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.     

1980～1999年热带太平洋次表层盐度年际变化同化数据分析

通过统计方法利用一套海洋同化数据分析了热带太平洋次表层的盐度变化特征.结果表明次表层盐度的年际变化与ENSO相关,且次表层盐度信号区域呈东西方向“跷跷板”的分布.对影响这些次表层的盐度信号区域平均的纬向平流、经向平流、垂直运动和淡水通量异常等因素进行了分析,并且与影响表层盐度年际变化模态的影响因素差异进行了比较,结果表明,纬向平流的异常对表层盐度的异常变化影响较大,而对次表层盐度异常有较大影响的是海水的垂直运动异常.     

2008年8—9月份吕宋海峡西南侧锚定ADCP的斜压海流观测

2008年8月份在吕宋海峡西侧大约4000m深的海域首次布放了两套深水潜标,对上层海洋进行了为期一个月的高频率ADCP海流采样。对数据进行了多重处理,分解得到平均流和逐层潮流,并分析了具有斜压性海流的频率分布。调和分析结果表明,该海域以不规则日周期潮流为主,潮流椭圆随深度旋转。海流的功率谱分析表明,内潮能量在温跃层附近最大,并随深度减小,同时海流有明显的近惯性振荡信号。该观测为了解吕宋海峡深层海洋的潮流、近惯性运动以及海峡水交换提供了第一手的资料。     

2006年夏季珠江冲淡水驱动的上升流

根据珠江口及其附近海域2006年夏季（7-8月）航次水文调查资料,发现调查期间,除了西南季风驱动下的冲淡水东向扩散外,粤西珠江口外冲淡水主要呈西向扩散趋势,并且西向扩散的冲淡水下存在上升流。已有的模型研究中,西南季风下珠江口外没有出现上升流,说明西南季风不是珠江口外上升流产生的主导因素。观测的温盐分布、潜标流速时间序列与走航ADCP流态表明,上升流产生的原因是:（1）口门外冲淡水南向扩展驱动了垂向重力环流;（2）密度跃层以下东北向沿岸流的底边界层Ekman效应;（3）口门外冲淡水团之间的气旋型中尺度涡旋作用。     

热带海洋温跃层深度与南海夏季风强度关系探讨

计算了1975～1999年南海夏季风强度指数,针对季风强、弱年进行太平洋至印度洋20℃等温面的深度(温跃层深度)距平场合成分析,得到强、弱季风年温跃层深度距平的4种分布形式.使用历年季风强度指数与各月温跃层深度距平作相关计算,发现孟加拉湾和赤道中太平洋的深度距平与季风强度具有很好的正相关,台湾以东海域呈较高的负相关,可作为季风预测的重要因子.     

卫星遥感海表温度资料和高度计资料的变分同化

利用国家气候中心正在发展的第二代全球海洋资料同化系统(BCC_GODAS2.0),针对多变量同化的协调性问题,发展了一种基于三维变分框架(3DVAR)下的高度计和海表温度(SST)相互约束的同化方法。该方法使海面高度和SST资料在同一个动力约束关系下进行同化。在一般方法中,海面高度和SST观测项是代价函数中2个独立的观测项,海面高度项引入动力高度计算公式,海表温度项用统计关系进行垂向投影。在代价函数的实际求解的计算过程中,虽然其总体积分效应受海面高度观测的约束,但整个水柱中各层温盐分析变量的调整是无序的。针对这个问题,文章提出一种新的同化方案。该方案将SST的观测项并入海面高度观测项中,海面高度的一部分,确切说是上层海洋部分,由SST决定,因此至少在SST的统计关系能影响到深度的上层海洋,在代价函数的求解过程中,温盐的调整是受较强的统计关系约束的,而这种统计关系的有效性已经在很多SST的同化试验中被其他学者广泛应用并证明。利用该方法,对1993—1997年的AVHRR卫星遥感海表温度资料进行变分同化试验,用TAO、OISST和SODA数据集进行检验证明,通过对卫星遥感资料的同化能够有效改进对海洋温度和盐度的估...     

基于适应性观测误差和温盐偏差控制的EnKF温盐廓线资料同化试验

通过开展2008年夏季南海北部开放航次CTD的温盐廓线数据资料同化试验,本文采取了观测误差适应的方法来防止EnKF滤波发散问题;同时,从背景误差协方差和温盐模式偏差关系入手,在同化中引入温盐控制来减小模式偏差对同化结果的影响。对于改进的同化方案进行了试验验证,并用卫星高度计观测数据,OSCAR流速数据,走航ADCP数据作为独立观测数据检验。结果证明新的EnKF同化策略能够有效地减小温盐均方根误差。同时整个同化系统能有效地改善高度场和流场的模拟。