南海海温与我国夏季降水相关关系的研究

近20年来,气象工作者一直把赤道东太平洋海温对我国汛期降水的影响作为海-气相互作用中的重要研究课题。陈烈庭(1977)研究了赤道东太平洋地区海温异常变化对我国汛期降水的影响;黄嘉佑(1989)利用相关矩方法分析了赤道东太平洋海温与我国夏季雨日之间的关系;魏风英等(1992)研究了赤道东太平洋海温等因子与长江流域夏季旱、涝之间的关系及各因子在旱、涝形成中的贡献。研究结果表明,赤道东太平洋海温对我国降水有显著影响。 南海地处赤道西太平洋边缘,是低纬热带海域,它位于季风气流上游,是我国夏季降水的水汽和各种能量的重要源地之一,因此该海域海表面温度(简称海温)的变化与季风环流的相互作用可直接影响我国东部低纬地区的降水。罗绍华等(1985)曾作过南海海温与长江中、下游夏季降水的相关分析,分析结果认为,南海前期海温变化与长江中、下游夏季降水有密切关系,即前期海温偏暖时,长江中、下游夏季降水往往偏多,反之,前期海温变冷时,降水少。但是,由于上述研究是利用1951-1972年的资料,而且仅限于长江中、下游地区与南海海温的相关分析,因而还不尽如人意。随着南海海温资料和我国降水资料的不断累积,为进一步深入研究南海海温变异与我国降水的关系提供更好的条件,本文试图通过分析南海前期各季海温与长江中、下游和东南沿海地区的降水关系,找出在海温影响下的降水分布特征及旱、涝出现规律,为长江中、下游和东南部地区旱、涝的长期预测提供依据。     

赤道暖池温跃层海温对低纬大气环流的影响

本文利用1967-1985年间,西太平洋137°E剖面(34°N-1°S)的深层海温调查资料及500hPa月平均图,首先分析了该剖面上深层海温变化的分布结构和年际变率特征,发现西太平洋赤道暖池温跃层(取纬度4°-8°N,厚度75-200米)海温年际间的变化与赤道逆流流量呈反位相的关系,在埃尔尼诺年期间,赤道逆流(自西向东)加强,赤道暖池温跃层海温下降.当埃尔尼诺结束时,赤道逆流流量迅速减小、温跃层海温上升在此基础上进一步研究了赤道暖池温跃层海温对低纬大气环流的影响,发现赤道暖池温跃层海温与低纬大气的关系比赤道东太平洋海表温度要明显,尤其是对夏季低纬大气和副热带高压强弱的关系更为密切,这一统计事实说明,赤道暖池温跃层海温的变化可能是影响低纬大气环流异常变化的重要热源.     

太平洋海温异常对南海西南季风建立早晚的影响——数值模拟研究

利用9层15波全球大气环流谱模式研究了太平洋海温异常对南海西南季风建立早晚的影响作用.结果表明:西-中太平洋海温异常数值试验结果最能反映出南海西南季风爆发早、晚年4～5月份大气环流的差异特征.数值试验结果显示:西太平洋海温正(负)异常可导致西太平洋副高减弱(加强);中太平洋海温正(负)异常主要使得中太平洋上空的洋中槽减弱(加深);东太平洋海温正(负)异常可造成东太平洋赤道两侧高层环流产生反气旋性(气旋性)变化,孟加拉湾-南海-西太平洋热带地区出现东风(西风)异常,西太副高加强(减弱).可见西太平洋海温异常和东太平洋海温异常都可以对副高强弱变化产生明显影响,从而对南海西南季风建立早晚产生影响,只不过西太平洋海温异常的影响作用更为显著.西太平洋正(负)海温异常与中太平洋负(正)海温异常经常是同时出现的,其激发出的与向东传的Kelvin波和向西传的行星波相联系的环流异常为南海季风建立早(晚)提供有利的条件,因而这一海温分布型是影响南海西南季风建立早晚的重要影响因子.     

太平洋低纬地区垂直环流圈与海温的长期变化(二)

本文通过统计学相关分析,讨论了西太平洋低纬地区经圈环流强度、西北太平洋副热带高压的长期变化与赤道太平洋东部海温场、热带太平洋西部—南海海温场之间的耦合关系。 结果表明,赤道太平洋东部海温异常是西太平洋低纬地区经圈环流强度长期变化的主要原因之一。赤道太平洋东部海温的异常,通过西太平洋低纬地区经圈环流强度的异常响应,影响西北太平洋500hPa副高以及南海海温的长期变化。很有可能,东北太平洋中高纬度西风带西风强度与赤道海温的遥相关,是通过西太平洋低纬地区哈特莱环流向北的角动量和热量输送而实现的。     

大气低层风场对南海海温的影响及其与季风的关系

利用1960-1999年月平均海表温度资料和大气低层风场资料,分析了南海海表温度与局地风场之间的关系及其季节变化特征,讨论了局地风场对南海海温的影响与季风的联系.结果表明,南海海表温度异常与局地风场异常之间的关系具有明显的季节变化特征,南海海表温度异常在夏季与纬向风异常呈明显的负相关,在冬季与经向风异常呈明显的正相关,这种季节变化与东亚季风特性(即盛行风存在明显的季节变化)密切相关.为南海海表温度监测预测提供气候背景,从而也解释了过去在大气低层风速与南海海表温度异常相关性方面不同研究结果存在差异的原因.     

福建伏旱期旱涝与海温的相关分析

本文取全省25个代表站1961—2000年7月降水资料和北太平洋海温月平均资料为素材，首先标定典型早涝年例，其次对比分析典型早涝年例的海温场特征和可能的影响关系。初步结论有：(1)黑潮区海域海温偏高(偏低)、太平洋中东部赤道附近海域海温偏低(偏高)时，福建伏早期易于发生干旱(洪涝)；(2)ENSO冷(暖)事件影响年时福建伏早期易早(涝)。     

北方涛动和南方涛动与太平洋海温关系的对比分析

本文对太平洋气压场和海温场相互关系的分析,不仅证实了近年来一些研究提出的北方涛动与赤道东太平洋海温变化的关系,而且进一步揭示了北方涛动与太平洋海温相关最显著区域是在赤道太平洋日界线以东附近、Namias海区和加利福尼亚洋流区,而南方涛动与东太平洋和秘鲁沿岸的海温关系密切.并发现南、北方涛动虽处于同一3-4年的振荡系统中,但对各次埃尔尼诺过程而言,南、北方涛动指数的极值和相对强度都不尽一致.分析表明,埃尔尼诺现象的三种不同增温类型与南、北方涛动影响赤道太平洋海温在空间上的差异,以及位相和相对强度的不同匹配状态有相当程度的联系.     

太平洋低纬地区垂直环流圈与海温的长期变化(一)

本文通过统计相关分析,讨论了西太平洋低纬地区纬向垂直环境圈的长期变化与赤道太平洋东、西部海温场之间的耦合关系。 分析结果表明,西太平洋低纬地区纬向环流圈即沃克环流圈和沃克反环流圈的长期变化并不完全受赤道太平洋东西向海温梯度的控制.赤道太平洋东部海温的异常变化以及厄·尼诺现象的出现,与前期西太平洋西部-南海海温变化以及西太平洋纬向垂直环流圈的活动有密切的关系。 赤道太平洋西部的纬向环流圈的异常变化比东太平洋海温的异常变化要早2-3个月,即约一个季度。     

赤道东太平洋海温与黄海气旋

本文统计分析了黄海气旋与赤道东太平洋海温的关系。结果得出，赤道东太平洋海温的暖冷，不仅与黄海气旋的多少有较好的对应关系，并且与黄海气旋的强弱也有较为密切的联系。赤道东太平洋海温对黄海气旋的影响，是由于海温异常引起副高及其北侧高度场的差异进而影响黄海气旋的。     

北太平洋海温的遥相关型

本文研究了北太平洋海水表面温度的遥相关型,指出:北太平洋海温有3个遥相关区,分别在西风漂流区、亦道东太平洋区和阿拉斯加湾区。这3个相关区的结构十分类似于大气中的PNA结构。用赤道东太平洋和西风漂流区之间的海温差作为太平洋海温指数PTI,它能代表北太平洋65％海区的海温变化,可以作为太平洋海温场PNA结构的变化指数,用来监视剧Nino和反E1 Nino事件的发生和发展。     

基于卫星遥感海温数据的南海SST预报误差订正

尝试利用卫星遥感高分辨率海表温度资料GHRSST (Group for High Resolution Sea Surface Temperature) 与海表温度(sea surface temperature, SST)数值预报产品之间的误差, 建立一种南海SST模式预报订正方法。首先, 利用南海的Argo浮标上层海温数据对GHRSST 海温数据进行验证, 结果表明两者之间均方根误差约为0.3℃, 相关系数为0.98, GHRSST 海温数据可用于南海业务化数值预报SST的订正。预报订正后的SST与Argo浮标海温数据相比, 24h、48h和72h的均方根误差均由0.8℃左右下降到0.5℃以内。与GHRSST 海温数据相比, 南海北部海域(110°E—121°E, 13°N—23°N)订正后的24h、48h和72h的SST预报空间误差均显著减小, 在冷空气影响南海期间或中尺度涡存在的过程中, SST预报订正效果也较为显著。因此, 该方法可考虑在南海业务化SST数值预报系统中应用。     

SST Rhythm and Long-range Sea-ice Forecast

In this note, the rhythm of sea surface temperature (SST) is studied. It is found thatover the North Pacific the summer (July to October), SST correlates well with the SST inwinter (January to March), which is called SST rhythm. It is shown that the SST rhythm links the summer SST in the North Pacific with thewinter sea--ice in the Bohai Sea. This relationship may be used to make long--range sea-ice prediction. Unfortunately the available series of sea--ice is too short. But the experience     

EQUATORIAL EASTERN PACIFIC SST AND SUBTROPICAL HIGH

The variations of sea surface temperature (SST) on the east Pacific asd their relation to general atmospheric circulation are examined according to the data of the monthly mean SST and the 500mb level height for the period from January 1951 to December 1980.     

SST Availabilities of Satellite Infrared and Microwave Measurements

To investigate the feasibility and methodology of new generation sea surface temperature (SST) maps that combine various satellite measurements, we have quantitatively evaluated SST availabilities of NOAA AVHRR (National Oceanic and Atmospheric Administration, Advanced Very High Resolution Radiometer), GMS S-VISSR (Geostationary Meteorological Satellite, Stretched-Visible Infrared Spin Scan Radiometer) and TRMM MI (Tropical Rainfall Measuring Mission, Microwave Imager: TMI), during the one-year period from October 1999 to September 2000. The advantage of satellite microwave SST measurements is the ability to penetrate the clouds that contaminate satellite infrared measurements. Daily SST availabilities were calculated in the overlapping coverage from 20°N to 38°N and 120°E to 160°E. The annual-mean SST availabilities of AVHRR, S-VISSR and TMI are 48%, 56% and 78%, respectively. There are large seasonal variations in the availabilities of infrared measurements. The latitude-time plots of one-degree zonal mean SST availabilities of S-VISSR and TMI in the region from 38°S to 38°N and 80°E to 160°W show significant zonal variations, which are influenced by the atmospheric circulation such as the Subtropical High and the Intertropical Convergence Zone. The SST availabilities of S-VISSR and TMI in the five selected regions have large regional variations, ranging from 35% to 74% and 62% to 88% for S-VISSR and TMI, respectively. The present statistical analyses of SST availabilities in the infrared and microwave measurements indicate that 1) a daily cloud-free high-spatial resolution may be achieved by merging various SST measurements since their deficiencies compensate each other, and 2) nevertheless, it is necessary to take account of the seasonal and regional variations of SST availabilities of different satellite sensors for the development of merging technology. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

基于变分理论的AVHRR海表温度反演应用及效果评估

基于变分理论算法实现了METOP-A卫星AVHRR传感器探测数据的海洋表面温度变分反演,进行了连续1个月的海表温度反演试验,并分别从全球、分纬度带和天气系统活跃区域3个方面,将变分反演结果（VAR SST）与利用统计回归方法反演相同卫星得到的海表温度产品（GBL SST）、其他海温融合产品（OISST）及实际浮标观测数据等进行一系列评估。从全球评估指标看出,以OISST为参照,VAR SST要优于GBL SST;以浮标观测为参照,VAR SST略逊于GBL SST,而且VAR SST还改进了GBL SST随时间波动大的缺点;从分纬度带对比看出,在与OISST对比时,VAR SST在低纬度地区和北半球中纬度地区的质量要优于GBL SST,海温反演精度较高。研究还表明,由于变分方法考虑了大气状态的变化,能够更加有效订正卫星遥感过程中大气的削弱作用,从而反演出精度更高的海表温度,尤其在天气系统较为复杂的区域效果明显。     

SST PREDICTION FOR EAST CHINA SEA AND ADJACENT WATERS

An empirical orthogonal function analysis has been applied to solving the forecast problem of the monthly mean sea surface temperature for the East China Sea and the adjacent waters. The data matrix of the original sea surface temperature fields can be separated into two components, /'. e. the spatial and the temporal components. According to the properties of its spatial component that almost does not change with time and through the extrapolation of its temporal component, the prediction for large area sea surface temperature will be achieved. The time coefficients for temporal component are predicted by means of traverse and vertical time series method.On the basis of forecasting for these two years, it has been proved that the method objectively reflected the internal relations and interactions of sea surface temperature among the stations of water area. The results of the suggested method are better than the predicted method for a collection of each individual stations. The mean absolute error of p     

AMSR-E sea surface temperature (SST) charts enhancement

Microwave satellite images used for retrieving sea surface temperatures often have such distortions as noise and blurring of the thermal fronts. An image processing approach based on the Mumford-Shah model of optimal image approximation is considered for the solution to this problem. We divide images into flat areas and frontal zones, and then process these areas separately. Image fragmentation is based on automatic detection of the thermal front lines. SST enhancement in frontal zones is achieved by using image deconvolution methods. It has been shown that SST errors in high gradient areas reach 1–3 °C. The proposed approach can decrease this discrepancy.     

增量变分法融合多源SST

各种不同的观测资料有各自的特点,一种好的融合过程,必须把每一种资料的不同点与误差特点考虑进去.选用了Argo、MODIS、AVHRR、AMSRE、TMI等SST资料,应用增量变分法融合多源卫星SST资料,分析得到了中国近海高分辨率的SST分析产品.用最小二乘共轭梯度法求解三维增量变分法目标函数的最小化,并对三维增量变分法的实际应用方法作了说明.在相关性函数中,合理引入相关温度尺度参数后,能更好地利用SST分布场各点间的相关性与温度梯度场两者之间的关系.在实际应用中,根据前1天的分析温度值计算温度梯度函数,从而得到以实际温度场为基础确定的各向异性相关系数,解决了在大温度梯度区域与海岸上的相关系数的各向异性问题.使用三维增量变分法对AVHRR、MODIS、TMI、AMSRE的所有SST资料进行融合,从2006年融合得到的SST分析场可以明显地看出,多源融合SST分析场和TMI与AMSRE对应的3日平均SST的基本分布是一致的.多源SST融合集合了各卫星SST资料的优点,弥补了各卫星SST资料的不足,根据各种资料的准确度分配权重,最后通过最小二乘共轭梯度迭代法,得到了中国近海全覆盖的高分辨率的SST分析场.在近海区域实时观测资料少,各卫星资料的精度偏低且各卫星资料数据相互独立的情况下,多卫星资料融合有利于提高分析结果的准确性.因此要在近海区域得到实时的、准确的、高分辨率的SST分布就必须融合所有可融合的观测资料,本文在这方面做了初步有益的尝试.     

多源星载辐射计SST数据对比分析

基于2018年4种红外辐射计(MODIS-Aqua,MODIS-Terra,VIIRS和AVHRR)的SST数据和3种微波辐射计(GMI,WindSat和AMSR2)的SST数据,分析了7种星载辐射计SST数据的全球覆盖情况,利用Argo数据对7种辐射计SST数据进行了真实性检验,并开展了微波产品、红外产品和Argo的...     

长江口海域表层水温的季节、年际变化

为研究长江口与黄东海SST变化的异同,根据长江口区引水船海洋站1959～2001年、大戢山海洋站1977～2000年月平均表层水温资料,安徽大通水文站1968～1999年月平均径流量资料,利用功率谱分析、Mann—Kendall突变检验及相关分析方法,分析长江口区表层水温的季节、年际变化特征。结果表明：长江口区表层水温最高值出现在8月份,最低值出现在2月份。长江口区表层水温的年际变化存在准2年和3～5年的显著振荡周期,东亚季风和长江径流对其变化有影响。长江口区表层水温突变出现在1989年。