副热带高压脊线季节活动的数值试验——Ⅱ.水汽凝结加热作用

利用两维平均模式,考虑太阳辐射加热作用,曾对副热带高压脊线季节活动进行数值模拟,得到了模拟副高脊线的季节性北跳等结果^[1]。本文采用相同的模式,除太阳辐射加热外,还考虑了副高北侧雨带中的水汽凝结加热作用,进行数值试验。考虑凝结加热后,仍能模拟出副高随季节北移和北跳等的基本特征,而且模拟结果还显示出,凝结加热可使副高脊线季节性北移所达的位置比之无凝结加热时偏南。因此,可以认为副高季节性活动的基本特征主要由太阳辐射加热决定,而其脊线位置的南北距平,是北侧降水带旱涝反馈作用的结果。     

太平洋赤道附近海温与西太平洋副热带高压脊线北抬25°N关系的初步分析

本文以1960～1994年太平洋月平均海表温度和副高脊线北抬25°N日期资料为分析素材,初步揭示了两者之间的联系。其结果是西太平洋赤道附近海流区的海表温度不仅在同期具有高(低)与副高脊线北抬25°N日期早(迟)呈正相关关系,在前期,特别是当年的3月更加明显具有显著的准3个月遥相关。经建立预测方程,其趋势拟合率达88．6％(31／35),效果较为满意。     

海温数值预报资料同化试验Ⅰ.客观分析的最优插值法试验

利用最优插值法发展了一个海温短期数据预报的资料同化系统，并进行了一些客观分析试验。这个同化系统具有下述几个特点：（１）由于海温的保守性，在对海个时次的船舶报ＳＳＴ资料进行同化时，加入了前后相差６ｈ的相邻资料作为同时资料，增加了资料密度，较好地解决了海洋资料相对稀疏引起的问题；（２）利用模式的一系列后报试验结果来估计模式预报误差的标准差，这比常用主观猜测的方法更加客观；（３）对观测资料进行检误的质量     

海温数值预报资料同化试验：Ⅰ.客观分析的最优插值法试验

利用最优插值法发展了一个海温短期数据预报的资料同化系统，并进行了一些客观分析试验。这个同化系统具有下述几个特点：（１）由于海温的保守性，在对海个时次的船舶报ＳＳＴ资料进行同化时，加入了前后相差６ｈ的相邻资料作为同时资料，增加了资料密度，较好地解决了海洋资料相对稀疏引起的问题；（２）利用模式的一系列后报试验结果来估计模式预报误差的标准差，这比常用主观猜测的方法更加客观；（３）对观测资料进行检误的质量     

渤海生产力研究——Ⅰ.叶绿素a的分布特征与季节变化

本文阐述了1982—1983年在渤海综合调查中所作的叶绿素a调查,分析研究了叶绿素a时空变化与环境因子的关系.结果表明,渤海水域叶绿素a的数量分布具有明显的时空变化特征,叶绿素a的变化范围为0.2—8.0mg/m3,其季节变化呈双峰状,高峰期在初春3月,次高峰在秋季9,10月间,初夏6月为低值期,冬季12,1月为一年中的最低期,叶绿素a的垂直分布变化不甚明显,春季叶绿素a最大值出现在5m以上水层中,夏、秋季最大值位于5—10m的水层中,冬季水体中叶绿素a的分布较为均匀,初步得出渤海水域叶绿素a分布的季节变化规律.     

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟——Ⅰ.胶州湾潮流数值计算

一、前言 对胶州湾动力过程的研究,采用数值模拟方法还是初次。本文阐述的潮流计算问题,是污染扩散数值模拟的一部分,即图1粗线矢所示的那部分工作。今后还将讨论细线矢所示的风海流、河川迳流对污染物的运输和扩散过程的影响等课题,以期最终能对胶州湾的物理自净能力作出定量估计,并对环境质量作出预报。图1中虚线矢涉及化学、生物、地质及其它一些领域的过程,这些过程也是污染调查和防治研究工作的重要课题。     

福建沿岸上升流数值研究 Ⅰ.台湾海峡潮汐、潮流的数值模拟

台湾海峡内的潮运动是相当强烈和复杂的,一方面由于自海峡外传入的两支太平洋潮波在海峡内传播、相汇,形成强烈的潮运动;另一方面海峡内地形的复杂和岸线的曲折又使海峡内潮汐、潮流的分布变得特别复杂。自80年代以来,国内学者对海峡内的潮汐、潮流进行了不少研究(丁文兰,1983;方国洪等,1985;叶安乐等,1985,1986;李立等,1990；陈新忠,1983;郑文振等,1982),并获得了有价值的成果。但是,他们对海峡内潮运动的过程、性质等尚有许多不同的看法。例如,关于M2分潮最大流速同潮时线的分布状况,以上学者的结论各不相同,有的甚至差异很大。对海峡内M2分潮最大流速同潮时线聚点(即圆流点)的问题也有两种观点。关于潮流分布状况,由于实测流资料缺乏,尽管已有的研究在潮流极值区的出现位置上基本达成共识,但在潮流流速量值的大小问题上仍有诸多分歧。 鉴于上述研究现状,为了对海峡内潮汐、潮流的分布状况有更准确、细致的认识,以便弄清海峡内潮过程在上升流形成过程中的作用,本文在已有研究的基础上,重新对台湾海峡内的潮汐、潮流作了数值计算。我们将讨论的重点放在以往研究中有争议的问题上,依据计算结果并结合实测资料提出我们的见解。     

谱松弛同化技术对台风季节活动数值模拟的影响

采用COAWST模式针对2015年5月1日—11月1日的台风季节活动设计了两组对比试验,探讨谱松弛同化技术对台风季节活动数值模拟的影响。通过比较两种试验结果中的台风季节信息发现:谱松弛能够显著提高对台风频数、强度、气旋累积能量分布以及路径密度分布的模拟。这种改善与模式中大尺度场如环流场、位势高度场、海温的改善息息相关。由于谱松弛的作用,模式能够基本再现边界场中的大尺度信息,避免台风活动导致大尺度场发生严重漂移,同时模式自身中小尺度过程能够自由发展,这使得模拟的台风季节活动更加符合观测。     

渤海潮混合数值模拟 Ⅰ.渤海主要半日分潮的数值模拟

渤海为内陆海湾,仅以一海峡与北黄海相通。天体引力作用下的周期性海水运动是渤海海水运动的主要形式之一。因此,研究渤海潮流对污染物稀释扩散,迁移输送的规律是环境保护研究工作中的重要课题。渤海是以半日分潮性质为主的海域。因此本文着重讨论渤海半日分潮的数值模拟问题,以便在此基础上求解扩散方程式,进而得到污染物在主要半日分潮流作用下的空间分布状况。     

斜压海洋动力学的一种三维数值模式 Ⅰ.动力学方程数值格式

依据自由海面海洋动力学原始方程建立了一种三维有限差分数值模式,可用于潮波、风暴潮和海流的数值模拟和预报。运动方程和连续方程的数值格式采用内、外模态分离的技术。外模态采用交替方向隐格式,用于计算海面高度和垂直平均流速,时间步长不受Ｃｏｕｒａｎｔ－Ｆｒｉｄｅｒｉｃｈｓ－Ｌｅｗｙ条件限制;内模态采用半隐格式,用于计算海流的垂直２颁布,其时间步长可大于外模态时间步长。模式的计算程度比一般显式模式可快１０倍     

黄、渤海水温垂直结构数值预报方法的研究——Ⅰ.一维数值预报模式

文中根据历史水温资料分别建立无维温度θ_T和无维深度η,进而建立水温垂直剖面的无维自模函数θ_T=f(η)。在此基础上,利用热传导方程在忽略平流和涡动效应条件下建立描述表面水温(T_s)、底层水温(T_H)和上均匀层厚度(h)的一维模式。文中,利用本模式试报了(时效为5、10、15d)南黄海20个站的T_s、T_H、h、温跃层厚度和强度等,结果是令人满意的。     

黄、东海环流的数值研究Ⅰ. 黄、东海环流的数值模型

首先依据拉格朗日环流理论与黄、东海的环流物理和几何特征建立一个黄、东海环流的动力学统一模型 ,并按其无因次方程的量阶分析获得其零阶和一阶模型方程。最后依此模型方程的数学、物理特征确立了流速分解方案 ,从而形成完整的黄、东海拉格朗日环流数值模型。该课题组已完成较系统地对黄、东海环流的数值研究。该篇论文为系列报道之首篇。     

海洋围隔生态的油污染试验——Ⅰ.烃降解菌的生态分布

我们在厦门港东部海域进行围隔生态的油污染试验,研究烃降解菌的生态分布及其与环境因子的相互关系。结果表明:(1)异养菌的数量比烃降解菌数高2—4个数量级;(2)油浓度,颗粒有机碳、氮和磷与菌数有正的相关性;(3)烃降解菌的种类组成为革兰氏阴性菌占绝对优势,其中假单胞菌的检出率为100％;(4)加入分散剂有利于烃降解菌的生长,烃降解菌的数量直接影响降解率。     

中国近海异常海温数值预报模式研究Ⅰ.模式的建立

本文从近海异常海温的定义和形成机制出发,在原有的海表温度数值预报模式的基础上,考虑了上层海洋对强天气强迫的动力响应和浅海效应,前者包括卷入和卷出、冷水抽吸和暖水辐聚,后者包括潮混合和浅海对短波吸收之影响,从而建立了一个以混合层的温、流、深度为变量的中国近海异常海温数值预报模式.     

毛嵌线螺的研究Ⅰ.繁殖及幼虫发生特征

毛嵌线螺(Cymatium pileare)的繁殖过程包括交配、产卵、孵育及幼虫从卵囊中游出等4个阶段。交配一般在产卵前10～15d进行,产卵后母体并不离开卵群,而是持续静伏在卵群的开口上进行孵育,直至其中的幼虫离开卵囊。温度和盐度对毛嵌线螺受精卵的发育有重要影响,在22～30℃的适宜温度区域内,将受精卵孵育成能自由生活的晚期面盘幼虫需438日度左右的总积温。毛嵌线螺受精卵的发育与其他前鳃类腹足动物相似,包括卵裂、囊胚期、原肠期及面盘幼虫期4个阶段。     

毛嵌线螺的研究Ⅰ.繁殖及幼虫发生特征

毛嵌线螺（ Ｃｙｍａｔｉｕｍ ｐｉｌｅａｒｅ）的繁殖过程包括交配、产卵、孵育及幼虫从卵囊中游出等４个阶段．交配一般在产卵前１０～１５ｄ进行,产卵后母体并不离开卵群,而是持续静伏在卵群的开口上进行孵育,直至其中的幼虫离开卵囊．温度和盐度对毛嵌线螺受精卵的发育有重要影响,在２２～３０℃的适宜温度区域内,将受精卵孵育成能自由生活的晚期面盘幼虫需４３８日度左右的总积温．毛嵌线螺受精卵的发育与其他前鳃类腹足动物相似,包括卵裂、囊胚期、原肠期及面盘幼虫期４个阶段．     

海洋的季节变化及风应力异常对海洋影响的数值试验

对一个6层5°×4°网格的全球海洋模式作了一些改进,建立了10层5°×4°网格的全球海洋模式,进行了季节变化数值模拟,积分250a,取得稳定的结果.除了高纬度海洋外,模拟的季节变化与实际观测十分接近.在此基础上,作了热带太平洋海温场对热带季风异常响应的3组敏感性实验,第1组为赤道西太平洋异常西风向东传播的试验;第2组为整个赤道太平洋风应力振荡异常试验;第3组为赤道西太平洋异常西风、东风交替向东传播的敏感性试验.模拟结果表明:(1)第1组风应力敏感性实验结果揭示出,西太平洋西风异常的向东传播的风应力异常可以产生类似厄尔尼诺的赤道东太平洋变暖;(2)第2组试验结果表明,热带太平洋风应力的局地振荡首先在中太平洋东西部激发出海温扰动,然后海温扰动分别向东太平洋和西太平洋传播,从而引起东、西太平洋海温的异常;(3)第3组试验验证风应力QBO可以产生海洋中类似的QBO振荡.     

广西近海潮汐和海流的观测分析与数值研究——Ⅰ.观测与分析

1992 - 1 996年 ,对广西近海水深浅于 2 0 m的整个海域 ,利用 2 8个锚碇浮标和 2 3个周日连续观测站 ,对水位和海流进行了观测。根据观测结果 ,对该海域的潮汐性质 ,潮流特征和余流分布进行了分析 ,并对潮汐与潮流性质差异的动因和影响余流变化的主要因子进行初步探讨。结果表明 :广西近海的潮汐性质属于正规日潮。潮流性质大部分属于不正规半日潮或不正规日潮。余流主要由潮余流和风海流组成。潮流大小潮变化和风的变化是导致余流变化的主要原因。潮流绕海角运动 ,流速增强 ,并能诱导经向离岸流     

台风波浪数值预报的CHGS法 Ⅰ.成长过程中的海浪谱

文章指出,由于台风风场中风速、风向随时间和空间急速地变化,越近台风中心风速越大、风区越短、风时越小,风浪就越是不可能充分成长。所以在台风浪数值计算工作中不能使用充分成长的海浪谱模式。作者等在最近提出的台风波浪数值预报方法(以CHGS表示)中,建立了一种成长海浪谱模式(如文中(2)式),该模式中包含了标志着风浪成长程度的参数——平均波龄β。当β值较小时,波浪的能量主要集中在谱的峰值频率附近,使谱峰高而陡,随着β的增大,谱形逐渐变得低矮坦缓,当β=1时波浪充分成长,成长谱转变成了充分成长的P-M谱。该模式还表现出了谱在“平衡域”内的“超射”现象。     

普里兹湾及其邻近海区冰-海相互作用的数值研究 Ⅰ.模式

南大洋在全球气候系统中起着重要的作用,对世界大洋水团的形成有重要的影响。在世界大洋中,约有55%-60%的海水特性应当归结于南大洋的物理过程。目前,南大洋的研究已得到各国海洋学者的日益关注,进展较大。但是,对于地处印度洋扇形区的普里兹湾海区的观测和研究则相对较少,其结果的差别甚大。例如底层水形成问题,有些研究者认为这一海区的底层水主要来源于威德尔海和罗斯海,本区内对底层水的贡献即使有,也是非常小的(Smith et al.,1984; Mantyla et al.,1995)。而有些研究者则从观测资料中找到了底层水有可能形成的迹象。就目前研究的结果来看,有些年份,如1982年(Middleton et al.,1989),1987年(Woehler et al.,1988),1991年(乐肯堂等,1996)均发现了异常高盐的陆架水,它有可能与深层水混合而形成底层水。对于该海区的环流特别是深层环流迄今为止也是知之甚少。大多数研究是基于动力高度的计算结果( Grigor yev,1967;Smith et al.,1984,1993;Middleton et al.,1989),但他们给出的环流型式相互之间差异很大。这些差异的存在,虽然确有年际变化等因素,但也不能排除研究方法本身的局限。该海区地形复杂(图1),海冰有显著的季节变化和年际变化(Allison et al.,1993,1994),使得该海区的物理海洋状况非常复杂。南极地区由于环境恶劣,海洋观测集中在夏季,并且资料的连续性较差,因而使传统的研究方法受到很大限制。为了充分发挥有限的实测资料的作用,采用合理的动力学和热力学模式并利用数值方法求解模式方程,不失为一种有效的研究途径。迄今为止,这一海区的数值研究还很少,考虑热力学作用的模式则尚未见诸报道。本文将利用最新的资料和模式,并在模式中同时考虑动力学和热力学的作用,用以研究普里兹湾海区的环流与海冰的动力学和热力学过程。以往的研究发现、等密面分析是研究普里兹湾海区混合与环流的有效方法(乐肯堂等,1997),我们将采用国际上新近发展起来的一种基于等密面的数值计算模式,研究普里兹湾海区环流和海冰的季节变化。这一工作将有助于进一步解决该海区南极底层水的形成问题,因而对于深入认识该海区在南大洋环流系统以至全球气候系统中的作用有重要意义。