双相各向同性介质弹性波高精度波场分离数值模拟方法

为了便于研究双相介质固流相混合弹性波场中纵横波波场的传播规律,提出了基于交错网格的Biot双相各向同性介质弹性波动方程高精度波场分离正演数值模拟方法.采用高阶交错网格有限差分法来构建一阶双曲型双相各向同性介质弹性波动方程正演算子实现波场正演,并在每一步递推过程中,分别计算出同相和流相分量相应的散度场(纯纵波场)和旋度场...     

台湾以东黑潮流量的年际变化特征

利用长时间序列的石垣和基隆两个验潮站的海平面高度记录(18年)计算了台湾以东的黑潮流量,并结合风应力资料(SODA),探讨了台湾以东黑潮流量的年际变化及其和风应力旋度的关系。台湾以东黑潮流量的峰值出现在1980—1981、1982—1983、1986、1988及1991年。低值出现在1984、1990、1993—1995年。小波分析结果显示,台湾以东黑潮流量具有2—5年的显著周期(峰值在2年和5年);台湾以东北太平洋区域风应力旋度具有2—7年的显著周期(峰值在3年和6年)。在1980—1991年间,黑潮大弯曲频繁发生,台湾以东黑潮流量偏大,与台湾以东太平洋区域风应力旋度间的关系较好;而在1991—1995年间,没有黑潮大弯曲发生,台湾以东黑潮流量偏低,与台湾以东太平洋区域风应力旋度间的关系较差。     

Rossby波临界周期与海面高度异常能谱临界周期在南海的空间分布特征

本文利用WOA01(the Word Ocean Atlas 2001)海水各层气候态温盐数据计算南海Rossby波临界周期,并与其在同纬度西北太平洋中的分布对比.结果显示,在南海中Rossby波临界周期随纬度增加而逐渐增加,并且由于南海的特殊地形,海盆中Rossby波临界周期呈北东-南西向分布,与其在大洋中呈纬向带状分布不同.通过分析南海各网格点上海面高度异常(SSHA,the sea surface height anomaly)的能谱,我们发现在海盆中部其临界周期与当地Rossby波临界周期基本相同,其值也随纬度增加而逐渐增加,因而从观测上验证了模式结果,即在海面风应力旋度能谱临界周期小于等于当地Rossby波临界周期的条件下,海洋响应能谱临界周期等于当地Rossby波临界周期.     

白令海夏季水文结构年际变化特征研究

基于2008、2010、2012和2014年我国北极科学考察期间在白令海获取的水文观测数据,结合历史共享资料,通过对白令海水团、上层海洋热含量、净热通量变化、风场及海平面气压分布情况等的分析,探讨了白令海水文结构的年际变化特征及其原因。研究发现,白令海夏季的水团包括白令海上层水团(BUW)、中层水团(BIW)、深层水团(BDW)和白令海陆架水团(BSW)。白令海温盐分布差异最大、年际变化最剧烈的情况主要集中在上层水团。对比4年水团分布情况,最明显的变化是2012年7月调查区上层海水温度偏低,2014年7月上层海水温度偏高。这种异常变化在热含量方面表现为:2012年7月调查区各个测站上的热含量异常低,而2014年7月测站上的热含量都高于平均水平。着重研究了2014年7月海温偏高的原因,认为是由于陆架和海盆区分别有两种不同的形成机制造成:陆架区累积净热通量偏高,海水吸收热量升温;海盆区在异常强大而持久的海面气压(SLP)高压系统下,海面负的风应力旋度得到加强,从而引起持续的暖平流输送及强烈的Ekman抽吸作用,最终导致了上层海水偏暖。     

基于散度和旋度的弹性波波场分离数值模拟方法

弹性波波场分离数值模拟方法是研究混合波场中纯纵波和纯横波波场传播规律的一种重要手段,通常采用算子分裂来实现,这不但增加了计 算量,而且还浪费了大量计算时间。因此提出了基于散度和旋度的弹性波波场分离数值模拟新方法,仅依赖于交错网格来计算出散度场（纯纵波） 和旋度场（纯横波）,从而提高计算效率。在人工截断边界处采用完全匹配层吸收边界条件（PML）。数值模拟结果表明,该方法能够从混合波场中 准确地分离出纯纵横波波场,且精度高,边界吸收效果好,计算速度快,计算过程稳定,可用于指导实际多波多分量地震资料处理,同时指出本文 算法对相互耦合的波型（如面波）无法实现准确分离。     

基于散度和旋度纵横波分离方法的改进

纵、横波的分离是多波多分量地震资料处理中很重要的一步,其分离结果直接影响到后续数据处理的质量.各向同性介质中纵波为无旋场,横波为无散场,因此可以在频率-波数域利用散度和旋度算子对地震记录进行纵、横波分离,但是此处理过程必须知道地表处的纵、横波速度.本文给出了一种估算地表纵、横波速度的方法,可以在纵、横波速度值未知的情况下,将其估算出来.针对弹性波场进行散度和旋度运算时,纵、横波的相位和振幅比发生改变的问题,本文给出了相位和纵、横波振幅比的校正方法.     

南半球亚极地流涡的平均特征及其变化

Based on the Simple Ocean Data Assimilation(SODA) products,we study the mean properties and variations of the Southern Hemisphere subpolar gyres(SHSGs) in this paper.The results show that the gyre strengths in the SODA estimates are(55.9±9.8)×10~6m~3/s for the Weddell Gyre(WG),(37.0±6.4) ×10~6m~3/s for the Ross Gyre(RG),and(27.5±8.2)×10~6m~3/s for the Australian-Antarctic Gyre(AG),respectively.There exists distinct connectivity between the adjacent gyres and then forms an oceanic super gyre structure in the southern subpolar oceans.And the interior exchanges are about(8.0±3.2)×10~6m~3/s at around 70°E and(4.3±3.1)×10~6m~3/s at around 140°E.The most pronounced variation for all three SHSGs occurs on the seasonal time scale,with generally stronger(weaker)SHSGs during austral winter(summer).And the seasonal changes of the gyre structures show that the eastern boundary of the WG and AG extends considerably further east during winter and the interior exchange in the super gyre structure increases accordingly.The WG and RG also show significant semi-annual changes.The correlation analyses confirm that the variations of the gyre strengths are strongly correlated with the changes in the local wind forcing on the semi-annual and seasonal time scales.     

The inter-annual variability of the Yellow Sea Warm Current surface axis and its influencing factors

Based on the Pathfinder sea surface temperature(PFSST),the surface axis and its pattern of the Yellow Sea Warm Current(YSWC) are discussed.A structure of double-warm-tongue is found in February and it varies in different years.Two indexes are calculated to represent the westward shift(WSI) and northward extension(NEI) of the warm water in the Yellow Sea(YS).Wavelet analysis illustrates that the WSI and NEI have prominent periods of 3-6 years and 3-4 years,respectively.The Empirical Orthogonal Function(EOF) ...     

海洋运动的尺度分析

本文利用尺度分析理论详尽地论述了旋转海洋中各类运动的特性及其相应的控制方程组,指出现实海洋中可能存在五种大尺度运动,并讨论了存在于这种运动中流场和质量场的适应过程,针对不同类型的运动分别分析了升降流的性质以及层化和摩擦对升降流的影响,估计了地球旋转对海水可压缩性的影响以及非静力平衡在各类海洋运动中的作用。     

琼东上升流的年际变化及长期变化趋势

全球变暖背景下沿岸上升流的年际变化是近年来的研究热点。本文基于1982—2012年的海表面温度和风场资料,分析了琼东上升流的强度和中心位置的年际变化规律以及沿岸风应力及其旋度的作用。结果显示,近30年来,琼东上升流强度总体减弱,相比于沿岸风应力,其变化与减弱的局地风应力旋度相关性更高;琼东上升流强中心位置最大概率发生在19.2°—19.3°N,与最大风应力旋度位置接近,且存在北移趋势。琼东上升流强度和位置的年际变化还存在周期约3年、5年和10年的本征模态,以3年周期变化为主。局地风应力旋度在琼东上升流的年际变化中发挥了重要作用。