El Ni?o 事件期间南海环流的异常特征

基于CORA再分析资料对南海环流的季节特征和其受ElNio事件的响应进行了分析。结果表明,冬季整个南海海区表现为一个大的气旋式环流,夏季南海北部是气旋式环流,南部是一个反气旋式环流。通过对南海海区异常流场进行MV-EOF分解,分析其前两个模态,其空间型主要体现了南海环流冬季和夏季的特征,对应的时间系数与Nio3.4_NDJ指数有很好的相关性。通过分析南海环流在1986—2008年间ElNio年份的异常流场和异常流函数场,证明了MV-EOF分解后得到的联合时间系数所反映各阶段南海环流的季节特征与ElNio事件有相关性,即在8月[0],南海南部异常流函数场表现为反气旋式环流,北部为气旋式环流,南海夏季环流被增强,且ElNio事件时间尺度越长,北部的气旋式异常流场的影响范围就越大;在12月[0],南海除了东南部外,其余整个海区异常流函数场主要表现为反气旋式环流,冬季环流被减弱;在8月[+1],南海夏季流场强度都被削弱了。     

An interdecadal change of tropical cyclone activity in the South China Sea in the early 1990s

Tropical cyclone (TC) genesis in the South China Sea (SCS) during 1979-2008 underwent a decadal variation around 1993. A total of 55 TCs formed in the SCS from May to September during 1994- 2008, about twice that during 1979-1993 (27). During the TC peak season (July-September, JAS), there were 43TCs from 1994-2008, but only 17 during 1979-1993. For July in particular, 13TCs formed from 1994-2008, but there were none during 1979-1993. The change in TC number is associated with changes of key environmental conditions in atmosphere and ocean. Compared to 1979-1993, the subtropical high was significantly weaker and was displaced more eastward during 1994-2008. In the former period, a stronger subtropical high induced downward flow, inhibiting TC formation. In the latter period, vertical wind shear and outgoing longwave radiation all weakened. Mid-level (850-500hPa) humidity, and relative vorticity were higher. Sea surface temperature and upper layer heat content were also higher in the area. All these factors favor TC genesis during the latter period. The decadal change of TC genesis led to more landfalling TCs in Southern China during the period 1994-2008, which contributed to an abrupt increase in regional rainfall.     

南海障碍层的季节变化及其与海面通量的关系

对气候平均态的温度和盐度分析证实,夏、秋季南海南部上层海洋存在障碍层现象.决定障碍层出现的关键因素是净淡水通量,而障碍层的深度和厚度分布则受风场的显著影响,障碍层受混合层和等温层发展的调制.夏季,南海南部上层海洋在东南向Ek-man水平输运以及东侧下降运动双重因素作用下,较淡的水体在南海东南侧堆积,混合层底部高温水脱离混合层保留在等温层中,造成障碍层在南海东南侧最为深厚,达到30 m.最厚障碍层出现的位置和最厚"南海暖水"出现的位置几乎重合,障碍层的"热障"作用促进了"南海暖水"的发展.     

基于CORA资料的中国海海表面温度季节和年际变化特征分析

基于1986-2008年的中国近海及邻近海域再分析产品(CORA),采用经验正交函数分解方法(EOF)分析了海表面温度(SST)的季节及年际变化特征,并用相应的SODA、AVHRR以及Levitus资料对CORA做了对比评估。相比于AVHRR而言,CORA资料SST的偏差和均方根误差均小于SODA,相比Levitus资料而言CORA资料温度盐度的均方根误差随深度的变化皆小于SODA。 CORA与SODA资料相比,两者前3个模态的时空分布大体一致,区别在于CORA资料能更好地反映参量的一些细微特征。结果表明,CORA资料能很好的刻画中国近海SST的季节、年际变化特征,尤其是黑潮流经区域SST的局地变化特征。季节EOF第二模态显示的是SST对由风引起的潜热释放的响应特征。第三模态刻画了冬夏转换季的分布特征,主要揭示了东北-西南走向的锋面特征。SST年际变化与ENSO密切相关,区域平均的南海SSTA与Nino指数的吻合程度CORA优于SODA。     

基于一个年龄概念的河口污染物输运数值模拟

根据Deleersnijder定义的一个平均年龄概念,运用耦合了物质输运模式的一个三维水动力-富营养化数值模型(HEM-3D),研究了位于美国北卡罗莱纳州Pamlico河口(PRE)的污染物输运时间在不同淡水流量影响下的分布情况。模型结果表明,在正常期,污染物被输运出PRE需要大约65d的时间。而在枯水期和洪水期,污染物分别需要230d和20d时间被输运出PRE。这表明物质输运过程明显受淡水流量的影响。污染物输运时间的空间变化显著受河口中盐度入侵的影响,咸水入侵在其可以达到的最大区域形成了一个盐度锋面,而这个锋面阻碍了污染物向外的输运。盐度层化对输运时间的垂向分布影响显著,输运时间垂向梯度随着盐度层化的增强而增大。     

TRMM卫星降雨雷达观测的南海降雨空间结构和季节变化

利用热带降雨计划卫星（TRMM）获得的雷达降雨资料，对南海及其周边区域（简称南海地区）降雨的空间分布和季节特征进行了研究。结果表明：南海地区的降雨在空间上分布很不均匀，同时具有显著的季节变化。除了副高活动、季风潮、冬季冷涌和热带低压活动等天气过程，南海周边广泛分布的山地地形对该地区的降雨分布也产生强烈影响，降雨呈现南部高于北部、东部高于西部的分布特征。与CAMP和台站资料相比，PR观测具有更丰富的空间结构，能够更好地体现降雨随时间和空间变化的特征、反映高大的山地地形对降雨分布的影响。     

斜压海洋水平大尺度波动各模态能量分布对风的响应

将在南海持续观测近3个月、共28层的潜标海流资料与已有的6 h分辨率的NCEP/NCAR风场资料结合起来进行了分析, 结果表明风场在一个连续的宽频带范围内向海洋上混合层输送能量; 而风的低频异常变化对流场的低频异常变化的作用则是输送能量的“最有效”途径. 但这些能量只有在近惯性频率向混合层以下传播, 并分别按正态分布率分配到正压流、斜压流以及斜压流的各个模态中去. 其中由风引起的正压流与斜压流的能量变化的比值服从正态分布N(0.0242,0.3947); 而前四个斜压模态能量变化在总的斜压能量变化中占的比值也都服从相应的正态分布: 第一斜压模态服从N(0.2628,0.1872), 第二模态服从N(0.1979,0.1504), 第三模态服从N(0.1331,0.1633), 第四模态服从N(0.0650,0.1540).     

锶在土壤-作物中迁移富集机制及作物富锶标准探讨：以河南固始史河一带为例

通过系统采集和分析河南固始史河一带土壤、作物样品,进行土地质量地球化学评价,查明了区域土壤锶地球化学特征、影响因素,以及锶在土壤、作物中迁移富集机制,确定了土壤锶形态含量表现为残渣态>强有机结合态>离子交换态>铁锰氧化态>腐殖酸结合态>碳酸盐结合态>水溶态,其中残渣态和强有机结合态锶累计占98%,Sr主要以难溶态稳定形式赋存在土壤中。在弱酸性环境下,难溶含锶矿物SrSO₄、SrCO₃通过水化作用和水解作用形成易溶于水的锶岩Sr(HCO₃)₂、SrCl₂,并被植物吸收利用,形成锶在土壤-作物中的迁移。对比国内外相关作物Sr含量,提出了花生、小麦、玉米、水稻等作物富锶标准,即：水稻中的富锶下限值为0.65 mg/kg,花生、小麦、玉米的富锶下限值为1.08 mg/kg。依据此Sr含量标准,研究区内小麦、花生籽粒富锶,水稻部分富锶。本研究成果为固始史河流域富锶土地资源开发、发展富锶农产品提供了新的参考依据。     

南海蒸发和净淡水通量的季节和年际变化

以19年（1988～2006年）的SSM/I（Special Sensor Microwave/ Imager）卫星观测为基础,计算了南海的逐月海面蒸发量,并结合SSM/I的降雨观测,得到了南海的逐月净淡水通量,并分析其季节和年际变化.研究结果表明：南海的蒸发量年变化基本呈双峰型结构,降雨和净淡水通量呈单峰型结构.1988～2001年,南海的蒸发量呈上升趋势,增长速率为1 mm/yr;2001～2006年,以1.9 mm/yr的速率减少.南海的降雨量和净淡水通量与Nino3指数成负相关,相关系数为-0.62和-0.58.在1997～1998厄尔尼诺暖事件期间,降雨量和净淡水通量均显著下降,且以其为界,降雨量在此之前以1.3 mm/yr的速率增长,净淡水通量升降趋势不明显;而在此之后,降雨以8.5 mm/yr的速率下降,净淡水通量的下降速率为7.5 mm/yr.     

风生边界急流稳定性的渐近理论

观测表明,当冬季盛吹北风时,在南中国海西边界附近将形成一支向南的急流,在一定条件下这支急流可弯曲成波动甚至形成涡旋.本文应用等值浅水模式,采用截断模方法,分析了急流的稳定性,并给出急流上不稳定波出现的条件.分析表明只有当向南的风生急流很强很窄时,由变性的Kelvin波和风应力强迫出的地形Rossby波在长波波段耦合而出现不稳定,不稳定波在波长约200 km时向北传播的相速度约为02 m·s-1,波振幅增长到e倍所需的时间约15天.分析进一步表明,夏季向北的风生流在海洋的西边界附近是稳定的.这些结果在一定程度上解释了观测结果.