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用于厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)研究的海气耦合模式:以对我国三个环流型模式(CGCMs)的评估为例
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作者 张荣华 尹露莹 +9 位作者 高川 王宏娜 刘思颖 智海 陈林 康贤彪 俞永强 宋振亚 吴统文 吴方华 《海洋与湖沼》 北大核心 2025年第3期475-501,共27页
基于数理方程的海气耦合模式是研究厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,ENSO)的有效工具。由于ENSO模拟性能强烈地依赖于模式的构建及海气过程的表征,目前已发展了各类复杂程度不同的海气耦合模式,包括中间型耦合模式... 基于数理方程的海气耦合模式是研究厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,ENSO)的有效工具。由于ENSO模拟性能强烈地依赖于模式的构建及海气过程的表征,目前已发展了各类复杂程度不同的海气耦合模式,包括中间型耦合模式(Intermediate coupled models,ICMs)、混合型耦合模式(Hybrid coupled models,HCMs)和完整的环流型耦合模式等。其中最为复杂的是基于原始方程组的海气耦合环流模式(Coupled general circulation models,CGCMs),它们均由描述大气和海水运动的大气环流模式(Atmospheric general circulation models,AGCMs)和海洋环流模式(Oceanic general circulation models,OGCMs)所组成,包含了广泛而尽可能详尽的物理过程及参数化方案;采用全变量(一个状态变量可分为气候态部分和年际异常部分)和海气间的完全耦合。早期发展的CGCM常常会出现气候漂移现象,对气候平均态和ENSO模拟等会出现较大的模式误差,为此需要采用通量修正(flux corrections)等方法,以减小平均态模拟的系统性误差;这类模式不仅对计算资源有更高的要求,其调试与优化也面临巨大技术挑战。经过几十年的发展和改进,当前使用的CGCMs已经能够真实地再现与ENSO相关的海气变量年际异常的时空结构及演变,这些在耦合模式国际比较计划第6阶段(Coupled model intercomparison project phase 6,CMIP6)模拟中已得到清晰体现上。目前我国不同科研机构和业务单位已发展了CGCMs,其中较为成熟和广泛应用并有大量成果公开发表的CGCMs包括中国科学院大气物理研究所、自然资源部第一海洋研究所和中国气象局等所研发的CGCM系统。经过长期不懈的努力,目前这些CGCMs无须进行偏差或通量校正已能成功地应用于气候模拟、预测和预估等,展现了其对气候平均态和多尺度气候变率等方面数值模拟的良好性能。例如,这些CGCMs对ENSO现象的表征能力已有极大的改进和提高,已广泛应用于ENSO模拟和预测应用之中。然而,目前基于CGCMs对ENSO的数值模拟和预测仍存在着较大的不确定性和模式间差异性。本文将评估这些CGCMs对ENSO模拟的现状和未来发展方向,指出CGCMs所存在的问题和需要改进之处。这些分析和评估为未来ENSO数值模拟和预测的改进和发展提供了有价值的科学指导。 展开更多
关键词 厄尔尼诺-南方涛动(ENSO) 海气相互作用 耦合环流模式(CGCMs) ENSO模拟性能 模拟偏差和不确定性
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我国海洋动力灾害研究进展与展望 被引量:19
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作者 侯一筠 尹宝树 +3 位作者 管长龙 郭明克 刘桂梅 胡珀 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期759-767,共9页
海洋动力灾害(包括灾害性海浪、风暴潮、海冰、海啸等)是对我国沿海地区造成破坏和损失最大的自然灾害之一。开展海洋动力灾害研究具有重要意义和迫切的国家需求。本文回顾我国建国以来在海洋动力灾害研究方向的主要进展,重点针对近年... 海洋动力灾害(包括灾害性海浪、风暴潮、海冰、海啸等)是对我国沿海地区造成破坏和损失最大的自然灾害之一。开展海洋动力灾害研究具有重要意义和迫切的国家需求。本文回顾我国建国以来在海洋动力灾害研究方向的主要进展,重点针对近年来我国在海洋动力灾害数值模拟预报以及灾害风险评估等方面的进展进行综述,并在此基础上提出未来的发展展望,希望给海洋防灾减灾科研工作者提供参考。 展开更多
关键词 风暴潮 海浪 海冰 海啸 风险评估 危险性 脆弱性
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印尼贯穿流源区环流的多尺度变异及其科学重要性 被引量:10
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作者 袁东亮 周慧 +1 位作者 王铮 李翔 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1156-1168,共13页
印尼贯穿流源区指的是苏拉威西海东部、马鲁古海北部以及棉兰老岛以东和巴布亚新几内亚岛以北的海域,其海洋环流的结构和变异对全球大洋环流的物质和能量平衡以及气候变化有重要影响,但是却缺乏大规模的现代海洋观测。本文总结近几年来... 印尼贯穿流源区指的是苏拉威西海东部、马鲁古海北部以及棉兰老岛以东和巴布亚新几内亚岛以北的海域,其海洋环流的结构和变异对全球大洋环流的物质和能量平衡以及气候变化有重要影响,但是却缺乏大规模的现代海洋观测。本文总结近几年来基金委西太平洋开放共享航次、全球变化研究国家重大科学研究计划项目以及中科院海洋先导专项项目——"主流系与西太平洋暖池变异机制及其气候效应"等项目在低纬度西太平洋和印尼贯穿流源区的观测成果,初步刻画了印尼贯穿流源区海洋环流的多尺度结构特性,阐明这一海区环流对厄尔尼诺与南方涛动(ENSO)动力学、季节内振荡研究以及全球变暖减缓和加速的重要性。介绍了项目团队在过去几年里,通过国际合作,促成中国科学院海洋研究所与印尼科学院海洋研究中心达成战略合作伙伴关系。目前,双方已经在印尼海和印尼贯穿流关键海峡进行了卓有成效的合作观测,建成了有史以来最大规模的印尼海同步潜标观测网,为探讨印尼贯穿流变异及其在全球气候变化的作用问题和服务国家"一带一路"倡议提供了坚实的数据基础。 展开更多
关键词 印尼海 印尼贯穿流源区 西太平洋 海洋观测网 多尺度变异 ENSO动力学 全球变暖减缓
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条件非线性最优扰动法在大气与海洋目标观测研究中的应用 被引量:3
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作者 穆穆 王强 +1 位作者 段晚锁 姜智娜 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1001-1011,共11页
对近年来用条件非线性最优扰动法研究大气与海洋目标观测问题的部分工作进行了总结,主要涉及厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件、黑潮路径变异事件以及阻塞事件。通过研究这些事件发生的最优前期征兆(OPR)和最快增长初始误差(OGE),发现这些... 对近年来用条件非线性最优扰动法研究大气与海洋目标观测问题的部分工作进行了总结,主要涉及厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件、黑潮路径变异事件以及阻塞事件。通过研究这些事件发生的最优前期征兆(OPR)和最快增长初始误差(OGE),发现这些事件的最优前期征兆和最快增长初始误差分别具有空间的高度相似性及其伴随的局地性特征。理想回报试验表明,如果在ENSO事件和黑潮路径变异事件的最快增长初始误差和最优前期征兆所确定的扰动大值区减小初始场误差,上述事件的预报技巧会大幅度提高;最优前期征兆和最快增长初始误差的空间相似性使得在同一敏感区域增加额外观测,不仅有助于捕捉上述异常事件的前期信号,还可以有效减小初始误差,从而提高对该事件的预报技巧。阻塞事件爆发的最优前期征兆和最快增长初始误差的空间相似性和局地性特征在其目标观测研究中的应用,应该是深入研究的课题。 展开更多
关键词 条件非线性最优扰动 目标观测 厄尔尼诺-南方涛动 黑潮路径变异 阻塞
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六套海洋模式模拟热带西太平洋深层环流结果的对比分析 被引量:3
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作者 马强 汪嘉宁 王凡 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1302-1317,共16页
借助于六套海洋模式资料,本文初步分析了热带西太平洋深层环流的基本特征。与气候态数据集WOA13相比,水深3000m层除HYCOM以正温度偏差为主外,其余模式均为负温度偏差,且随着深度增加偏差幅度变大。盐度偏差方面,HYCOM和OFES以正偏差为主... 借助于六套海洋模式资料,本文初步分析了热带西太平洋深层环流的基本特征。与气候态数据集WOA13相比,水深3000m层除HYCOM以正温度偏差为主外,其余模式均为负温度偏差,且随着深度增加偏差幅度变大。盐度偏差方面,HYCOM和OFES以正偏差为主,其余模式以负偏差为主。温盐偏差在各个深海海盆中的时间变化趋势不尽相同,且与实际观测结果存在较大差异。水深1000—3000m以纬向东西向交替变化的射流为主。3000—5000m的纬向流速减小,形成海盆内环流,不同海盆之间可通过深水通道进行海水交换。3000m以深的关键深海通道的输运通量存在明显的季节变化,甚至不同季节流向也不一致,而海盆内的环流形态受制于位涡收支积分约束方程,进而也表征出季节变化的特征,即不同季节海盆内的环流主要旋转形态不同。在分析了初始温盐场、潮汐及其他要素对深海环流的影响后,本文为日后构建适合热带西太平洋深海环流研究的模式提供了建议。 展开更多
关键词 深层环流 海洋模式 温盐偏差 深海通道 季节变化 数值模拟
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河流和暖平流对中国东部近海逆温层影响的数值研究 被引量:1
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作者 郝佳佳 《海洋科学》 CAS 北大核心 2020年第3期1-14,共14页
为定量化研究影响中国东部近海逆温层产生和发展过程的主要因素,基于Princeton Ocean Model(POM),通过进行河流和暖流的增减试验,对逆温层的季节变化及其影响因素进行了分析。模拟结果显示,受海表失热影响,逆温层主要出现在9月至翌年3月... 为定量化研究影响中国东部近海逆温层产生和发展过程的主要因素,基于Princeton Ocean Model(POM),通过进行河流和暖流的增减试验,对逆温层的季节变化及其影响因素进行了分析。模拟结果显示,受海表失热影响,逆温层主要出现在9月至翌年3月份,山东半岛北部及东部近海、闽浙沿海为三个主要逆温层发生区域,其中山东半岛北部近海逆温层范围和强度最大。当无河流输入时,整个研究海域无逆温层出现,而河流加倍或减半对逆温层的影响主要体现在长江口邻近海域,出现概率分别增高22%和降低15%。当暖流加倍或减半时,长江口邻近海域逆温层出现概率大幅增高23%和降低69%,山东半岛东部近海次之,分别增高34%和降低25%。当关闭暖流时,长江口外海逆温层消失,山东半岛东部近海逆温层出现概率降低约70%,且变浅76%。以上表明,河流淡水是中国东部近海逆温层形成的必要条件,在保持必要河流淡水输入条件下,暖流的变化对中国东部近海逆温层形成的影响比河流变化大,其中对长江口外海影响最大,山东半岛东部近海次之。暖流流量的增减可引起100 m以浅陆架区的海表面高度异常,影响跨40 m等深线海水交换和温盐锋面的形成,造成逆温层大范围的转移和变化。 展开更多
关键词 长江冲淡水 台湾暖流 黑潮 逆温层 POM
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热带印度洋环流动力与季风相互作用研究进展 被引量:8
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作者 郑佳喻 徐康 +7 位作者 陈更新 胡开明 陈洁鹏 杨磊 王强 王鑫 王卫强 王东晓 《南京信息工程大学学报(自然科学版)》 CAS 2018年第3期275-281,共7页
围绕中国科学院战略性先导科技专项"泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设"之子课题"热带印度洋环流动力与季风相互作用及其影响",从热带印度洋上层海洋环流、盐度变异对印度洋典型海气耦合过程的影响、印度洋海气... 围绕中国科学院战略性先导科技专项"泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设"之子课题"热带印度洋环流动力与季风相互作用及其影响",从热带印度洋上层海洋环流、盐度变异对印度洋典型海气耦合过程的影响、印度洋海气相互作用及其对泛第三极水汽输送的影响方面回顾了热带印度洋环流动力与季风相互作用的研究进展.针对国内外研究发展的现状,提出热带印度洋上层经向、纬向、垂向流系间三维联动机制,海盆尺度热盐再分配对局地海-气模态变异的响应和反馈机制,热带印度洋典型海气耦合模态对泛第三极地区气候变化的影响机理等关键科学问题亟待解决.开展该子课题研究的最终目标是:全面认识和理解热带印度洋上层环流体系,加深印度洋海洋环流动力与海气相互作用及其对泛第三极经向水汽输送作用的理解,提高泛第三极地区气候预测水平,提升丝绸之路海上观测航道监测保障能力,从而为"一带一路"倡议和"21世纪海上丝绸之路"建设服务. 展开更多
关键词 热带印度洋 上层海洋环流 热盐再分配 季风活动 泛第三极 水汽输送
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南海北部冷涡增强混合的个例研究
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作者 韩丽丽 司宗尚 +3 位作者 庞重光 闫晓梅 陈明 俞建成 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期627-637,共11页
海洋作为一个多尺度非线性系统,中尺度能量可以通过小尺度的湍流混合耗散,明晰中尺度涡对湍流混合的影响对于提高对跨尺度能量传递的认识和改进气候模式模拟具有重要作用。基于Thorpe-scale和细尺度参数化方法,利用2015年水下滑翔机在... 海洋作为一个多尺度非线性系统,中尺度能量可以通过小尺度的湍流混合耗散,明晰中尺度涡对湍流混合的影响对于提高对跨尺度能量传递的认识和改进气候模式模拟具有重要作用。基于Thorpe-scale和细尺度参数化方法,利用2015年水下滑翔机在南海观测的水文数据对湍流混合空间结构进行重建与分析。结果表明,在冷涡边缘、冷暖涡交汇和暖涡区域出现混合增强现象,冷涡(暖涡)的扩散系数最高可达O(10^(-3) m^(2)/s)[O(10-4 m^(2)/s)],平均扩散系数约为9.0×10^(-5) m^(2)/s(6.2×10^(-5) m^(2)/s),是无涡状态下的4(2.8)倍。冷涡边缘、冷暖涡交汇处和暖涡区域出现理查森数小于0.25的海水水团,表明该处发生剪切不稳定有利于增强湍流混合。并且较小的理查森数大量出现在冷涡及冷暖涡交汇处,这也是冷涡处的扩散系数比暖涡处大的原因。 展开更多
关键词 冷涡 湍流混合 扩散系数 南海
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基于深度学习的南海海表面温度的智能化预测研究
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作者 谢博闻 张丛 +2 位作者 杨树国 冯忠琨 孙贵民 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1082-1095,共14页
海表面温度(sea surface temperature,SST)是影响海洋和气候变化的重要因素之一,准确预测SST的变化对于海洋生态环境、气象和航行等至关重要。传统的SST预测方法通常依赖于数值模式,但是其计算成本较高。该文基于深度学习模型(3D U-Net)... 海表面温度(sea surface temperature,SST)是影响海洋和气候变化的重要因素之一,准确预测SST的变化对于海洋生态环境、气象和航行等至关重要。传统的SST预测方法通常依赖于数值模式,但是其计算成本较高。该文基于深度学习模型(3D U-Net),将SST、海表面高度异常(sea surface height anomalies,SSHA)以及海表面风(sea surface wind,SSW)作为输入变量成功构建了南海SST的快速化智能预报模型。结果表明,与卷积长短时记忆(convolutional long short-term memory,ConvLSTM)模型相比,3D U-Net模型在所有预测时间中均显示出更高的准确度,其均方根误差(RMSE)为0.53℃,皮尔逊相关系数(R)达到0.96。在不同季节和南海不同区域,3D U-Net模型均表现出较小的预测误差,而且在季风盛行期间也具有较强的鲁棒性。此外,3D U-Net模型在预测2021年南海的海洋热浪(marine heatwave,MHW)事件时,大部分海域的准确率达到了80%以上,总体上精确率和召回率分别为0.89和0.45。敏感性实验结果表明,SSHA和SSW对模型的预测性能有显著影响,并在不同的预报阶段中发挥着不同的作用。综上所述,结合多源海表数据的3D U-Net模型能够快速准确地预测出南海SST,并为预测MHW事件提供了新方法。 展开更多
关键词 海表面温度 3D U-Net模型 深度学习 南海 海洋热浪
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西太平洋深海科学观测网的建设和运行 被引量:20
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作者 汪嘉宁 王凡 张林林 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1471-1479,共9页
西太平洋科学观测网是由中国科学院海洋研究所自主建成的大洋观测网络。深海数据的连续获取和实时传输对海洋与气候预报和海洋环境安全保障意义重大,世界海洋大国纷纷致力于其关键技术和系统集成的攻关。在中科院战略性先导科技专项的... 西太平洋科学观测网是由中国科学院海洋研究所自主建成的大洋观测网络。深海数据的连续获取和实时传输对海洋与气候预报和海洋环境安全保障意义重大,世界海洋大国纷纷致力于其关键技术和系统集成的攻关。在中科院战略性先导科技专项的资助下,中科院海洋所经过统筹安排和周密部署,3年多来先后组织西太平洋综合考察航次3次,成功布放和回收深海潜标73套次,建成了由16套深海潜标组成的我国西太平洋科学观测网并实现稳定运行,获取西太平洋代表性海域连续3年的温度、盐度和洋流等数据。在2016年航次中,中国科学院又攻克了潜标数据长周期稳定实时传输的海洋观测难题,实现了深海数据的"现场直播",截至2017年9月,深海数据已成功连续实时回传260余天。以此为标志,我国的大洋科学观测网建设实现了批量化、标准化和常态化。深海观测数据的长时间连续积累和实时化传输,将提升我国深海科学研究能力,加速我国海洋与气候预报业务系统建设步伐,满足海洋强国建设、"一带一路"倡议对海洋环境安全保障的重大需求。"十三五"时期,我国正全面推进深海进入、深海探测和深海开发的深海战略,深海科学观测网建设技术和潜标数据实时传输技术对我国深海探测能力的提升意义重大。 展开更多
关键词 西太平洋 科学观测网 潜标 实时化 深海探测 建设运行
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主流系与西太平洋暖池变异机制研究进展 被引量:6
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作者 王凡 汪嘉宁 +2 位作者 张林林 周慧 杨宇星 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1145-1155,共11页
中国科学院战略性先导科技专项重点任务2以热带西太平洋主流系和暖池为主要研究对象,基于西太平洋和印尼海科学观测网综合观测数据,结合动力理论分析和数值模拟结果,在主流系和西太暖池的三维结构、变异规律和动力机制,以及西太与周围... 中国科学院战略性先导科技专项重点任务2以热带西太平洋主流系和暖池为主要研究对象,基于西太平洋和印尼海科学观测网综合观测数据,结合动力理论分析和数值模拟结果,在主流系和西太暖池的三维结构、变异规律和动力机制,以及西太与周围海域之间物质能量交换等方面取得了原创性成果。在上层主流系和暖池变异方面,首次直接观测到棉兰老潜流(MUC)、吕宋潜流(LUC)和北赤道潜流(NEUC)等次表层潜流及其多尺度变异,给出了三支潜流相互间的水源关系,揭示了潜流系统强劲的季节内变化特征及其与中尺度涡旋活动的关系,并进一步分析了棉兰老流(MC)/MUC年际变异及其控制因素。西太平洋主流系平流输送在暖池形成中起到了主要作用,而且暖池北部区域自20世纪90年代起出现显著的扩张现象,是由混合层厚度变浅导致。在中深层环流特征和机制方面,发现南北半球中层水团的交换通道、机制和显著交换周期;丰富了对赤道西太平洋中层流结构特征和变异的认识,同时突破了对西太平洋深层环流结构特征和变异规律的认知局限,例如中深层流流速自北向赤道增加,其变化远大于平均值,菲律宾海盆中部深层流以西南-东北方向为主,赤道区域中深层流以纬向东西交替的射流为主等。在西太与周围海域之间物质能量交换方面,通过在印尼贯穿流(ITF)源区及印尼海的同步走航及定点潜标观测,揭示了MC在苏拉威西海和马鲁古海峡交汇处的流径跃变在2015—2016超强El Ni?o的发生起重要作用,西边界流区的非线性反射对ENSO事件的发生发展起至关重要的作用。上述原创性成果显著提升了热带西太平洋环流动力学的认知水平。 展开更多
关键词 西太平洋 暖池 主流系 中深层环流 印尼贯穿流 变异机制
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典型海湾风暴潮增水特征与机理研究 被引量:7
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作者 杨万康 杨青莹 +2 位作者 伊小飞 尹宝树 张峰 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期532-537,共6页
以三门湾为例,基于经验模态分解方法 (EMD)将原始风暴潮增水过程进行分解,并对各个子模态进行能量谱分析,研究每种波动对应的生成机制。结果表明:半封闭海湾内的风暴潮增水较为严重,造成三门湾内强增水的台风为三门湾南侧的西北向登陆... 以三门湾为例,基于经验模态分解方法 (EMD)将原始风暴潮增水过程进行分解,并对各个子模态进行能量谱分析,研究每种波动对应的生成机制。结果表明:半封闭海湾内的风暴潮增水较为严重,造成三门湾内强增水的台风为三门湾南侧的西北向登陆台风。EMD分解结果显示三门湾内的风暴潮增水包含6 h,12 h,20 h左右的波动,其中6 h左右的波动来源于海湾共振,共振的频率是由海湾的形状、水深等固有性质所决定的。12 h的波动是由于天文潮与风暴潮耦合作用导致,20 h左右的波动是由于台风移动过程中外海波动的传入。结果表明EMD方法为风暴潮波动增水特征的精细认知提供了一种新的思路和方法,可以加深对海湾内风暴潮波动增水特征的研究。 展开更多
关键词 半封闭海湾 经验模态分解 风暴潮增水 共振
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1409号“威马逊”台风对铁山港海域的风暴潮增水研究 被引量:13
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作者 杨万康 杨青莹 +3 位作者 尹宝树 伊小飞 张峰 宋泽坤 《海洋预报》 2016年第1期80-85,共6页
1409号"威马逊"台风是1949年以来登陆我国华南地区的最强台风。本文首先以铁山港海域的潮位站和气象站实测资料为基础,对铁山港海域的风暴增水特征进行了初步分析,结果表明:铁山港湾内最大风暴增水值要大于湾口处,通过对历史... 1409号"威马逊"台风是1949年以来登陆我国华南地区的最强台风。本文首先以铁山港海域的潮位站和气象站实测资料为基础,对铁山港海域的风暴增水特征进行了初步分析,结果表明:铁山港湾内最大风暴增水值要大于湾口处,通过对历史增水值进行重现期推算可知1409号台风造成的最大增水强度达到了200年一遇。台风登陆期间铁山港海域发生先减水后增水的现象,是因为铁山港海域的风向发生了转变,先是吹离岸风,后改为向岸风。然后基于MIKE21和Holland台风风场建立二维风暴潮数学模型分析了1409号台风的最大增水空间分布规律,模型结果显示地形与风暴潮增水的关系十分密切,铁山港内部湾顶位置处最大风暴增水超过了3.2 m,比铁山港口门处增加了1.2 m,因此需要格外重视铁山港湾顶处的风暴潮防灾减灾工作。 展开更多
关键词 台风路径 风暴增水 重现期 风暴潮模型
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吕宋与台湾岛以东中尺度涡演变过程的对比分析
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作者 刘迪 郝悦竹 +3 位作者 闫晓梅 张林林 庞重光 陈丽丽 《海洋与湖沼》 北大核心 2025年第3期533-550,共18页
西北太平洋的中尺度涡活跃,这些中尺度涡源源不断地向西传播,撞击吕宋-台湾岛以东的西边界强流黑潮,显著影响着黑潮流速和路径的同时,涡旋自身的三维结构也逐渐演变并最终消亡。目前对台湾岛以东中尺度涡在与黑潮相互作用时的演变过程... 西北太平洋的中尺度涡活跃,这些中尺度涡源源不断地向西传播,撞击吕宋-台湾岛以东的西边界强流黑潮,显著影响着黑潮流速和路径的同时,涡旋自身的三维结构也逐渐演变并最终消亡。目前对台湾岛以东中尺度涡在与黑潮相互作用时的演变过程已有较多研究,但对吕宋岛以东中尺度涡的演变过程及其与前者的异同尚不清楚。本文基于1993~2019年的卫星高度计数据和1/10°×1/10°分辨率的OFES(ocean general circulation model for the earth simulator)模式数据,对源自太平洋内区的中尺度涡西传撞击吕宋岛和台湾岛以东黑潮时的涡旋三维结构的演变过程进行了对比分析。结果表明,台湾岛和吕宋岛以东的中尺度涡都存在接触、变形、拉伸、耗散4个阶段。平均来讲,台湾岛以东的中尺度涡强度较强,与黑潮相互作用的时间也较长。台湾岛(吕宋岛)以东的气旋涡和反气旋涡与黑潮相互作用的时间分别为39(33)和54(24)d,即气旋涡(反气旋涡)衰减较快。在水平方向上,中尺度涡撞击台湾岛以东黑潮后逐渐变成东北-西南方向倾斜的椭圆,而在撞击吕宋岛以东黑潮后,中尺度涡椭圆主要在南北方向上拉伸。在垂直方向上,台湾岛以东的气旋涡(反气旋涡)中心随深度向西南(西北)方向倾斜,且倾斜程度随时间逐渐减小,而吕宋岛以东中尺度涡的垂向倾斜不明显。此外,在这两个研究海区,气旋涡(反气旋涡)均会导致黑潮流速的减弱(增强),并且由于黑潮急流的阻挡作用,中尺度涡都会引起黑潮两侧的海表面高度和次表层温度呈现跷跷板式的变化。 展开更多
关键词 中尺度涡 三维结构演变 对比分析 黑潮
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基于南海观测平台的海-气界面CO_2通量研究 被引量:4
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作者 李水清 赵栋梁 +2 位作者 马昕 黄健 盛立芳 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期637-646,共10页
利用南海北部的海上综合观测平台,开展了基于涡相关方法的海-气界面CO2通量的长期观测,得到了2010年9月至2012年9月近2年的海-气界面CO2通量数据,结果分析表明,观测平台附近海域全年表现为一个碳汇,年平均值为-0.088 mg m-2s-1,存在明... 利用南海北部的海上综合观测平台,开展了基于涡相关方法的海-气界面CO2通量的长期观测,得到了2010年9月至2012年9月近2年的海-气界面CO2通量数据,结果分析表明,观测平台附近海域全年表现为一个碳汇,年平均值为-0.088 mg m-2s-1,存在明显的季节变化规律,秋冬季节海洋表现为一个强碳汇,春季海洋依然是一个碳汇,但强度明显减弱,而夏季海洋呈现不稳定的源汇变化特征;从日周期特征上看,夜间通量强度较强,白天减弱;进一步的分析表明,海上风和大气稳定性对海-气界面CO2通量有明显的贡献。 展开更多
关键词 海-气界面CO2通量 涡相关方法 海上观测平台 南海
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1979—2018年间山东半岛沿海台风浪危险性分布的数值模拟研究 被引量:5
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作者 王宁 侯一筠 +3 位作者 李水清 莫冬雪 刘泽 李健 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期861-868,共8页
台风浪灾害在山东半岛沿海时常发生,对人类生命财产和基础设施构成很大威胁,因此,对山东半岛海域台风浪的危险性分析具有重要的现实意义。本研究使用ADCIRC+SWAN耦合数值模式采用Holland模型风场与NCEP再分析风场组合的风场驱动,对1979-... 台风浪灾害在山东半岛沿海时常发生,对人类生命财产和基础设施构成很大威胁,因此,对山东半岛海域台风浪的危险性分析具有重要的现实意义。本研究使用ADCIRC+SWAN耦合数值模式采用Holland模型风场与NCEP再分析风场组合的风场驱动,对1979-2018年36次台风过境期间的海浪过程进行了模拟。以台风过境时最大有效波高及历时频数作为危险性评价指标,给出了山东半岛近岸台风浪强度等级分布、历时频数分布以及危险性指数分布。研究结果显示,山东半岛北部为台风浪低危险区,台风浪强度等级低且历时短;南部二级强度(有效波高范围为1.3-2.5m)以上台风浪发生较为频繁,危险性高于北部;东部台风浪强度可以达到四级(有效波高4m以上),危险性最高。 展开更多
关键词 山东半岛 台风浪 ADCIRC(Advanced Circulation Model) SWAN(Simulation Waves Nearshore) 危险性分析
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南太平洋副热带环流区次表层叶绿素极大值的季节变化特征 被引量:3
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作者 邢小罡 赵冬至 +1 位作者 王林 樊伟 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1038-1047,共10页
首次通过2008年12月-2010年3月在南太平洋副热带环流区(复活节岛外海)投放的一台Bio-Argo浮标的观测数据,分析与研究了该海区叶绿素a垂向分布的季节变化规律。研究表明,作为典型的贫营养水体,南太平洋环流区表层叶绿素a浓度仅为O.02mg m... 首次通过2008年12月-2010年3月在南太平洋副热带环流区(复活节岛外海)投放的一台Bio-Argo浮标的观测数据,分析与研究了该海区叶绿素a垂向分布的季节变化规律。研究表明,作为典型的贫营养水体,南太平洋环流区表层叶绿素a浓度仅为O.02mg m^(-3),次表层叶绿素极大值(SCM)仅为0.15mg m^(-3)左右。SCM出现在180m深处,而次表层生物量极大值(SBM)的深度约50m。此外,SCM的深度存在季节特征,冬浅(150m)夏深(200m),位于真光层之下约30m。虽然SCM的深度在6月达到最浅,但SCM层的厚度和强度在7月才降至最低,这可能是由于混合层在6月时仍然持续加深导致的。通过估算日光合有效辐照度(PAR)的垂向分布发现,SCM大约位于0.2%光强深度处,跟随等光照线(PAR=0.08 mol quanta m^(-2)d^(-1))而发生季节波动,经分析,这主要是由于Chla:C值随光强变化而导致的。 展开更多
关键词 Bio-Argo浮标 南太平洋副热带环流区 次表层叶绿素极大值(SCM) 次表层生 物量极大值(SBM) 光合有效辐照度(PAR)
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基于MODIS和VIIRS遥感图像的苏禄-苏拉威西海内孤立波特征研究 被引量:6
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作者 张涛 张旭东 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期991-1000,共10页
苏禄海和苏拉威西海是内孤立波频发海域,本文基于2016年10月至2019年9月的中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)和可见光红外成像辐射计(Visible Infrared Imaging Radiometer,VIIRS)光学遥感数据... 苏禄海和苏拉威西海是内孤立波频发海域,本文基于2016年10月至2019年9月的中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)和可见光红外成像辐射计(Visible Infrared Imaging Radiometer,VIIRS)光学遥感数据开展了苏禄海和苏拉威西海的内孤立波特征分析研究。空间分布特征表明,苏禄群岛的西北部海域(118°—121°E,6°—10°N)和苏拉威西海南部海域为内孤立波多发区域。苏拉威西海南部海域存在南向和西向交叉传播的内孤立波。苏禄海和苏拉威西海的内孤立波波峰线最长可达400—500km,主要集中在100—150km范围内。利用射线追踪法结合遥感图像分析表明,锡布图岛和锡穆努尔岛附近海域存在4个内波发生源,生成的内孤立波分别向苏禄海的西北方向和苏拉威海的东南方向传播。遥感观测表明苏拉威西海也存在自东向西传播的内孤立波,共有3个发生源,位于邦加岛与比亚罗岛附近海域。苏禄海的内孤立波主要向西北方向传播,其传播速度在2m/s左右。苏拉威西海自东向西传播的内孤立波的速度在3.1m/s左右,自北向南传播的内孤立波的速度为3.0m/s左右。 展开更多
关键词 内孤立波 苏禄海 拉威西海 MODIS VIIRS
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南太平洋热带-副热带区斜压不稳定的多年代际趋势及其机制分析
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作者 刘丹丹 朱善良 +1 位作者 刘传玉 冯岭 《海洋与湖沼》 北大核心 2025年第2期252-261,共10页
为了探究全球变暖对斜压不稳定的影响,本研究采用1°×1°的温度、盐度和流场格点数据,对1993~2022年南太平洋热带-副热带海区(south Pacific tropical-subtropical,SPTS)表层强化的Charney型斜压不稳定的长期变化趋势及其... 为了探究全球变暖对斜压不稳定的影响,本研究采用1°×1°的温度、盐度和流场格点数据,对1993~2022年南太平洋热带-副热带海区(south Pacific tropical-subtropical,SPTS)表层强化的Charney型斜压不稳定的长期变化趋势及其机制进行了分析。发现南太平洋热带区(south Pacific tropical,SPT)斜压不稳定的增长率表现出显著的减少趋势,每10 a减少0.12%,而南太平洋副热带区(South Pacific Subtropical,SPS)斜压不稳定的增长率则表现出显著的增加趋势,每10 a增加0.10%。上述增长率的变化趋势与卫星观测的涡旋动能(eddy kinetic energy,EKE)的变化趋势一致,且SPT的斜压不稳定的变化受剪切和层结的共同调控,而SPS的斜压不稳定的变化主要受剪切的影响,说明斜压不稳定性的变化体现了温盐和流场变化的综合效应。进一步分析发现,上述增长率及EKE的变化趋势与局地有效位能(available potential energy,APE)的趋势一致,突显了斜压不稳定性在能量转移转化中的关键作用。 展开更多
关键词 斜压不稳定 中尺度涡旋 涡动能 有效位能
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吕宋海峡M_2内潮生成与传播数值模拟研究 被引量:3
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作者 李欢 陈学恩 宋丹 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期16-24,共9页
本文在z坐标海洋数值模式HAMSOM中引入了内潮黏性项(Internal-tide viscosity term),将之运用到吕宋海峡M2内潮的生成与传播过程的数值模拟研究。研究结果表明:(1)在250 m以浅,吕宋海峡产生的M2内潮振幅于温跃层处最大,岛坡附近的内潮... 本文在z坐标海洋数值模式HAMSOM中引入了内潮黏性项(Internal-tide viscosity term),将之运用到吕宋海峡M2内潮的生成与传播过程的数值模拟研究。研究结果表明:(1)在250 m以浅,吕宋海峡产生的M2内潮振幅于温跃层处最大,岛坡附近的内潮明显强于别处,且最大振幅可达到40 m左右;(2)M2内潮的生成源主要集中在伊特巴亚岛西北、巴丹岛西南以及巴布延群岛西北的岛坡;(3)海峡产生的M2内潮向东西2个方向传播。巴丹岛以西的西向能量在吕宋海沟斜向下传播,在到达恒春海脊附近发生反射返回海面,到达海面后再次反射回海底,在此过程中,有高模态的内潮被激发,不同模态间有相消干涉的现象产生。西传的内潮能量分为2支进入南海,产生于巴布延群岛西北的能量分支直接向西南折转进入南海海盆,而产生于伊特巴亚岛和巴丹岛岛坡附近的主要能量则以束状向南海陆架传播,在到达118°E后部分能量折向西南的海盆,其余的能量则沿西北方向传入中国近岸,陆架陆坡地形起着重要的耗散作用。伊特巴亚岛西北有最大的能量产生,向东北传入太平洋。在122°E以东,能量主要以束状向东南传入太平洋。 展开更多
关键词 M2内潮 HAMSOM 内潮能通量 吕宋海峡
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