Results of recent Pacific-Arctic ice-ocean modeling studies at the Naval Postgraduate School

Summary of results from a high - resolution pan - Arctic ice - ocean model are presented for the northern North Pacific, Bering, Chukchi, and Beaufort seas. The main focus is on the mean circulation, communication from the Gulf of Alaska across the Bering Sea into the western Arctic Ocean and on mesoscale eddy activity within several important ecosystems. Model results from 1979 -2004 are compared to observations whenever possible. The high spatial model resolution at 1/12o （or -9 - km） in the horizontal and 45 levels in the vertical direction allows for representation of eddies with diameters as small as 36 km. However, we believe that upcoming new model integrations at even higher resolution will allow us to resolve even smaller eddies. This is especially important at the highest latitudes where the Rossby radius of deformation is as small as 10 km or less.     

2023年秋季我国气候异常特征及成因分析

利用NCEP/NCAR再分析数据集和中国2400个站的气候观测数据,对2023年秋季我国气候异常特征及其成因进行分析。2023年秋季全国平均气温为1961年以来历史同期最高;全国平均降水量接近常年同期,但空间分布不均且季节内变化明显。秋季欧亚中高纬环流呈“两槽一脊”型,造成我国气温显著偏高;9月呈“两脊一槽”型,巴尔喀什湖低槽活动导致西北地区降水增多;10月呈“两槽一脊”型,导致北方地区偏暖加强;11月呈“西高东低”型,东路冷空气增强,东北地区气温偏低、降水偏多。西太平洋副热带高压总体较常年偏强、偏西,脊线9月异常偏北、10月偏南、11月接近常年。印缅槽9月显著偏强,10—11月接近常年。9月印缅槽偏强与副热带高压异常偏北共同导致了长江中下游以北至黄河下游地区多雨;10—11月东部地区水汽条件整体偏差。9—10月近海台风频繁活动,造成华南地区降水偏多。2023年秋季我国气候受到大气季节内变化的显著作用,热带海温异常的影响不典型。     

中国大陆地区热流数据的分布及其初步分析

本文首次系统地收集整理了观测资料比较齐全、国内公开发表的热流数据167个,并对之进行了初步分析。这些数据的地理分布还很不均匀,热流值变化范围为25—245mWm-2,多种平均方法得到的结果表明,中国大陆区域代表性热流值范围为61—68mWm-2。作者所作的经纬度网格和条带统计还揭示,数据覆盖区内热流沿经、纬向的分布有明显的差异,纬向条带平均热流值看来具有波状起伏变化的规律。这一结果已经得到日本及其周围海域热流数据的初步印证,如果获得更广泛的证实,无疑具有深刻的地质和地球物理意义     

等角投影理论和方法综述

等角投影比其它性质投影之研究更为深刻，应用也最为广泛。本文对等角投影的历史发展作了简单回顾，重点对等角投影的数学基础、等角投影的一般公式、等角投影变形量度［８］、具有极值特性的等角投影和探求等角投影的方法等进行了综述。最后提出需要继续研究的若干问题作为等角投影研究展望。     

低纬高原冰雹与暴雨对比分析

通过对低纬高原地区多个冰雹和暴雨个例的多方面的对比分析,发现冰雹和暴雨的发生在大气环境背景、大气层结、大气不稳定性及云图特征上既有一些相似之处,也存在一些明显的区别.研究发现,发生冰雹时,中纬度低槽较偏南,受北方天气系统影响明显;发生暴雨时,受热带系统影响明显,中纬度低槽稍偏北.在冰雹发生前,大气中层较干、低层较湿,但层结仍为较稳定的状态;在暴雨发生前,大气中、低层均较湿,层结为弱稳定状态.冰雹的发生要求下层大气气温相对较低,以使雹粒在溶化之前可到达地面,而暴雨的发生要求大气富含水汽.冰雹以冬春多见,夏季较少;暴雨以夏季较多,而冬春较少.与此对应,产生暴雨的强对流其对流强度要强于产生冰雹的,但对于同一季节发生的冰雹和暴雨,两者的对流强度是相近的.     

热带和热带外海表温度异常与低空环流特征比较

利用旋转主分量方法（ＲＰＣ），在对西太平洋和印度洋１９８０年１月至１９８８年９月共１０５个月的月平均海表温度（ＳＳＴ）进行分析的基础上，提取热带模及高纬模两种ＳＳＴ异常（ＳＳＴＡ）分布。再通过分析同期８５０ｈＰａ，各气象要素在该两模上的投影，比较低层大气与不同纬度上ＳＳＴＡ相联系的异常特征。结果表明，无论是热带还是热带外地区，暖性ＳＳＴＡ上空均有正的水汽异常及平均流场对月平均水汽输送的异常辐合。两地区ＳＳＴＡ上空８５０ｈＰａ月平均异常的最重要差异表现在流场、高度场及温度场上。热带正ＳＳＴＡ上方８５０ｈＰａ位势高度及温度均为负距平，流场呈Ｇｉｌｌ型的气旋式异常环流。热带外正ＳＳＴＡ上方８５０ｈＰａ高度及温度均为正距平，流场则呈反气旋式异常环流。分析表明，高纬度的这种异常特征主要是由于中高纬度大气的地转性和斜压性较强所致。     

S_q发电机电流的逐日变化和S_q指数

用中国地磁台站的资料,研究了S_q逐日变化的形态学特征,用理论模型计算了磁层环电流、部分环电流、场向电流、磁尾电流、Chapman-Ferraro电流的地磁效应.在消除了这些磁层电流体系的影响之后,得到了电离层潮汐风发电机电流产生的磁场S_q变化.对1973年的资料研究表明,S_q发电机电流的逐日变化主要表现在强度上,即使在磁扰期间,也可以分离出形态稳定的S_q变化.由此提出了一种新的地磁指数——S_q指数,用来描述S_q发电机电流强度的逐日变化.     

陕甘宁半干旱区特大降水的环流特征

分析陕甘宁半干旱区特大降水的环流特征及其与一般大、暴雨的环流差异，指出中低纬系统相互作用和下游系统阻挡是产生特大降水的重要条件。热带气旋北上时，存在第二类间接作用，不仅在东风急流下游能出现倒槽暴雨，还有利于热带气旋下游的副热带高压另一侧产生特大降水。     

Sq发电机电流的UT变异性及其地面磁场的重建

本文用不同经度的7对中低纬台站水平磁场分量H,求得1965年随世界时（UT）变化的S_q指数（一种描述S_q电离层发电机电流强度的地磁指数）.结果表明,S_q发电机电流不仅有显著的逐日变化,而且有很大的UT变化.UT变化主要表现在电流总强度的强弱和电流涡焦点纬度移动两方面,这意味着决定发电机过程的太阳潮汐风场和电离层电导率随UT而变.用求得的S_q指数重新构造出的S_q变化与观测值符合得较好,它不仅显示出S_q幅度逐日变化的特点,而且还能复现出S_q形态的某些逐日变异性.     

纬度函数反解研究

如子午线曲率半径M等的地球椭球要素是纬度的函数。根据函数与反函数的定义,论证了反解的存在并导出了初等函数的反解公式,给出了CASIOfx-4800P计算器反解超越方程的计算程序。所有反解程序的正确性已为实例计算证明。