渤海强对流天气监测及概念模型初建

利用micaps系统个例库、秦皇岛雷达、天津雷达、FY-2E红外云图、海岛站、GPS闪电定位仪、探空及中尺度物理量场等资料,采用同步资料叠加分析方法,对2007-2011年4-10月出现渤海西岸区至海区强对流天气的25个例进行综合分析和对应关系的研究.初步得出:(1)强对流发生时三类天气尺度背景场条件下的高空与低层急流配置及K指数和SI指数对应值,渤海边界层辐合线与强对流天气落区对应关系;(2)同步卫星云图中尺度MCC象元动态特征及TBB值;(3)海区中β尺度单体及多单体风暴雷达反射率因子、回波顶高特征及阈值,回波顶高与雷电分布对应关系;(4)初步建立渤海强对流天气概念模型,归纳海区强对流预警指标.在2012年5-6月业务试验中效益显著,为渤海海洋强对流天气监测、精细化预报方法研究提供参考依据.     

Analysis of multi-dimensional SAR for determining the thickness of thin sea ice in the Bohai Sea

Flat thin ice (<30 cm thick) is a common ice type in the Bohai Sea, China. Ice thickness detection is important to offshore exploration and marine transport in winter. Synthetic aperture radar (SAR) can be used to acquire sea ice data in all weather conditions, and it is a useful tool for monitoring sea ice conditions. In this paper, we combine a multi-layered sea ice electromagnetic (EM) scattering model with a sea ice thermodynamic model to assess the determination of the thickness of flat thin ice in the Bohai Sea using SAR at different frequencies, polarization, and incidence angles. Our modeling studies suggest that co-polarization backscattering coefficients and the co-polarized ratio can be used to retrieve the thickness of flat thin ice from C- and X-band SAR, while the co-polarized correlation coefficient can be used to retrieve flat thin ice thickness from L-, C-, and X-band SAR. Importantly, small or moderate incidence angles should be chosen to avoid the effect of speckle noise.     

渤、黄、东海潮汐、潮流的数值模拟与研究

基于FVCOM海洋数值模式,采用高分辨率的三角形网格,对渤、黄、东海的潮汐、潮流进行数值模拟,并通过比较120个沿岸验潮站和14个潮流观测站的实测与模拟结果进行模型验证,两者符合较好。根据模拟结果,给出了四个主要分潮的潮汐同潮图和5m层潮流最大流速及最大潮流同潮时分布。渤、黄、东海共有5个半日分潮和3个全日分潮的独立旋转潮波系统,且都呈逆时针方向旋转;半日潮流和全日潮流各有12个圆流点;在冲绳岛和奄美岛两侧的4个半日潮流圆流点分别呈对称分布,其中有3个为本文首次给出;在日本九州岛西侧还新给出2个全日潮流圆流点。有关它们的存在性需要实测资料的进一步检验。     

渤海地区全新世孢粉序列及古环境演化

通过对取自黄河口外泥质区的BH-264孔的沉积孢粉进行分析,对渤海地区全新世古植被和古环境演化历史进行了恢复。在早全新世(距今9.5~7.6 ka)渤海地区气候温暖湿润,在陆缘海滨地带出现大量沼泽湿地,上面生长着莎草和香蒲等植被,在周围的山地、丘陵和平原地区植被以松属和落叶栎属为主,并伴生着桦木属、榆科、桑科等树种;在中全新世(距今7.6~5.8 ka)温度的升高和海平面上升,使BH-264孔沉积孢粉中松属占主导地位,不利于远距离传播的草本植物花粉含量降为全新世最低值;在距今5.8 ka以后东亚夏季风减弱和降雨量减少导致渤海西部陆源海滨地带植被以旱生草本藜科、蒿属和菊属为主,黄河三角洲的形成缩短了研究区的离岸距离,使这些草本植物花粉易于传播到BH-264孔中沉积。     

The preliminary study of the high chlorophyll in the central Bohai Sea in summer

In the central Bohai Sea, both historical data and in situ observations show that the distribution of high chlorophyll concentration is consistent with warm water. The previous studies confirm that the warm water is caused by a joint effect of wave and tidal mixing. In this paper, the authors have coupled the Princeton ocean model (POM) with a biochemical model to further investigate the formation of the high chlorophyll concentration. When the wave mixing is excluded, the water temperature is lower and the chlorophyll concentration is also lower than the observation. However, if the wave mixing is included, strong wave mixing in the upper layer brings the warm water downward and nutrients upward so that both temperature and nutrients tend to be uniformly high from the surface to the bottom. This provides an environment which is favorable for the growth of the phytoplankton. Therefore the chlorophyll concentration, as a symbol of phytoplankton, shows high value in the central Bohai Sea. In conclusion, the wave mixing plays an important role in the formation of high chlorophyll concentration in the central Bohai Sea.     

渤黄海沿海2月份海平面异常偏高成因分析

使用1980—2010年的水位、气温、海温、气压和风场资料,对中国渤黄海沿海2月份的海平面变化特征以及异常偏高成因进行了探讨,分析结果表明:近30年,渤黄海沿海2月份海平面呈现明显的上升趋势,2009年和2010年2月份的海平面达到近30年的高值,冬季高海平面导致全年平均海平面偏高。近两年2月份海平面处于多个长周期振动的高位重合期,各振幅叠加的结果近100 mm,对海平面起了明显的抬升作用。高海平面使得辽宁、河北以及山东等沿岸地区的海水入侵距离和土壤盐渍化程度均有所增加,海岸侵蚀加重;上海在2009—2010年连续2年2月份发生了近年较严重的咸潮入侵。2009年和2010年2月份,气压较常年同期显著偏低,冬季季风显著偏弱,是海平面上升的主要原因之一。     

黄渤海北部沿海大风时空变化特征

基于1971-2008年黄渤海北部沿海18个基本气象站风向、风速历史资料和NCEP再分析资料,利用统计学、小波分析和天气学分型方法分析了黄渤海北部辽宁沿海风场时空变化特征。结果表明：黄渤海北部沿海大风呈明显减少趋势,大风主要出现在春季,4月最多,11月份次之。风向主要以偏北风和偏南风为主,夏半年主要以南风为主,冬半年盛行偏北风。海上大风的天气学分型主要划分为冷锋后部型、高压后部型、台风型和气旋型,其中气旋型又包括江淮气旋型、华北气旋型、蒙古气旋型和东北低压型;冷锋后部型大风出现次数最多,气旋型次之,台风型最少。     

渤海湾潮下带底栖线虫群落的垂直分布

2007年春季在渤海湾天津潮下带采集小型底栖生物样品,分析沉积物中自由生活线虫的垂直分布情况。多元统计分析结果表明,底栖线虫的垂直分布和沉积物深度有关。在较深的5～10cm层,线虫群落与其上层次的差异较大:0～2cm层和5～10cm层差异极显著(P=0.001),2～5cm层和5～10cm层间差异显著(P=0.016)。不同站点间底层的线虫群落差异明显。而沉积物0～2cm层和2～5cm间的线虫群落差异不明显(P=0.541)。列出了SIMPER分析中16种明显影响表层-底层群落的线虫,13种明显影响中层-底层间群落比较的线虫。在研究和比较线虫群落时,应该考虑取样深度的影响。     

基于地表校正和河道烧录方法的河网提取

 针对现有的数字高程模型(DEMs)在自动提取虚拟河网过程中易受洼地、平原地区影响,产生不连续的或平行的错误河网的问题,本文基于Arc Hydro Tools,阐述了地表校正(Agree算法)和河道烧录(Stream burning)方法提取虚拟河网的关键步骤和基本思路,并以环渤海地区为例,分析了有(无)河网辅助信息下,河网提取结果的准确度。研究结果表明,增加辅助信息更有助于提高虚拟河网的精度和准确性,且河道烧录方法在虚拟河网的提取上比Agree算法更有优势。由于环渤海研究区平原面积广大,对提取结果有较大的影响,提取结果的精确度不高。针对这一问题,本文综合河道烧录和地表校正(Agree 算法)的特点,提出一种河网提取的改进思路,并选取滦河流域作为验证区。通过对比,改进后的河网提取结果与中国实际河网分布较为吻合,说明该改进思路是较为合理、可信的。     

动剪切模量比对反应谱影响的定量分析

动剪切模量比的不确定性会对场地地震反应计算的结果产生较大的影响,而目前对这种影响的研究多限于定性分析,笔者利用渤海海域典型场地对这一影响进行定量分析。首先,建立了土层地震反应计算模型;然后,在不改变影响土层地震反应计算结果其他参量的前提下,赋予了原动剪切模量比一系列偏差并求得了场地反应谱的变化;最后,得到了反应谱对动剪切模量比的敏感度。结果表明:1)在动剪切模量比曲线增大(或减小)后,在基准反应谱的特征周期附近,存在一个反应谱相对于基准反应谱由增大转变为减小(或由减小转变为增大)的转变点。2)在概率水准2和3下:反应谱平台段对动剪切模量比的敏感度最高,其值基本上分布在1.0~3.0;反应谱下降段的敏感度绝对值随着周期的增大先迅速增大后逐渐趋于0,最大值达1.0以上;反应谱上升段的敏感度分布平稳,其值多分布在1.0~2.0。