白令海冰间湖的数值模拟及影响模拟准确度的关键因素

冬季在北白令海陆架区域频繁地出现潜热冰间湖,对当地的生态系统和北极盐跃层贡献很大.将CICE海冰模式应用到该区域,采用高分辨率(6.37 km)网格,模拟2002年11月至2003年4月的海冰变化过程,模拟的海冰总面积和海冰密集度与AMSR-E/Aqua卫星遥感结果吻合很好,其中两者日平均海冰总面积在模拟期间的相关系数达到0.97.模拟结果表明,东北风将海冰向南输运在东西走向的海岸南部形成冰间湖,反映了潜热冰间湖形成和演化的动力过程.对卫星观测数据,将海冰密集度<75%作为冰间湖的判据;而对数值模拟结果,确定海冰密集度<70%为冰间湖的判据.据此讨论白令海4个区域的冰间湖形成过程,与卫星数据进行比较,大部分冰间湖得到很好的模拟.深入讨论了影响冰间湖模拟准确度的主要因素,认为选用恰当的阈值、提高气象强迫场的空间和时间分辨率有助于提高模拟效果.对部分海域的冰间湖模拟效果不佳,需要发展冰海耦合模式才能最终解决.     

用垂向光学辐照度测量数据计算雾能见度的方法和验证

大气能见度是描述雾的重要物理参数。目前测量大气能见度是采用主动光源测量水平方向的可视距离,本文提出了用垂直方向测量的自然光光学数据计算能见度的方法,该方法通过测量两个不同高度上的谱辐照度,计算谱衰减系数,然后将自然光参数转换为标准光参数,按照大气能见度的定义计算能见度,形成了由垂向光学测量获取大气水平能见度的合乎规范的理论和实际可行的计算方法。在2016年5月5日,作者采用2台光学辐照度计(Trios)和1台能见度仪进行了9h的观测,获得了一个完整的雾生成和发展过程的观测数据,对本文提出的算法进行了检验。针对环境干扰因素可能导致虚报雾的情形,本项研究提出,先从光谱数据本身定性判断是否有雾,再通过本文提出的理论方法计算能见度。研究发现直射光和散射光在594和674nm的特异性,用归一化光谱之差作为判据,成为能见度是否小于2 000m的可靠判断方法。结果表明,光学观测的计算结果在能见度小于1 000m的均方根误差为173m,在能见度小于2 000m的均方根误差为471m。与通常使用的用550nm单一谱段衰减系数计算大气能见度的方法比较,精度有很大提高。尤其对于能见度小于2 000m的情形,与实测能见度有很高的一致性。用垂向光学辐照度观测结果计算能见度是可行的方法。     

夏季北极密集冰区范围确定及其时空变化研究

研究夏季北极密集冰区的范围变化是了解北极海冰融化过程的重要手段。密集冰区与海冰边缘区之间没有明确的分界线, 海冰密集度在两者之间平滑过渡, 确定密集冰区范围就需确定一个密集度阈值。文中依据分辨率为6.25 km的AMSR-E遥感数据, 发现不同密集度阈值所围范围在密集冰区边缘处的减小存在由快变慢的过程, 同时与周围格点的密集度差异变化在该处最为显著, 对这两个特征进行统计分析, 获得的阈值同为89%, 具有明确的物理意义和合理性。以此为基础, 运用腐蚀算法剔除海冰边缘区, 同时结合连通域法排除小范围密集冰的影响, 进而确定密集冰区的范围。结果表明, 2002-2006年密集冰区覆盖范围较大, 年际变化较小, 2007年以后明显减小, 2010年与2011年相继出现最小值, 其中2011年的范围最小值仅为2006年的64%。密集冰区范围的变化不同于海冰覆盖范围, 是具有独立特性的海冰变化参数, 反映出高密集度海冰区域的变化特征。海冰的融化与海冰边缘区的变化是导致密集冰区范围发生变化的两个主要因素, 受动力学因素的影响, 海冰边缘区发生伸展或收缩, 发生密集冰区与海冰边缘区互相转化。本文提出了一种研究北极海冰变化的新思路, 密集冰区覆盖范围的减小表明北极中央区域高密集度海冰正持续减少。     

极区冰下海洋自动剖面观测系统及其应用

中国第25次南极考察期间,于2008年12月,首次将国内研制的冰下海洋自动剖面观测系统用于南大洋考察,在普里兹湾沿岸海冰上开展冰下海洋观测,获得了连续数日的冰下上层海洋温盐剖面数据,为研究浮冰区次表层暖水提供了连续现场观测资料。文中简单介绍了自动剖面系统的技术特点和布放方法以及在南极海域的应用,为以后开展极区冰下海洋观测项目提供参考。     

五号桩海区悬移质输运量的计算

It’s very important to study the transportation of suspended matter for the coats engineering. We have to understand the quantity and direction of the movement of suspended matter for studying the change of coast and deposit of sediment on the sea bed. For this porpose we have measured the currents and the quantity of suspended matter near the section B in different seasons since 1983.According to data and calculation, we’ve got the following conclusions: 1) The quantity of suspended matter transported by tidal current through the section B is about 19.6 million tons each year, but the transportation, quantity is the same in both direction of flood tide and ebb tide. 2) The quantity of suspended matter removed by residual current is about 8.57 million tons each year, the direction of tran.spotation points to north‘west. 3) The transportation quantity of suspended matter due to the winddriven current in. storm weather is about 0.95 million, tons each year,the direction of transportation points to south.     

1997～1998年热带太平洋海面变化

1 引言 在1997～1998年度发生的厄尔尼诺现象是有记录以来最强的一次,整个地球几乎都受到它的巨大影响,其中比较直接的影响有:印度尼西亚和巴西北部发生特大旱灾,秘鲁的洪水灾害,印度尼西亚不断发生的森林大火,巴西亚马逊河流域的原始森林的生态平衡遭到严重破坏.     

Regime shift of the dominant factor for halocline depth in the Canada Basin during 1990–2008

The World Ocean Database(WOD) is used to evaluate the halocline depth simulated by an ice-ocean coupled model in the Canada Basin during 1990–2008. Statistical results show that the simulated halocline is reliable.Comparing of the September sea ice extent between simulation and SSM/I dataset, a consistent interannual variability is found between them. Moreover, both the simulated and observed September sea ice extent show staircase declines in 2000–2008 compared to 1990–1999. That supports that the abrupt variations of the ocean surface stress curl anomaly in 2000–2008 are caused by rapid sea ice melting and also in favor of the realistic existence of the simulated variations. Responses to these changes can be found in the upper ocean circulation and the intermediate current variations in these two phases as well. The analysis shows that seasonal variations of the halocline are regulated by the seasonal variations of the Ekman pumping. On interannual time scale, the variations of the halocline have an inverse relationship with the ocean surface stress curl anomaly after 2000,while this relationship no longer applies in the 1990 s. It is pointed out that the regime shift in the Canada Basin can be derived to illustrate this phenomenon. Specifically, the halocline variations are dominated by advection in the 1990 s and Ekman pumping in the 2000 s respectively. Furthermore, the regime shift is caused by changing Transpolar Drift pathway and Ekman pumping area due to spatial deformation of the center Beaufort high(BH)relative to climatology.     

五号桩海区悬移质输运量的计算

在我国近岸浅水域泥沙运动研究是最近才加速兴起的一门实用的、直接服务于生产的学科。从海洋水文角度来探讨海水中悬移质与海底推移质泥沙分布以及它们随浪潮流运动的规律,对于海岸变迁,海底冲淤,开挖航道的方向,以及建港之后航道的维护无疑是一个非常重要的问题,当然也是十分复杂的问题。 为了建港工作需要,我们从1983年秋开始,对这个海区进行广泛的流场调查;采集不同天气条件下各层海水水样,进行悬移质含量分析;潜水观察浮泥的厚度和近底层海水混浊情况,根据大量的观测资料和计算,我们认为五号桩海区(即新黄河口北部,从38°     

太平洋海温场的变化与地球自转速度的关系

本文通过交叉谱分析揭示了地球自转存在１５２个月,１２个月和６个月的显著周期。赤道东太平洋ＳＳＴＡ存在３８个月,２１４个月,５１个月和３个月的显著周期,并且二者在３８个月和１５２个月的周期上关系密切。落后时间长度谱显示,对于３８个月和１５２个月的周期,海温的变化能影响地球自转的速率;而对于２１４个月的周期,地球自转的变化能影响海温场的变化,但此为次要因素。     

渤海AVHRR多通道海冰密集度反演算法试验研究

为了得到更精确的渤海海冰密集度反演参数,采用辽东湾不同类型海冰ASD实测数据,在分析光谱特征的基础上,针对NOAA/AVHRR数据确定出合适海冰密集度反演算法阈值。继而,基于线性光谱混合模型的多通道反演算法进行了一系列算法试验。同时实现了基于LandSat5-TM数据的渤海海冰密集度场反演,并利用该结果与AVHRR单通道和多通道算法得到的海冰密集度反演结果进行比对分析。定量误差分析结果表明,当单通道算法或组合算法中包含1通道时,与Landsat5-TM反演结果的平均误差为正值,包含2通道且不包含1通道时,平均误差为负值;同时使用这两个通道较只包含其一的各种组合算法的平均误差明显偏小;在各种组合算法中,1245四个通道组合反演的海冰密集度结果误差最小,可应用于渤海AVHRR数据海冰密集度反演。