冬季南海上层环流动力机制的数值研究

通过利用一个分区性的正压-斜压衔接模式来探讨冬季南海的上层环流特征及其动力机制,结果表明:(1)在南海北部,流态主要受黑潮的影响,除了东沙群岛西南的大陆架海域以及吕宋岛北部西岸附近各为一反气旋涡外,整个南海北部为一气旋式大环流所控制.(2)在南海南部主要是风生环流,源自粤西沿岸的水体在东北季风的作用下顺南海西边界岸线向南流动,形成一支相当强的西边界流;同时,由于受北康暗沙以南的陆架坡底形效应和β效应的作用,使得在南海南部出现以一个反气旋涡在南沙海槽处产生、发展并向西传播乃至衰减的约50d的周期性过程     

南海东北部及台湾海峡环流机制的数值研究

利用1个正压的数值模式研究风应力、黑潮对南海东北部及台湾海峡环流的影响，结果为：（1）以风应力为驱动机制时其流态特别是在台湾海峡的流动具有季节性，但未反映南海黑潮分支的存在；在冬季也未见有南海暖流出现，但在东沙群岛附近海域终年存在着1个气旋涡；（2）以黑潮为驱动机制时，黑潮通过巴士海峡侵入南海海域，并导致东沙群岛附近气旋性涡旋的形成。另外，模式体现黑潮南海分支、南海暖流及台湾暖流的存在，并表明广东沿岸大陆架坡折区底形效应的重要性；（3）以风应力及黑潮入流作为联合驱动机制时，模式的结果似为第1，2种情形结果的叠加。     

南海东北部及台湾海峡附近环流的一个耦合模式Ⅰ.模式的建立及背景

通过对南海东北部及台湾海峡邻近海域环流产生影响的各个动力因子进行量级分析,在Hurlburt等人数值模式的基础上,建立起分区性的正压、斜压耦合模式,以便能反映大陆架、大陆坡变化剧烈的底形效应对边缘海环流的影响。将该模式用于南海东北部及台湾海峡附近环流的数值研究。初步的试验计算结果表明,耦合模式能克服两层模式易发生"交面"和"交底"等现象的缺点,同时能反映斜压效应及底形效应的影响,使模拟的计算结果更切合实际,即：（1）黑潮通过巴士海峡侵入南海海域,并导致东沙群岛附近终年存在一个气旋涡;（2）台湾海峡西南海域的大陆架－大陆坡底形效应十分重要;（3）海水在台湾海峡的流动基本上为N向流动,流量约为2×10~6m~3·s-1;（4）模式中有类似于南海暖流的海流出现。     

不同地理位置海湾内的台风波浪分析

分析了大亚湾湾口测点W1和湾内测点W2的台风波浪资料，并与海口新海湾内测点B的波能消衰情况进行对比，说明不同地理位置海湾内的台风波浪分布特性之差异，结果表明，W1及W2两处台风波浪的平均波高H和平均周期T的比值分别为0.54和0.75，而最大比值分别为0.67和1.01；同时，不同地理位置海湾内的台风波浪也各有不同的计算方案。     

南沙暖水形成的动力和热动力过程的初步数值研究

利用一个简化的上混合层垂直积分模式,对南海南部“南沙暖水”形成的动力和热动力过程进行数值研究。结果表明：(1)在春季,南沙暖水的形成主要来自海面净热通量的贡献,而通过热平流、苏禄海或巽它陆架以南的暖水进入的贡献甚小;(2)在冬季,南沙群岛海区流场强度增大,热平流项的贡献大于或等于海面净热通量的贡献,海温的降低幅度也较其他深海区的要大。但由于该海区在此前的季节中初始温度场较高,因而使得该海区的海温仍保持较高的水平;(3)南沙暖水的形成和维持高温的机制是随着季节的变化而变化的。     

Currents and mixing in the northern South China Sea

We investigated the vertical distribution of current velocity data of the entire water column at a site on the continental shelf of the northern South China Sea (SCS) from August 4 to September 6, 2007, and found that the characteristics of barotropic and baroclinic tides are mainly diurnal. During the observation period, we also estimated the mixing before and after the passage of Typhoon Pabuk. We found that the internal-wave-scale dissipation rate, the turbulent dissipation rate, and the mixing rate in every water layer increased by about an order of magnitude after the typhoon passage. We analyzed a case of abrupt strong current and calculated the mixing rate before, during, and after the typhoon event. The results show that the internal-wave-scale dissipation rate and the mixing rate in every water layer increased by about two orders of magnitude during the event, while the turbulent dissipation rate increased by about an order of magnitude. Passage of the abrupt strong current could also have increased the mixing rate of affected seawater by more than an order of magnitude. However, the passage of the typhoon differed in that there was an increase in mixing only in the lower layer where the abrupt strong current was particularly strong. The variation of the mixing rate may help us to understand the effects of typhoons and abrupt strong currents on the mixing of seawater.     

苏禄—苏拉威西海内孤立波动力参数时空变化特征

基于弱非线性理论及再分析同化数据,计算了苏禄—苏拉威西海冬季及夏季内孤立波动力参数,包括内孤立波线性速度、一阶和二阶非线性参数及线性色散参数,并研究了这些参数的时空变化特征。我们发现,虽然苏拉威西海域受到更加显著的西北太平洋水入侵,但苏禄海内孤立波动力参数的时空变化特征却比苏拉威西海更为显著。夏季苏禄海内孤立波线性速度总体上比冬季约大0.1m·s^–1;与此相反,夏季苏拉威西海内孤立波线性速度却比冬季约小0.05m·s^–1。无论是一阶或二阶非线性动力参数,其在苏拉威西海的时空变化均比较微弱,但在苏禄海则较为显著。苏禄海夏季一阶非线性动力参数比冬季高出约3×10^–3s^–1,但是夏季二阶非线性动力参数却比1月份低约3×10^–5m^–1·s^–1。此外,相比冬季,夏季苏禄海和苏拉威西海的色散动力参数均有所减弱,但其在苏禄海减弱的幅度更大。综上,苏禄—苏拉威西海环流引起的水体层化最大浮力频率所在深度的时空变化是造成上述内孤立波动力参数时空变化的根本...     

台风对珠江口风暴增水的影响分析

珠江口沿岸风暴潮灾害频发,且受台风影响显著。本研究对珠江口赤湾站近30 a(1990—2019)的极端增水进行了分析。结果显示:近年来该区域年平均增水没有显著变化,但极端风暴增水(99.9%分位数)强度显著增强(1.62cm·a^–1),意味着极端风暴潮灾害强度不断变大;在这30a里,有20a的年最大增水发生于台风期间(占66.7%),2018年超强台风“山竹”引起的增水峰值达254cm,为近30a最大的风暴潮灾害事件;增水对台风的最大响应距离约为500～800km。在台风影响范围内,增水强度与台风强度呈近似的线性关系,与距台风中心距离则呈指数关系。分别利用台风强度的不同指标(台风中心最低气压、最大风速和最大风速半径),结合观测站距台风中心的距离,对增水进行拟合,发现风速与距离组合对风暴增水的刻画效果最好[S_w=3.23e^–0.0036D×(Γ_w–3.90)+4.48,R²=0.78,RMSE=9.69cm]。这些研究结果可提升对珠江口风暴潮灾害的认识,为台风风暴潮模拟提供验证资...