为探讨黄海海洋涡旋的三维结构特征、能量输送与转换及影响机制,对黄海海域典型台风海洋气旋与近海海湾反气旋式涡旋个例进行数值模拟和时空诊断分析。采用FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)区域海洋数值模式精细化描述台风...为探讨黄海海洋涡旋的三维结构特征、能量输送与转换及影响机制,对黄海海域典型台风海洋气旋与近海海湾反气旋式涡旋个例进行数值模拟和时空诊断分析。采用FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)区域海洋数值模式精细化描述台风海洋涡旋与近海海洋中小尺度涡旋系统。对涡旋能量传输特征模拟显示,气旋式和反气旋式海洋涡旋中,非对称强流区动能能量下传比涡旋中心部位的强度更强,维持时间更长,下传深度更深。反气旋式海洋涡旋因Ekman流动形成的向中心辐合作用,造成此类差异更显著。气旋涡的动能主要来源于台风的近海面风应力动能和海洋涡旋有效位能的转换,反气旋涡旋区域风动力偏弱,其动能强度维持在低位,其涡旋增强伴随着有效位能的增加。环境因子影响机制从风浪,底摩擦和地形三方面讨论。结果显示:耦合波浪模块后,台风强风应力和风浪的综合作用扩大台风海洋涡旋尺度,并增强涡旋环流强度,同时对相邻的反气旋涡有压缩和减弱作用。风浪效应对台风海洋涡旋有正贡献。强台风过程表层环流响应台风应力而浅水地形和底摩擦强烈影响涡旋下层,造成台风海洋涡旋结构在垂直方向上偏移,并影响到下层环流速度减小,流向与表层相反。在海洋气旋涡和反气旋涡的显著辐散区,其混合层下方有温盐要素的涌升对应,辐合区有温盐要素的下沉对应;同时海底地形的升降也造成温盐强迫上升与下降,其强度与地形起伏尺度成正比,较环流系统作用更强。展开更多
海冰密集度数据是开展全球海洋监测和应对气候变化研究的重要数据源,为了研制出分辨率更高,误差更小的北极海冰密集度融合资料,本文使用了多源海冰密集度资料,以OSTIA(Operational Sea Surface Temperature and Ice Analysis)数据集为...海冰密集度数据是开展全球海洋监测和应对气候变化研究的重要数据源,为了研制出分辨率更高,误差更小的北极海冰密集度融合资料,本文使用了多源海冰密集度资料,以OSTIA(Operational Sea Surface Temperature and Ice Analysis)数据集为融合背景场,采用以下方案开展融合研究。首先,对现有5种海冰资料进行质量控制;其次,以OSI SAF(Ocean and Sea Ice Satellite Application Facility)资料为基准,采用概率密度匹配法订正各资料的系统误差;然后,利用小波分解将各资料分解为低频信息和高频信息,对低频信息和高频信息分别计算融合权重和卡尔曼滤波处理;最后,利用小波重构将各资料进行融合,生成0.05°分辨率的北极逐日海冰密集度融合资料。通过对比国际上广泛认可的OISST(Optimum Interpolation Sea Surface Temperature)、OSTIA海冰密集度资料,验证结果显示:融合资料与OISST、OSTIA海冰密集度资料在北极的空间分布上高度一致,相关系数均超过0.967。相对于前人的研究,本融合资料与OISST的偏差由–1.170%减少到–0.108%,与OSTIA的偏差由0.276%减少到–0.156%;与OISST和OSTIA的均方根误差分别由9.835%减少为8.010%以及由7.427%减少为5.140%。本融合资料的偏差以及均方根误差都得到了显著的提升,具有较高的质量。展开更多
文摘为探讨黄海海洋涡旋的三维结构特征、能量输送与转换及影响机制,对黄海海域典型台风海洋气旋与近海海湾反气旋式涡旋个例进行数值模拟和时空诊断分析。采用FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)区域海洋数值模式精细化描述台风海洋涡旋与近海海洋中小尺度涡旋系统。对涡旋能量传输特征模拟显示,气旋式和反气旋式海洋涡旋中,非对称强流区动能能量下传比涡旋中心部位的强度更强,维持时间更长,下传深度更深。反气旋式海洋涡旋因Ekman流动形成的向中心辐合作用,造成此类差异更显著。气旋涡的动能主要来源于台风的近海面风应力动能和海洋涡旋有效位能的转换,反气旋涡旋区域风动力偏弱,其动能强度维持在低位,其涡旋增强伴随着有效位能的增加。环境因子影响机制从风浪,底摩擦和地形三方面讨论。结果显示:耦合波浪模块后,台风强风应力和风浪的综合作用扩大台风海洋涡旋尺度,并增强涡旋环流强度,同时对相邻的反气旋涡有压缩和减弱作用。风浪效应对台风海洋涡旋有正贡献。强台风过程表层环流响应台风应力而浅水地形和底摩擦强烈影响涡旋下层,造成台风海洋涡旋结构在垂直方向上偏移,并影响到下层环流速度减小,流向与表层相反。在海洋气旋涡和反气旋涡的显著辐散区,其混合层下方有温盐要素的涌升对应,辐合区有温盐要素的下沉对应;同时海底地形的升降也造成温盐强迫上升与下降,其强度与地形起伏尺度成正比,较环流系统作用更强。
