言海洋与大气是一个很强的耦合系统.大气向海洋提供巨大的动能来驱动海洋环流,造成浪、流和温度场(特别是上层海洋)等其结构与强度上的不断改变;而海洋同时又作为一部天然热机向大气反馈巨大的热能来推动大气环流,造成天气与气候的不断变化.海气间这种复杂的耦合作用日益为气象和海洋学家所重视.迄今,它已成为一项具有全球意义的重大研究课题.     

黑潮海域海洋异常加热时后期北半球大气环流影响的分析

计算了黑潮海域海洋异常加热与后期１－１２个月北半球大气环流的时滞相关，分析了二者的相关关系。结果表明，海洋异常加热对后期半年到一年北半球大气环流场有重要影响，当黑潮海域海洋异常多加热时，后期半球范围内大气环流的经向度将趋减小，反之则趋加强，在分析相关演变的基础上，讨论了上述时滞关系的可能物理过程，指出黑潮海域海洋异常加热对后期下游大气环流型的影响，是通过改变中纬大气与高纬极地大气之间温度和位势高度     

西北太平洋低空环流与海温异常关系的季节性差异

通过资料分析与数值模拟研究了西北太平洋低空环流特征及其与海面温度(SST)异常关系的季节性差异,得到如下结论:1)西北太平洋低空环流的空间尺度和位置在春季和夏季存在明显差异,从春季到夏季,异常环流范围缩小且中心位置向西北偏移; 2)西北太平洋低空环流与西北太平洋局地海温的相互作用存在季节差异,春季西北太平洋冷海温与上空反气旋异常之间存在相互作用,而夏季则以大气影响海洋为主,异常的反气旋/气旋可以加热/冷却其下垫面的海温,大气超前3～4 d影响海洋; 3)夏季异常反气旋环流(WNPAC)的维持主要来自非局地海温异常(北印度洋暖海温与中太平洋冷海温异常)的强迫,这两个海区对WNPAC的影响也存在季节性差异,北印度洋的影响主要体现在晚春至盛夏,而中太平洋则主要在晚夏发挥作用。     

亚洲夏季风对偶极子型人为气溶胶排放变化的响应特征与机理

利用第六次国际耦合模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6, CMIP6）中的两组子试验,结合线性斜压模式模拟的结果,研究了近年来亚洲内部出现的东亚减少、南亚增加的偶极子型人为气溶胶排放变化调控亚洲夏季风响应的特征及物理机制。对东亚夏季风而言,在考虑海洋-大气耦合作用的气候系统总响应中,东亚夏季风环流和降水显著地加强;在不考虑海洋调控作用的大气直接响应过程中,东亚人为气溶胶排放减少导致的陆地升温使得海陆温差增大,进而通过引起东亚陆地上的气旋式环流异常加强东亚夏季风环流和降水。对南亚夏季风而言,其在偶极子型人为气溶胶强迫下呈现出更为复杂的变化特征。在大气直接响应过程中,人为气溶胶强迫引起的海陆热力差异变化导致南亚夏季风环流减弱、降水减少。在考虑海洋-大气耦合过程的总响应中,南亚夏季风环流表现出微弱增强,同时印度次大陆的南亚夏季风降水也出现增多的异常变化。这表明,局地和海洋-大气动力耦合过程在区域气候对人为气溶胶强迫的响应中扮演着非常重要的角色。此外,通过线性斜压模式发现,东亚和南亚局地的人为气溶胶强迫导致的大气加热场异常不仅能影响局地的夏季风环流,还可以通过引起大范围的表面气压异常进而调控整个亚洲夏季风环流的变化。     

冬季黑潮延伸体海域云水含量的年际变化

利用卫星观测的海面高度资料、海表温度资料和再分析大气资料,考察了冬季黑潮延伸体海域云水含量的年际变化。结果表明:尽管大气环流有明显的年际变化,海洋锋对其上云水含量的"锚定"作用(锋面南侧云水含量多,北侧少)始终存在,同时云水量值有明显的年际变化,该变化主要受背景大气环流的影响,当西北风加强(减弱)带来偏冷(暖)偏干(湿)的空气团时,锋面南侧云水少(多)。按照云水含量多少进行合成分析的结果表明:来自大陆的冬季西北风南下,在遇到海洋锋锋南侧的暖水面时,空气抬升导致的大气跨锋面的次级环流和对应锋面南(北)辐合(辐散)在一定程度上(约25%)受背景大气环流变化的影响。在背景大尺度的西北风强(弱)时,大气中水汽含量较少(多),凝结放热较弱(强),黑潮延伸体海洋锋南侧南侧上升,北侧下沉的次级环流偏弱(强)。