地球自转与El Nio——海气耦合理论

从低纬的海气耦合的浅水模式方程组出发 ,运用正交模和特殊函数的方法进一步讨论地球自转速率变化对海气耦合系统的影响 .研究表明 :地球自转速率的变化通过海气耦合一方面使大气和海洋的Kelvin波和Rossby波的移动及稳定性发生变化 ,另一方面使纬向风、洋流和海表温度发生变化 .特别是在地球自转减慢时 ,通过海气耦合 ,出现纬向风和洋流异常和大洋东部海表温度增加 ,从而导致引起全球气候异常的ElNi no现象     

西风爆发、次表层暖水东移与厄尔尼诺现象

利用最近20 a的大气海洋资料,分析了厄尔尼诺事件与赤道太平洋西风异常以及赤道太平洋次表层海温之间的关系.结果表明,赤道西太平洋(5°S～5°N,120°～160°E)和赤道中东太平洋(5°S～5°N,160°E～160°W)西风异常都存在着与厄尔尼诺周期一致的年际变化,但前者还包含有显著的2～3个月季节内振荡.赤道西太平洋次表层冷暖水东移也呈现年和年际时间尺度的振荡周期.在厄尔尼诺发生前,赤道西太平洋次表层海水出现持续性增暖,赤道西太平洋西风异常频率加快,强度增强.随后赤道中太平洋(160°E～160°W)出现持续性(3个月以上)强西风异常(即西风爆发),并进一步向东扩展,同时次表层暖水沿着赤道波导东移到赤道东太平洋混合层,导致赤道东太平洋海表大面积异常增暖,形成一次厄尔尼诺现象.最后,模式模拟了1980～1984年赤道太平洋海温的变化,进一步证实了赤道纬向西风异常对暖水东移起着重要的作用.     

港珠澳大桥岛隧工程施工海域潮汐调和分析与预报

对港珠澳大桥岛隧工程施工海域2013年的潮汐观测资料进行调和分析,发现该海域潮汐特征为不正规半日潮,以M2分潮为主,其次为K1、O1、S2和P1等分潮;利用调和常数做预报时,分潮个数的选择会在一定程度上影响预报精度。结果表明:分潮由5个增加至25个可以明显改进预报效果,再增加几乎没有改进。选用25个分潮建立调和预报模型预报2014—2016年的潮位,同时对2012年的潮位做了回报,并与实测潮位进行对比。检验结果表明预报潮位与实测潮位趋势一致,大小基本吻合,3 a平均的均方根误差为0.16 m,可以作为施工潮位窗口的选择依据。对调和预报误差的进一步分析表明,误差主要来源于径流和风的影响,台风带来的风暴增水可以达到1.33 m。     

厄尔尼诺现象及预测现状

厄尔尼诺现象是目前发现的最明显气候异常信号.本文简短地介绍了厄尔尼诺的研究和预测现状,指出厄尔尼诺的预测水平还很低,其主要因素是一、没有建立起全球立体的厄尔尼诺监测网;二、研究局限于热带太平洋或热带印度洋-太平洋;三、缺乏多尺度相互作用的深入研究.另外,本文描述了厄尔尼诺发生前热带太平洋大气-海洋环流异常的几个特征.     

北半球大气环流与热带太平洋海表温度3-4年振荡相互作用的若干事实

本文应用统计学上的带通滤波方法,对COADS资料集中的热带海表温度资料以及大气环流资料(500hPa高度场)进行了处理,使处理后的资料只保留3—4年周期变化的信息。由此计算了海温和高度场之间的时滞相关场,并分析了相关系数的时间经度和时间纬度剖面图,从而对东、中和西太平洋热带海表温度与大气环流之间的相互作用,揭露了一些有意义的现象。作者认为大尺度海气相互作用是复杂的,它依赖于信号的时间尺度以及海洋加热(或冷却)的地理位置。     

赤道太平洋西风异常与El Nio的关系

分析了1980年以来赤道太平洋西风异常观测资料,并利用 POM海洋模式模拟了赤道太平洋海温对不同类型西风异常的响应.分析和数值模拟试验结果都表明,赤道太平洋上的西风异常可以引起赤道中东太平洋海温升高,但是El Nio事件是否能发生,则与西风异常的位置、强度和东移有关.只有当赤道中太平洋(160°E～160°W)出现一定强度的西风异常并较快东移,才有利于El Nio发生.     

简单的热带海气耦合波——Rossby波的相互作用

在本文中分析了当大气和海洋中未经耦合前的自由波均为Rossby模时,经相互作用后所激发出的耦合波的物理性质。结果表明,由于大气和海洋的背景状态不同,可以激发出两类不稳定耦合Rossby波。一类波要求大气的背景场是斜压的,而海洋的混合层较深,即热容量较大。这是一类弱相互作用的不稳定波。另一类要求大气的背景场趋于正压性,而海洋的混合层较浅,即热容量较小。这是一类强相互作用的不稳定波。色散关系的计算表明,这两类不稳定波产生的物理机制也不相同。文中对解不同截断模的本征值问题提出了几种数学方法,同时还进一步提出了一种使大气和海洋自由Rossby模的色散关系不受歪曲的处理方法。     

海洋环境预测中的关键科学问题

国家海洋环境预报中心经过40年的发展,海洋环境预报事业初具规模.本文主要分别从海洋环境预报多个预报要素出发,结合当前的国内外发展趋势,介绍各种海洋环境预报所面临的关键科学技术问题和挑战.     

地球自转与El Ni 0--海气耦合理论

从低纬的海气耦合的浅水模式方程组出发,运用正交模和特殊函数的方法进一步讨论地球自转速率变化对海气耦合系统的影响.研究表明:地球自转速率的变化通过海气耦合一方面使大气和海洋的Kelvin波和Rossby波的移动及稳定性发生变化,另一方面使纬向风、洋流和海表温度发生变化.特别是在地球自转减慢时,通过海气耦合,出现纬向风和洋流异常和大洋东部海表温度增加,从而导致引起全球气候异常的El Ni o现象.