内潮对吕宋海峡地转流动力计算的影响

利用2008年8~9月份吕宋海峡121°E断面上19.5°N~21°N之间4个连续站的CTD资料,讨论了内潮引起的温、盐剖面扰动对地转流诊断计算的影响,指出:在吕宋海峡,内潮引起的温、盐剖面扰动对地转流诊断计算的干扰不可忽略。因此,地转流诊断计算必须剔除温、盐剖面中的"内潮噪声"。另外,本文根据4个连续站时间平均后的温、盐剖面,通过动力计算法得到了吕宋海峡121°E断面上的地转流场,得出结论如下:吕宋海峡地转流速度较大部分多位于350 m以浅,流速最大值出现在表层;黑潮入侵南海主要发生于19.8°N~21°N的上层;在19.5°N~21°N之间,50~1 700 m深度范围内,海水体积通量呈现"上进下出"的垂向结构,350 m以浅为入流,流量约为2.6 Sv(1 Sv=1×106m3.s-1),350 m以深为出流,流量约为3.1 Sv。同期观测所得121°E断面上的盐度分布验证了本文所得地转流场的合理性。     

ENSO indices and analyses

New ENSO indices were developed and the spatial variability and temporal evolution of ENSO were analyzed based on the new indices and modeling experiments, as well as multiple data resources. The new indices, after being defined, were validated with their good diagnostic characteristics and correlation with wind and SST. In the analysis after the definition and validation of the new indices, ENSO feedbacks from wind, heat fluxes, and precipitation were spatially and temporally examined in order to understand ENSO variability and evolution with some emphasized points such as the interaction among the feedbacks, the role of westerly wind bursts and the transformation between zonal and meridional circulations in an ENSO cycle, and the typical pattern of modern ENSO.     

吕宋海峡流场季节变化的数值模拟

基于海洋模式HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model),利用大小区嵌套技术,分别对全球海洋和西北太平洋进行了网格嵌套数值模拟,研究了吕宋海峡海域环流场的季节性变化。考虑全球海洋环流影响的西北太平洋模式,成功地刻画了黑潮的流结构及季节变化。吕宋海峡海洋环流流场在不同深度处差异较大,存在着明显的季节变化。黑潮入侵南海主要发生在500m深度以上,冬季最明显,夏秋两季不明显。在500m层常年存在一支南海暖流流入西北太平洋,在800m层南海暖流消失。一年四季黑潮主要通过吕宋海峡的南部和中部进入南海。1 000m层流场表明,黑潮主要通过吕宋海峡的中部入侵南海。在800~1 000m处主要是黑潮水流入南海。     

卫星高度计数据样本大小对潮汐信息提取的影响

对3颗高度计卫星TOPEX/POSEIDON(TP),Jason-1(J1),Jason-2(J2)自1992—2011年683个重复周期,共18.6年的数据进行分析,得到全球海洋潮汐调和常数,并重点分析了采用不同样本大小的卫星高度计数据对潮汐信息提取的准度和精度所带来的影响。研究结果表明,参与分析的卫星高度计数据观测样本数的增加可以降低其反演潮汐各分潮振幅时的误差。观测时间为18.6年的高度计数据调和分析所得的主要半日分潮与实测比较,其振幅差相比于利用10年数据的计算结果减小约0.5cm;但是由于忽略了卫星更替过程所带来的观测时间差来进行调和分析,将会对计算分析过程中产生的迟角误差造成影响,主要全日分潮的迟角误差增加约2°,而半日潮迟角误差的改变则比较小。本文进一步用理想化实验解释了造成这种迟角计算误差变化的原因,比较了轨道交叉点上,由卫星在升轨和降轨2个轨道上各自的观测数据计算得到的调和常数,发现随着参与分析的高度计观测样本数的增加,调和分析计算潮汐调和常数时的内符精度也会显著提高。利用18.6年数据比利用10年数据进行调和分析时,主要半日潮调和常数的精度提高了约7%。     

南海贯穿流季节变化数值模拟研究

本文采用美国伍兹霍尔研究所研发的海洋-大气-波浪-泥沙输运耦合模式COAWST(Coupled Dcean-Atmosphere-Wave-Sediment Transport)对南海及邻近海域进行了9 km分辨率的数值模拟研究。结果表明,南海贯穿流的季节变化再现了冬强夏弱的特征,在南海内部冬季呈现气旋环流结构,夏季呈现反气旋环流结构,尤其在冬季其流轴结构更为清晰和稳定,海水从吕宋海峡进入南海,从民都洛海峡、卡里马塔海峡、台湾海峡和巴拉巴克海峡流出,吕宋海峡断面流量与其他4个海峡流量合计在数量级上相当,保持南海海水总量不变。吕宋海峡、卡里马塔海峡、民都洛海峡的流量呈现明显相关性,吕宋海峡流量增大时,民都洛海峡和卡里马塔海峡的流量也相应增大,相关系数分别达到0.78和0.9。通过更适于分析中短期变化的简化绕岛环流理论,定量计算2019年吕宋海峡、黑潮和棉兰老流流量与北赤道流分叉点位置的关系,发现夏季北赤道流分叉点NECBL(North Equatorial Current Bifurcation Latitude)偏南,在13.6°N附近;冬季NECBL偏北,在15.6°N左右,同期黑潮流量减少,棉兰老流流量增加,作为南海贯穿流入流的吕宋海峡流量可达13.4 Sv。吕宋海峡输运补偿了北赤道流到达菲律宾海岸后的北向分支的流量,与棉兰老流的流量呈正相关,相关系数达到0.5361。     

Changes in Atlantic Thermohaline Circulation under Different Atmospheric CO2 Scenarios in a Climate Model

INTRODUCTIONThermohaline circulation(THC)is normally de-fined as the density-driven global-scale oceanic circu-lation,which flows northwardin the upper layer andsouthward in the deeper layer in the Atlantic.Itplays ani mportant role in the global meridional heatand the freshwater transports(Marotzke,2000).Thus,changes in the THC alter the global oceanheat transport and affect the global cli mate(Broeck-er,1991).The increase in the concentration of greenhousegases will reduce the effici…     

台湾岛东北海域潮致内孤立波二维数值模拟

现场观测和卫星遥感SAR图片均表明,台湾岛东北海域存在大量复杂的、无规则的内孤立波(列)。本文采用完全非线性非静力平衡的MITgcm模式,分别采用M2和K1分潮驱动,对该海域内孤立波的生成过程及其机制进行了二维数值模拟研究。研究揭示,该海域的内孤立波主要源于附近2个海槛处的潮地相互作用。正压潮流流经海脊时会激发内孤立波,潮流由退潮转换为涨潮时激发西向传播的内孤立波,由涨潮转换为退潮时则激发东向传播的内孤立波。通过对潮汐偏移及地形弗鲁德数的分析表明,内孤立波的产生机制是混合山后波机制。在海槛西侧,内孤立波在涨潮时向西传播,在落潮时受背景潮流的限制,西传速度明显减慢,甚至停滞;在海槛东侧,存在东传的第二模态内孤立波,并最终在向深海传播过程中逐渐消亡。本文设计了6个敏感性试验,以考察不同因子对内孤立波的生成和传播过程的影响。不同分潮驱动的数值实验表明,此区域的内孤立波主要是由半日分潮M2引起的,由于靠近全日分潮的临界纬度,单独的K1分潮不激发内孤立波。其他敏感性实验显示,海水层化对内孤立波的生成和传播有较大影响;科氏力对内孤立波的传播速度有一定的影响。     

青岛冷水团的生成与演变研究

本文基于现场观测资料并结合FVCOM三维海洋模式的模拟结果,研究了2010年青岛冷水团生消过程和演变机制。结果表明,山东半岛东南海域的中层冷水是青岛冷水团的雏形,于4月中旬演变为青岛冷水团,位于青岛东南外海40m以下的盐度锋面中;刻画了青岛冷水团的消亡过程:5月青岛冷水团的北部底层水并入南黄海底层冷水中,构成南黄海的西部冷中心;而南部水团面积大幅减小,温盐特征大幅上升;6月上旬,青岛冷水团完全被南黄海底层冷水吞并,青岛冷水团完全消亡;揭示了青岛-石岛近海反气旋涡、黄海冷水团锋面密度环流对青岛冷水团的作用,前者是青岛冷水团存在的动力机制,后者加剧了底层海域的水平热量交换,促使了青岛冷水团的消亡。     

不同辐射背景下大西洋热盐环流下 沉区混合层深度变化

基于政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)4种最新辐射强迫情景,利用ECHAM5/MPI-OM(European Centre Hamburg Model 5/Max Planck Institute Ocean Model)气候模式输出的1850—2300年逐月混合层深度、海表面温度、海表面盐度数据,分析大西洋热盐环流下沉区混合层深度的变化情况。结果表明:随辐射强迫增加,热盐环流下沉区混合层深度下降,混合层深度振荡周期在格陵兰-冰岛-挪威海(Greenland Sea–Iceland Sea–Norwegian Sea,GIN)海域减小,在拉布拉多海(Labrador Sea,LAB)海域变化不大;与GIN海域相比,LAB海域混合层深度对辐射强迫变化更敏感;两海区温度对混合层深度的影响时间较长,混合层深度对盐度的变化反应迅速;混合层深度变化的主导因素在LAB海域中为盐度,而在GIN海域,低辐射强迫下温度主导混合层深度变化,中高辐射强迫下温度与盐度共同起主导作用。     

南海西部海流和温度长期定点观测分析

对处于南海西边界位置(11°49.930′N,110°00.20′E),深度为636m的观测点,2006年4月27日~2007年7月7日的海流和温度连续观测资料进行分析,得到以下结论:(1)观测期间温度具有明显的季节变化和日变化,平均值为7.4℃。(2)海流能量主要集中在南北方向上,具有显著的年变化。2006年5~6月,2006年8~11月及2007年1月北向流速占优,其他月份南向流速占优。(3)长期海流资料的调和分析表明,该海区潮汐类型属不规则全日潮;显著分潮为Sa、O1、K1和M2,潮流椭圆均作逆时针旋转,其中Sa和O1往复特性较强。Sa和K1分潮长轴与等深线平行,指向南北方向;而M2分潮长轴基本与等深线垂直;O1分潮长轴则指向西北-东南方向。(4)对逐月海流资料分别进行调和分析,得出O1和K1顺时针旋转的结果;该海区全日潮最显著,主要分潮的潮流椭圆要素随时间变化明显。(5)观测期间,观测海域多发中尺度涡:2006年6月15~29日观测点,东北方向的暖涡逐渐减弱并接近观测点,导致了日平均温度逐渐升高和余流V分量由强渐弱的变化特征。2006年12月12~19日观测点东侧发展了一个准静止冷涡,垂向范围300~800m,由于观测点处于冷涡的边缘,造成了温度变化平稳、海流V分量的南向流动随着涡的削弱而明显减小的变化特征。