一次北印度洋海啸的数值模拟研究

对2012年4月11日(世界时)发生在北印度洋的一次地震海啸进行了模拟研究,给出了海啸模拟所需地震参数的获取途径,以及海啸波初始场的建立方法,分析了该海啸过程最大波幅分布和海啸波传播波时分布,并与测站实测值进行了对比。结果表明,海啸波的能量传播方向存在不均匀性,能量传播集中方向的波幅较大,具有更强的危害性。     

HYCOM模式对东海黑潮的气候态模拟

使用三重嵌套的HYCOM(The HYbrid Coordinate Ocean Model)数值模式模拟气候态东海黑潮。模式水平分辨率从大区模式的1°×1°cosθ提高到小区模式的1/8°×1/8°cosθ。对模拟结果的分析表明:(1)高水平分辨率模式对黑潮特征量的模拟有明显的改进。这些改进主要由两方面的原因引起:地形分辨率的提高和改善的斜压效应。(2)小区模式的模拟结果较好地再现了PN断面的垂向结构。基本反映了PN断面流速和流量的季节变化规律。夏季流速最强、流量最大,秋季流速最弱、流量最小,冬、春两季处于过渡期。(3)模式成功地模拟出东海黑潮东侧的逆流。该逆流流速稳定,夏季流速略大。(4)模式模拟出了PN断面的流速双核结构。     

西北太平洋典型断面温盐变化的相关分析

本文选取了东海的两个典型断面和137°E断面的历史数据,对它们的温盐变化进行了相关分析。发现东海断面温度对137°E断面低纬区域次表层的温度变化信号有大约两年的滞后响应;黑潮弯曲造成的深层温盐异常变化对东海两个断面的影响不大,但表层温盐变化有很强的正相关。     

EC细网格10m风场产品在渤、黄海海域的预报能力检验与评估

基于ECMWF(EC)细网格的24 h、48 h和72 h预报的10 m风场资料,与选取的渤、黄海海域9个浮标的10 m实测风速和风向进行对比检验。结果表明:(1)EC细网格24 h预报的10 m风速与各浮标站的实测风速预报偏差中位数在0.11～0.52 m/s之间,EC预报的10 m风速在渤、黄海海区预报结果总体略偏大,但在黄海中部预报效果优于渤海和黄海北部海区;(2)EC细网格预报的10 m风速与实测风速相关性较好,选取的9个浮标站中8个浮标站的24 h预报风速和实测风速相关系数达到0.85以上,预报偏差离散度小,预报效果较好;(3)不同风速条件下,EC细网格的5级风预报结果与实测风速最为接近,对大于5级风的预报结果偏小,而小于5级风的预报结果偏大;风速越小,风向预报偏差样本的离散度越大。不同风向条件下,各向的24 h预报风向平均偏差在-20°～12°之间,48 h和72 h平均偏差分别为-22°～14°和-20°～15°之间,24 h预报风向结果优于48 h和72 h预报风向。在实况为偏北向风时,风向平均偏差较大,实况为偏南向风时,风向平均偏差较少。     

数值实验论证台湾暖流和对马暖流的关系

台湾暖流和对马暖流均为沿中国东部海域大陆架的北向流。有学者认为存在"台湾-对马暖流流系"。现有的研究均未涉及台湾暖流和对马暖流在该系统中各自的动力作用。本文作者发现在该系统中对马暖流扮演更为重要的角色。借助一个三维斜压模式,作者设计了几组数值实验来讨论台湾暖流和对马暖流之间的动力学机制。结果显示台湾暖流对对马暖流几乎没有影响,而对马暖流却对台湾暖流存在重要影响。尽管对马暖流位于"下游区",通过"源-汇"驱动作用,其可以诱生约0.5×106m3/s的台湾暖流水。作者认为,能量通过地形波传导理论可能为这一动力学机制的合理解释。     

红层泥岩在不同浸水条件下填料强度特性试验研究

西南地区红层泥岩分布广泛,常用于工程填筑施工,其遇水易崩解特性常对工程填筑体的稳定性产生不良影响,因此,研究红层泥岩不同浸水条件下单轴抗压强度和浸水-风干循环崩解的变化规律具有重要的工程意义。利用红层泥岩中常见的粉砂质泥岩开展了单轴抗压试验和浸水循环实验,对不同浸水条件的红层软泥岩样品的吸水量、吸水率、单轴抗压强度、弹性模量和峰值应变进行测试;对样品浸水-风干崩解过程进行观测记录,并讨论了干湿环境交替对泥岩单轴抗压强度性能和崩解规律的影响。研究结论如下：(1)随着样品单次浸水过程的进行,样品的含水率与单轴抗压强度、弹性模量、峰值应变呈负相关;(2)样品在单次浸水过程中软化度明显增大,静置后样品外部先产生垂直层理方向裂隙,后垂直层理方向裂隙和平行层理方向裂隙逐渐闭合,使样品软化度小幅度变小,说明泥岩强度损伤主要发生在每次干湿环境交替过程的浸水过程中;(3)样品在多次浸水过程中,崩解过程不断进行,其转折点在第六次和第八次浸水循环,样品崩解频率加剧,在第12次浸水循环后,崩解物颗粒级配趋于稳定。     

天津近海大气中CH_4,N_2O和CO_2季节变化分析

为研究渤海天津近海海域温室气体污染状况,分别于2006年8月、12月和2007年4月、11月在渤海天津近海对CH4,N2O和CO2三种主要温室气体进行了观测,并采用后轨迹模型对其来源进行了分析,得到结果认为采样期间区域大气受到天津沿海地区影响较大,表现出城市温室气体分布特征,同时可能受到海洋自身的影响.样品分析结果发现渤海天津近海大气中CH4浓度最大值出现在夏季为2.61μL/L,最小值在冬季为1.87μL/L.N2O的浓度范围为319.33～347.67nL/L,且各点位浓度值的分布为冬季>秋季>夏季>春季.CO2浓度的变化范围是375.4～648.4μL/L,采暖期高出非采暖期.渤海天津近海海域3种主要温室气体的浓度都已超过2005年全球平均本底浓度,应引起足够重视.三者在一定程度上受共同的源影响,尤其是CO2和N2O,自相关性显著且与气象因子的相关性一致.     

东海黑潮周边中尺度涡的分布、运动规律以及生成机制

为了探究东海黑潮周边涡旋分布、形成机理及运动规律,基于法国国家空间研究中心(CNES)卫星海洋学存档数据中心(AVISO)的中尺度涡旋数据集展开了研究。首先,统计了近27年东海黑潮周边的涡旋分布,发现在黑潮弯曲海域产生了650个涡旋,在黑潮中段海域产生了271个涡旋,其中直径100~150 km之间的涡旋数量最多,涡旋振幅主要集中在2~6 cm。其次,分析了东海黑潮的运动路径和涡运动过程,结果表明,黑潮气旋式弯曲海域内侧易产生气旋涡,且移动路径较长,如台湾东北海域黑潮流轴气旋式弯曲处产生的涡旋,其平均位移达到了87.6 km;当反气旋式弯曲海域内侧产生反气旋涡时,涡旋往往做徘徊运动。黑潮中段海域的涡旋呈现出气旋涡在黑潮主轴西侧、反气旋涡在黑潮主轴东侧的极性对称分布特征,两类涡都沿黑潮主轴向东北方向移动。最后,结合再分析的流场、海面高度数据,讨论了涡旋运动规律和生成机制。黑潮弯曲处涡旋的生成与黑潮流体边界层分离有关,奄美大岛南部到冲绳岛西侧的黑潮逆流对黑潮中段海域涡的极性对称分布起到了关键作用,涡旋在运动过程中通常经历生长、成熟和衰变三个阶段。     

基于同化再分析产品研究东中国海海洋锋季节变化特征

海洋锋是特性明显不同的两种或几种水体之间的水平分布高梯度带。海洋锋对海战场环境存在重要影响。文中基于高性能计算机平台,采用海洋动力模式和先进的数据同化技术制作的海洋数值再分析产品(China Ocean Reanalysis,CORA),研究了东中国海温度锋和盐度锋分别在表层和50 m层深度上的季节变化特征。通过分析发现温度锋在冬季主要分布在东海及台湾海峡,在夏季主要分布在渤海及黄海;春秋两季的变化介于冬夏两季之间;东海黑潮区四季皆存在温度锋。盐度锋主要存在于黄河和长江等径流入海区附近。温度锋和盐度锋的季节变化主要受气象条件、河流入海和近岸升降流季节变化的共同影响。     

西-亚北极锋季节及年际特征分析

基于1982-2016年的OISST资料分析了西-亚北极锋(The Western Subarctic front,WSAF;37°N-45°N,146°E-152°E)强度与位置的季节及年际变化特征,结果表明:冬季WSAF强度最大,平均位置最靠南;夏季WSAF强度最小,平均位置最靠北;春秋两季WSAF强度、平均位置相当,位于冬夏之间;1982-2016年,WSAF强度逐渐增强,分布位置逐渐缓慢南移;各季节WSAF强度最大值稳定位于149°E附近,WSAF平均位置自西向东不断北移。在此基础上,分析了不同季节WSAF强度与黑潮-亲潮交汇区(The Kuroshio-Oyashio Confluence Region,KOCR)内水体性质的关系:KOCR内黑潮水特征显著时WSAF强度小,黑潮水特征不显著时WSAF强度大;利用EOF分析探寻了WSAF强度年际变化与KOCR内海温的关系:不同季节内WSAF年际变化与KOCR内海温相关性不显著,春、夏、秋季,随着KOCR内海温升高,WSAF强度减弱,而冬季WSAF强度随KOCR内海温升高而增强。