不同混合层深度算法的全球适用性对比分析

混合层深度是研究海洋上层动力过程及海气相互作用的一个至关重要的物理量,准确估算混合层深度对上层海洋动力学和热力学的深入研究具有重要的科学意义。本文基于Argo实时观测剖面数据,分海域、分季节对比分析了目前常用的几种混合层深度算法的异同与优缺点。结果表明,理论上最大角度法的精确度最高,曲率法其次,然后是阈值法和最优线性拟合法。最大角度法和曲率法的结果比较接近,实测数据表明曲率法的时空适用性更广。阈值法、最优线性拟合法分别受梯度阈值和密度（或温度）梯度变化的制约,其计算的混合层深度相对较浅。各种算法的差异性随着季节跃层的增强而逐渐减小,且北半球的差异小于南半球。     

最优插值全球海表温度数据格式分析及显示方法

介绍了最优插值全球海表温度数据;分析了NetCDF的特点,实现了利用ArcGIS和Matlab读取并显示NetCDF海表温度数据的方法。     

2011年初冬南极普里兹湾冰间湖区上层水体结构演化研究

利用5头活动于南极普里兹湾的象海豹携带的CTD观测获得的2011年3—6月埃默里冰架前缘冰间湖区域海水温盐剖面数据, 研究了该海域上层水体结构在初冬的演化过程。结果显示, 可将该演化过程分为三个阶段：第一阶段海水温度从层化到均匀, 3月下旬次表层仍维持暖水特征, 随着表层海水冷却作用, 次表层暖水逐渐消失, 上下水体温度趋于均匀并接近冰点, 温度剖面从“逆温型”演变到“均匀型”; 第二阶段海水盐度从层化到上下均匀, 也就是从“均匀型”演变到“渐变型”, 海水结冰析盐过程使上层海水盐度增加, 增强垂直对流混合, 上下层盐度达到均匀; 第三阶段冷却结冰持续, 海水盐度继续增大, 形成盐度随深度减小, 温度随深度增大的“渐变型”结构。根据温盐剖面数据计算三个阶段的海-气之间的热通量分别是－90.93、－82.20和－43.44 Wm^-2。考虑海水盐分的增加主要源于海冰形成, 由此推算三个阶段内平均的海冰形成速率分别是5.4、4.9和2.5 cm d^-1。在南极初冬时期, 随着海水上层低温高盐化演变持续, 海水向大气释放的热通量逐渐减少, 海冰形成速率也呈减少趋势。     

甘肃省经济增长与能源碳排放间的脱钩分析

运用1990-2010年的统计数据,在测算甘肃省能源碳排放总量的基础上构建经济增长与能源碳排放脱钩分析模型,探讨甘肃省经济增长与能源碳排放的脱钩关系.结果表明:1990-2010年间,甘肃省能源碳排放的GDP弹性值介于0～1之间,说明其经济增长与能源碳排放总体上处于相对脱钩状态,脱钩程度受宏观经济政策调控,变化波动较大,且与实现绝对脱钩尚有一定差距;甘肃省经济增长与能源碳排放间的脱钩主要是由经济与能源消费脱钩所致;甘肃省总体减排技术水平较低,加之长期以来以煤为主的能源结构,使其对经济增长与能源碳排放的脱钩贡献有限.因此,在制定相关政策时,应将重心放在节能减排、优化能源结构、促进产业的低碳转型等方面.     

利用二型模糊聚类进行全球海表温度数据挖掘

基于二型模糊集的C均值聚类方法对全球时序海表温度数据进行了聚类分析,得到全球海表温度异常的典型聚类模式,并从聚类中心挖掘出潜在的海洋气候指数。     

南极斯科舍海涡旋分布及其内部水文结构特征分析

南大洋涡旋在跨锋面物质热量输送方面具有重要作用,斯科舍海位于德雷克海峡东面,属于重要的经济渔区,因此针对斯科舍海的涡旋分布及其影响进行研究具有迫切意义.本文基于2005-2019年卫星遥感数据对斯科舍海涡旋进行了探测与追踪,并统计了涡旋半径、传播距离、生命周期等特征参数,分析涡旋的地理分布特点、涡旋跨锋面情况以及移动特...     

南极樊尚湾大陆架mCDW入侵影响下的水体结构演变特征分析

利用象海豹CTD观测到的2012年3—10月南极樊尚湾海域的温盐剖面数据,研究结冰期该海域陆架区变性绕极深层水(mCDW)入侵影响下的水体结构演变过程.结果显示,从湾口到湾最内侧的深层都存在显著的mCDW入侵.结冰过程中来自海表的冷却和析盐作用从上方向海洋内部延伸,而到6月中旬湾最内侧的400 dbar以深层结依然没被...     

南极威德尔-斯科舍汇流区上层湍流混合特征及其与水团和环流的联系

利用中国第32次南极科学考察队于2015年12月至2016年1月在南极威德尔-斯科舍汇流区获得的湍流微结构、温盐深仪和下放式声学多普勒海流计观测资料,分析了该海域上层海洋(30～500 dbar)的湍流混合空间分布特征.结果显示,湍动能耗散率(ε)和湍扩散系数(Kρ)分布呈现明显的区域性特征,与当地的水团和环流分布密切...     

双扩散在南极文森湾海域热盐结构演变中的作用

利用22头象海豹携带的CTD观测到的2012年3—4月南极文森湾中西部海域的海水温盐剖面数据,研究了双扩散效应在海水热盐演变过程中的作用。结果显示,该海域双扩散效应显著,其中"扩散对流"作用在水柱中所占比例超过50%,并普遍存在于500—800 dbar深度的深层水中;"盐指对流"作用在水柱中所占比例不超过10%,存在于300—500 dbar的中层水中;随着时间进入南极冬季,海水结冰盐析过程会使水体中重力不稳定状态加剧。"扩散对流"会产生向上的热通量和盐度通量,热通量大约在0.02—0.5 W·m~(–2),盐度通量平均在10–8 m·s~(–1)左右;"盐指对流"则会产生向下的热通量和盐度通量,平均热通量约为–0.5 W·m~(–2),平均盐度通量约为–10–8 m·s~(–1)。在结冰初期,文森湾陆架海域的海表结冰过程对低温高盐水体的产生具有补充作用,进而通过扩散对流作用使得高密度陆架水(DSW)在水体内部得到补充生长与积累。因此,双扩散作用对于该海域高密陆架水的形成有不可忽视的贡献。     

Evaluation of spatial distribution of turbulent mixing in the central Pacific

A long-term mean turbulent mixing in the depth range of 200–1000 m produced by breaking of internal waves across the middle and low latitudes (40°S–40°N) of the Pacific between 160°W and 140°W is examined by applying fine-scale parameterization depending on strain variance to 8-year (2005–2012) Argo float data. Results show that elevated turbulent dissipation rate (ε) is related to significant topographic regions, along the equator, and on the northern side of 20°N spanning to 24°N throughout the depth range. Two patterns of latitudinal variations of ε and the corresponding diffusivity (K_ρ) for different depth ranges are confirmed: One is for 200–450 m with significant larger ε and K_ρ, and the maximum values are obtained between 4°N and 6°N, where eddy kinetic energy also reaches its maximum; The other is for 350–1000 m with smaller ε and K_ρ, and the maximum values are obtained near the equator, and between 18°S and 12°S in the southern hemisphere, 20°N and 22°N in the northern hemisphere. Most elevated turbulent dissipation in the depth range of 350–1000 m relates to rough bottom roughness (correlation coefficient?=?0.63), excluding the equatorial area. In the temporal mean field, energy flux from surface wind stress to inertial motions is not significant enough to account for the relatively intensified turbulent mixing in the upper layer.