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吕宋海峡海域黑潮对近惯性内波传播的调制作用研究
1
作者 廖晓娴 许行 +1 位作者 黄晓冬 桑康凯 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期13-24,共12页
本文基于2010年8月—2011年4月吕宋海峡黑潮两侧潜标观测的流速数据,研究了台风引起的近惯性内波在黑潮调制下的传播特征。观测结果表明,台风“鲇鱼”经过吕宋海峡附近后,上层海洋有强烈的近惯性内波生成,最大近惯性流速达到0.4 m·... 本文基于2010年8月—2011年4月吕宋海峡黑潮两侧潜标观测的流速数据,研究了台风引起的近惯性内波在黑潮调制下的传播特征。观测结果表明,台风“鲇鱼”经过吕宋海峡附近后,上层海洋有强烈的近惯性内波生成,最大近惯性流速达到0.4 m·s^(-1),黑潮东侧(太平洋)的最大近惯性动能比西侧(南海)的强2~3倍。这种空间差异与风能输入不一致,黑潮东侧的风功要弱于西侧。流速和剪切的功率谱分析结果显示,台风“鲇鱼”期间黑潮东侧明显的上层近惯性谱峰的频率在黑潮东侧明显低于黑潮西侧。黑潮形态变化引起的相应流场和涡度场变化能够对近惯性内波传播进行调制。射线追踪实验结果表明,黑潮的平流作用可以使近惯性内波远离源地,其流轴西侧正涡度阻碍近惯性内波传播,而其东侧负涡度可以使近惯性内波聚集。该结果所揭示的近惯性内波的传播过程和分布特征可为理解全球海洋近惯性内波的再分配问题提供思路。 展开更多
关键词 吕宋海峡 近惯性内波 台风 黑潮 射线追踪
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基于盐度松弛试验的南海贯穿流对印尼贯穿流的影响研究
2
作者 蔡忠瑞 魏泽勋 +2 位作者 何志伟 王鼎琦 徐腾飞 《海洋学报》 北大核心 2025年第8期1-17,共17页
观测表明,南海贯穿流(SCSTF)在北半球冬季输送至望加锡海峡南部的巨大淡水输运,能够通过“淡水阻塞”效应影响印尼贯穿流(ITF)。本文开展了一系列数值试验,发现当卡里马塔海峡盐度增大到和望加锡海峡相当之后,通过卡里马塔海峡的体积输... 观测表明,南海贯穿流(SCSTF)在北半球冬季输送至望加锡海峡南部的巨大淡水输运,能够通过“淡水阻塞”效应影响印尼贯穿流(ITF)。本文开展了一系列数值试验,发现当卡里马塔海峡盐度增大到和望加锡海峡相当之后,通过卡里马塔海峡的体积输运和淡水输运分别为3.52 Sv(1 Sv=10^(6)m^(3)/s)和184.03 mSv,和控制试验相比分别增加了4.31%和减少了27.27%,而望加锡海峡上50 m的流量为0.11 Sv,和控制试验相比增加了34.69%;当卡里马塔海峡盐度降低0.1~0.6,卡里马塔海峡处的体积输运和淡水输运分别为3.37 Sv和294.44 mSv,和控制试验相比分别减少了1.57%和增加了16.37%,而望加锡海峡上50 m的流量为0.07 Sv,和控制试验相比减少了12.5%,证实了南海贯穿流淡水输运在其中的作用。和地形封闭试验相比,盐度松弛试验可以较大改变通过卡里马塔海峡的淡水通量,而较小改变通过卡里马塔海峡的体积通量,从而分析SCSTF的低盐度表层水对ITF的影响;同时本文还将松弛试验与降水关闭试验进行了对比,进一步验证了南海冬季低盐水通过卡里马塔海峡向爪哇海的输运对印尼贯穿流的重要影响。 展开更多
关键词 海洋数值模式 敏感性试验 盐度松弛试验 南海贯穿流 印尼贯穿流
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爆发性气旋研究进展 被引量：1
3
作者 傅刚 鄢珅 +2 位作者 倪晶 李鹏远 陈莅佳 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1-12,共12页
温带气旋是在副热带地区形成的低压天气系统,与热带气旋不同,温带气旋常伴有锋面系统,被认为是中纬度地区日常天气变化舞台上最重要的“演员”,与强风、暴雨和暴雪等极端天气关系密切。在北半球和南半球,它们分别呈逆时针和顺时针方向旋... 温带气旋是在副热带地区形成的低压天气系统,与热带气旋不同,温带气旋常伴有锋面系统,被认为是中纬度地区日常天气变化舞台上最重要的“演员”,与强风、暴雨和暴雪等极端天气关系密切。在北半球和南半球,它们分别呈逆时针和顺时针方向旋转,在秋冬季节中高纬度海域上空经常出现大量快速增强的温带气旋,被称为“爆发性气旋”。本文是在2017年《爆发性气旋研究的回顾》一文的基础上,综述了2017年以后国内外在爆发性气旋研究领域的最新进展,并对未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 温带气旋 爆发性气旋 逆时针旋转 顺时针旋转
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热带气旋尺度预报性能评估及订正技术 被引量：2
4
作者 郭瑞琛 徐晶 王玉清 《应用气象学报》 北大核心 2025年第1期1-13,共13页
分析中国气象局地球系统数值预报中心的区域台风数值预报系统(CMA-TYM)2020—2023年西北太平洋热带气旋强度尺度预报,探讨CMA-TYM初始涡旋尺度误差对热带气旋后期尺度和强度预报性能的影响。结果表明:CMA-TYM初始涡旋的中心位置与强度... 分析中国气象局地球系统数值预报中心的区域台风数值预报系统(CMA-TYM)2020—2023年西北太平洋热带气旋强度尺度预报,探讨CMA-TYM初始涡旋尺度误差对热带气旋后期尺度和强度预报性能的影响。结果表明:CMA-TYM初始涡旋的中心位置与强度较准确,但内核尺度误差较大,其中47%样本的最大风速半径误差较观测偏大1倍以上,26 m·s^(-1)风圈半径(R26)和33 m·s^(-1)风圈半径(R33)被高估,17 m·s^(-1)风圈半径(R17)误差较小。初始涡旋尺度误差越大,所需调整时间越长,通常6~18 h调整完毕。R17和后期预报R17的高滞后相关(大于0.6)的持续时间达48 h,表明初始尺度对后期变化影响显著。CMA-TYM初始涡旋最大风速半径(RMW)尺度过大是增强率偏弱的原因之一,初始尺度误差偏大的涡旋后期R17预报误差也偏大。利用CMA-TYM涡旋初始误差以及预报强度、尺度信息作为预测因子,利用XGBoost方法构建了R17订正模型,结果表明:订正前后的R17尺度24 h预报均方根误差从59.8 km降低至31.8 km,降低了46.8%,约79%的热带气旋预报在经过尺度调整后尺度误差得到改善,表明订正模型具有较好的应用价值。 展开更多
关键词 热带气旋尺度:强度 尺度变化率 强度变化率
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北太平洋上空爆发性气旋云的微物理特性分析
5
作者 鄢珅 傅刚 +2 位作者 倪晶 李鹏远 陈莅佳 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期1-18,共18页
本文利用CloudSat卫星数据、中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectro-radiometer,MODIS)可见光卫星云图、地球同步运行环境卫星(geostationary operational environment satellite,GOES)卫星红外云图以及ERA5再分析数... 本文利用CloudSat卫星数据、中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectro-radiometer,MODIS)可见光卫星云图、地球同步运行环境卫星(geostationary operational environment satellite,GOES)卫星红外云图以及ERA5再分析数据,对春季(EC1)、秋季(EC2)和冬季(EC3)发生在北太平洋上空的爆发性气旋个例的云宏观及微物理特性进行分析,发现在气旋成熟阶段,EC1、EC2和EC3云系均呈现逆时针旋转的“螺旋”状分布,且气旋中心有清晰的“眼”状结构。“眼”区附近云系高度要小于其外围云带,“眼”区云系主要为雨层云、层积云和积云,云内有狭窄的雷达反射率大值区,表明“眼”区云系内有对流。外围云带主要为大面积的雨层云,雨层云内有雷达反射率大值区,冰粒子数浓度在云系内部出现大值区。低层的位涡正异常区域对云内对流过程具有较好的指示作用,高层位涡大值区的下伸预示着来自平流层的干冷空气不断侵入气旋内部,是云系出现清晰“眼”状结构的重要原因之一。 展开更多
关键词 爆发性气旋 CLOUDSAT卫星 “眼”状结构 云的微物理特性 垂直分布
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基于海洋气象信息的邻域自适应航速预测模型
6
作者 金铸钰 张浩 +4 位作者 徐晶 张增海 赵伟 刘涛 黄萧霖 《应用气象学报》 2025年第6期654-664,共11页
船舶在远洋航行时受通信带宽限制,船舶主机转速、吃水深度等船舶航行信息的获取有失真、缺失情况,造成岸端对在航船舶航速预测的不确定性,也给船舶带来安全隐患。为了在贫信息下预测不同海况下的船舶速度,选取2021年4月—2024年6月中国... 船舶在远洋航行时受通信带宽限制,船舶主机转速、吃水深度等船舶航行信息的获取有失真、缺失情况,造成岸端对在航船舶航速预测的不确定性,也给船舶带来安全隐患。为了在贫信息下预测不同海况下的船舶速度,选取2021年4月—2024年6月中国—东南亚航线航行的87条远洋散货船1101个航次,共计1.45×10^(6)样本量,建立基于海洋气象信息驱动的船舶航速预测模型。考虑到各航次间存在气象状况差异会导致数据驱动模型的泛化能力不足,采用邻域自适应(domain adaptation,DA)算法对训练数据进行特性空间优化,使训练集与测试集的数据分布特征趋于一致,确保模型在测试数据集同样具有鲁棒性。将DA算法结合LightGBM(light gradient boosting machine)建立模型DA-LightGBM并通过独立测试,预测结果表明:基于DA-LightGBM模型航速预测结果的均方根误差较传统经验方程降低42%,较LightGBM模型降低13.8%,有助于更好地满足船舶航速预测需求,提升船舶航行服务保障能力。 展开更多
关键词 船舶航速预测 气象因子 机器学习 邻域自适应
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西北太平洋热带气旋强度和尺度协同变化特征 被引量：8
7
作者 周明珠 徐晶 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期463-474,共12页
热带气旋强度和尺度是衡量其破坏性的重要指标。利用美国联合热带气旋警报中心(JTWC)最佳路径数据集和全球飓风强度统计预测计划(SHIPS)再分析数据集,对2004-2020年7-11月西北太平洋热带气旋的强度和尺度(26 m·s^(-1)大风平均半径... 热带气旋强度和尺度是衡量其破坏性的重要指标。利用美国联合热带气旋警报中心(JTWC)最佳路径数据集和全球飓风强度统计预测计划(SHIPS)再分析数据集,对2004-2020年7-11月西北太平洋热带气旋的强度和尺度(26 m·s^(-1)大风平均半径)时空变化及协同变化特征统计分析发现,热带气旋强度与尺度在10月均达到峰值,主要表现为大而强且海上生命史长的热带气旋占比高于其他月份。热带气旋尺度伴随着强度增强(减弱)而增大(收缩),达到生命史最大尺度的时间平均滞后于最大强度时间40 h,且尺度快速膨胀及达到最大尺度的平均位置比发生快速增强和最大强度的位置更接近陆地。热带气旋初始尺度影响其最大尺度。71%大尺度涡旋在后期发展为大涡旋,其中发展为强热带气旋(不小于59 m·s^(-1))的占比为59%。热带气旋26 m·s^(-1)大风平均半径对后期尺度的影响可达66 h,说明尺度预报中不能忽略初始尺度的影响。热带气旋最大尺度增长率发生在中等强度条件下(25~50 m·s^(-1)),而最大强度增长率发生在中小尺度26 m·s^(-1)大风平均半径(50~100 km)范围。在高空辐散强、相对湿度高、海洋热含量大,且中等及较弱环境垂直风切变条件下,尺度更易向外扩展,甚至发生快速膨胀。 展开更多
关键词 热带气旋 强度增长率 快速膨胀 累计动能 尺度增长率
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重庆地区城郊人体舒适度变化特征差异及其影响因素分析 被引量：8
8
作者 郑箐舟 何军 +4 位作者 李深智 邓承之 吴志鹏 黄萧霖 吴瑕 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1089-1097,共9页
在全球变暖和快速城市化的背景下,热岛/干岛效应增强,在一定程度上影响了人居环境,城区居民面临着健康风险。要制定缓解、控制措施,必须要明确城市化的大气环境效应形成和演化规律对人居环境的影响。以快速城市化的重庆市为例,基于重庆... 在全球变暖和快速城市化的背景下,热岛/干岛效应增强,在一定程度上影响了人居环境,城区居民面临着健康风险。要制定缓解、控制措施,必须要明确城市化的大气环境效应形成和演化规律对人居环境的影响。以快速城市化的重庆市为例,基于重庆市内15个国家气象站点1980-2020年平均气温、湿度和风速逐日观测资料,采用人体舒适度指数计算公式量化得到了各站点的人体舒适度,并利用ArcGis软件中反距离加权模型(Inverse Distance Weighted,IDW)进行空间插值,得到每个时间段人体舒适度的空间分布演化情况。另外对比分析了城郊气象站点平均气温、饱和水汽压差和相对湿度的时空变化趋势,并结合城市化进程数据,重点检测了重庆市人居热环境随城市化进程演化的趋势,评估了城市化对人体舒适度的影响。结果表明:(1)温度、饱和水汽压差的高值区与相对湿度的低值区发展方向与建成区扩张方向基本一致,形成了以中心城区为中心的高温组团;(2)城市与郊区站点平均气温和饱和水汽压差均呈上升趋势,相对湿度呈下降趋势,但城区站点变“干”变“热”趋势更加明显,热岛/干岛效应显著;(3)城区站点热不舒适日数和冷不舒适日数分别以3.5 d·(10a)^(-1)、-3.6d·(10a)^(-1)的速率呈现出显著性趋势(P<0.05),而郊区站点年际变化较为稳定,城市化使得人体舒适度往炎热不舒适的方向发展;(4)相较于城市缓慢发展阶段,城市快速发展阶段城郊站点年热不舒适度日数之间的差异进一步增大,最大差距一年能达到30 d左右。整体上,重庆市城市发展方向与人居热环境空间演化格局存在较强的相关性。该研究旨在探明重庆市城市化引起的人体舒适度的演化规律,为缓解城市热岛/干岛效应提供直接的科学参考,力求为城市总体规划、改善城市热环境、打造“宜居宜游城市”提供定量化决策依据。 展开更多
关键词 城市化 舒适度指数 城市热岛 城市干岛 大气环境效应 城郊差异
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基于多源数据的爆发性气旋海上大风分布特征
9
作者 陈莅佳 徐晶 +3 位作者 陈丽凡 曹丽娟 熊安元 傅刚 《应用气象学报》 2025年第6期641-653,共13页
基于多重网格变分同化方法,通过融合多源卫星反演洋面风和全球浮标观测洋面风数据,研究2019—2023年北半球中纬度太平洋和大西洋海上爆发性气旋伴随的洋面大风统计特征。通过与欧洲中期天气预报中心大气再分析数据、多平台交叉校正洋面... 基于多重网格变分同化方法,通过融合多源卫星反演洋面风和全球浮标观测洋面风数据,研究2019—2023年北半球中纬度太平洋和大西洋海上爆发性气旋伴随的洋面大风统计特征。通过与欧洲中期天气预报中心大气再分析数据、多平台交叉校正洋面风场产品等洋面风数据对比发现,多源数据融合形成的洋面风格点融合数据集(Merged Sea Wind Dataset,MERG)表征北半球中纬度爆发性气旋的洋面风场优势显著:由于使用更精细的网格和多尺度分析方法,MERG显示气旋伴随洋面大风的空间分布(特别是在边缘海和沿岸海域)更加准确和精细;MERG能捕获更剧烈的气旋洋面风速以及风速变化(气旋洋面风速最大可达55.71 m·s^(-1),最大6 h增幅可达11.58 m·s^(-1));在气旋发展后期,MERG能更好地分析冷输送带引发的洋面大风,大风覆盖范围和强度显著大于其他洋面风数据的分析结果。 展开更多
关键词 洋面风 多源数据融合 爆发性气旋 卫星遥感 输送带
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台风杜苏芮(2305)引起的台湾海峡风浪流变化
10
作者 张蕾 徐晶 +4 位作者 刘欣 张德强 高震 方贺 冀雅琴 《应用气象学报》 2025年第6期665-680,共16页
利用海洋-大气-波浪全耦合模式模拟结果,分析台风杜苏芮(2305)对台湾海峡风场、波浪和海流影响。结果表明:当台风距离台湾海峡约为1000 km时,福建沿海及台湾岛北端海域出现东北大风,风速超过15 m·s^(-1);台湾海峡内海流方向转为西... 利用海洋-大气-波浪全耦合模式模拟结果,分析台风杜苏芮(2305)对台湾海峡风场、波浪和海流影响。结果表明:当台风距离台湾海峡约为1000 km时,福建沿海及台湾岛北端海域出现东北大风,风速超过15 m·s^(-1);台湾海峡内海流方向转为西南向,流速达到1.2 m·s^(-1);海峡南北端的有效波高由1 m增至5 m,涌浪占比显著(涌高为3 m,风-浪夹角为60°和90°~135°)。台风进入台湾海峡时,因狭管效应其核心缩紧;台风右象限南风受台湾岛中央山脉阻挡,在台湾海峡内形成南北分异的高风速区;强风作用下海流速度增至2.5 m·s^(-1),波浪受地形限制有效波高增至10 m,显著低于开阔海域同风速区域的有效波高。台风登陆后,台湾海峡内受西南风主导,海流恢复为东北向,受压力梯度和潮流叠加影响台湾岛北端流速加强(2 m·s^(-1))。研究揭示台风影响过程中台湾海峡风场、波浪和海流的响应,可为防灾减灾及海洋工程安全提供参考。 展开更多
关键词 台湾海峡 台风 海流 波浪
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