检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋与湖沼 2025年第2期56卷 252-261页

作者：刘丹丹朱善良刘传玉冯岭青岛科技大学数理学院山东青岛266061 中国科学院海洋研究所海洋动力过程观测和预报重点实验室山东青岛266071 中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071

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... 详细信息

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。

关键词：斜压不稳定中尺度涡旋涡动能有效位能

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热带太平洋海洋叶绿素对SST的影响及其机理分析——基于ROMS的海洋物理-生态模式模拟

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海洋与湖沼 2024年第6期55卷 1368-1379页

作者：张雯哲张荣华高川田丰于洋王宏娜中国科学院海洋研究所海洋动力环境观测与预报重点实验室和海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071 南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 崂山实验室山东青岛266237 中国科学院大学北京100049

关于热带太平洋海洋叶绿素对海表面温度(sea surface temperature, SST)年平均场和年际变率的影响,学术界存在着广泛的争议,模拟结果表现出明显的模式依赖性;且对于季节变化上叶绿素如何影响SST的关注较少。为深入研究热带太平洋叶绿素... 详细信息

关于热带太平洋海洋叶绿素对海表面温度(sea surface temperature, SST)年平均场和年际变率的影响,学术界存在着广泛的争议,模拟结果表现出明显的模式依赖性;且对于季节变化上叶绿素如何影响SST的关注较少。为深入研究热带太平洋叶绿素的气候效应,本文基于区域海洋模式系统(Regional Ocean Modeling System, ROMS)构建了海洋物理-生态耦合模式;通过在敏感性试验中设置不同的叶绿素浓度分布,分析了叶绿素对热带太平洋SST的年平均和季节变化的影响。结果表明,叶绿素会导致热带太平洋大部分区域SST升高,但赤道东太平洋区域SST降低。其中,前者由叶绿素的直接加热效应所引起:叶绿素的存在使得海洋表层吸收的短波辐射明显增多,更多的热量被保留在了混合层中,引起SST的升高;后者由动力冷却效应占主导:叶绿素使得混合层中吸收更多的短波辐射,导致穿透到混合层以下的短波辐射明显减少,所引起的热量垂向重新分配使得海水的层结增强、混合层变浅、上层海流辐散增强,进一步在赤道南北两侧产生异常向西的纬向流、赤道东太平洋的上升流增强,使得SST下降。但是这种冷却效应并未贯穿于全年,叶绿素对赤道东太平洋SST变化的影响呈现出明显的季节依赖性:在1~4月期间表现为SST增暖(即直接加热效应占主导作用);此后加热效应减弱,垂向冷平流的作用愈发强劲,间接动力冷却效应占主导。综合来看,叶绿素会使赤道东太平洋SST降低约0.5℃,并加强其季节变率。本文得到了叶绿素影响赤道东太平洋SST的两种不同的结果(变冷和变暖),这一发现为理解不同模式中叶绿素冷却或加热效应主导作用的差异提供了新的视角,为改进模式、合理表征叶绿素的影响提供了重要的科学依据。

关键词：热带太平洋叶绿素效应季节依赖性直接加热间接冷却海洋物理-生态耦合模式区域海洋模式系统(ROMS)

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基于漂流浮标观测分析日本福岛以东表层海洋物质的散播轨迹

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海洋与湖沼 2022年第5期53卷 1027-1044页

作者：卢锡胡石建王凡胡敦欣刘海龙刁新源于仁成中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071 中国科学院大学北京100049 青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东青岛266237 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029

认识海洋中的物质如何散播对于理解海洋环境变化和人类活动污染在海洋中的扩散过程具有非常重要的意义。利用历史海表漂流浮标观测数据,对日本福岛以东海域的表层物质散播轨迹进行了拉格朗日示踪分析和观测模拟试验研究。结果发现,福岛... 详细信息

认识海洋中的物质如何散播对于理解海洋环境变化和人类活动污染在海洋中的扩散过程具有非常重要的意义。利用历史海表漂流浮标观测数据,对日本福岛以东海域的表层物质散播轨迹进行了拉格朗日示踪分析和观测模拟试验研究。结果发现,福岛以东海域海表浮标的散播路径主要分为东、南两支,其中速度较快的东支为主要通道,沿黑潮延伸体汇入北太平洋流,最短用时大约22个月即可到达北美西海岸;南支则沿黑潮延伸体以南的大范围南向流向西南方向运移,速度较慢且明显受涡旋活动影响,最快大约5个月即可到达吕宋海峡和中国台湾以东海域,进而进入南海和东海等中国近海海域。通过开展观测模拟试验,发现海表浮标散播的概率密度分布呈现以福岛附近海域为核心、向西南和正东方向递减扩展的形态,其中,到达中国近海的浮标主要通过吕宋海峡进入。文章详细讨论了研究结果的局限性、不足之处,以及因基于大量现场观测而具备的重要参考价值。

关键词：福岛核污染西太平洋扩散轨迹漂流浮标

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一个ENSO多模式集合预报系统介绍

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中国科学：地球科学 2023年第6期53卷 1235-1245页

作者：刘婷高艳秋宋讯殊高川陶灵江唐佑民段晚锁张荣华陈大可自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室杭州300012 南方海洋科学与广东省实验室(珠海) 珠海519000 中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071 复旦大学大气与海洋科学系大气科学研究院上海200438 河海大学海洋学院南京210098 Environmental Science and Engineering University of Northern British ColumbiaPrince GeorgeBritish Columbia V2N 4Z9Canada 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 南京信息工程大学海洋科学学院南京210044 崂山实验室青岛266237

厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o and Southern Oscillation,简称ENSO)是短期气候预测的主要可预报性来源.为提高ENSO的预报水平,我们构建了一个包含5个动力耦合模式的多模式集合预报系统,其中各个模式具有不同的复杂程度、参数化方案、分辨... 详细信息

厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o and Southern Oscillation,简称ENSO)是短期气候预测的主要可预报性来源.为提高ENSO的预报水平,我们构建了一个包含5个动力耦合模式的多模式集合预报系统,其中各个模式具有不同的复杂程度、参数化方案、分辨率、初始化和集合扰动生成方案,以尽可能全面地考虑各种不确定性对预报结果的影响.回报试验结果表明:多模式集合的预报效果明显好于任何一个单一模式,其显著降低了均方根误差,并提高了异常相关性技巧.该多模式集合的预报效果可以比肩甚至优于同期北美多模式比较计划中的ENSO多模式集合预报技巧.此外,多模式集合预报能够削弱“春季预报障碍”的影响,提供更为可靠的概率预报.实时预报能够提前六个月准确地捕捉到近期连续两年的拉尼娜事件,并且该系统从2022年4月开始的预报也显示出连续三年拉尼娜事件的可能性.总体来说,这一多模式集合预报系统能够提供比任何模式成员更加准确的确定性预报和概率预报.这些改进主要得益于:一方面不同模式之间的优势互补增加了可预报信息,另一方面该系统集合成员规模较大有助于更为合理地刻画预报不确定性的分布.

关键词：多模式集合 ENSO 预报

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风急流对吕宋海峡黑潮路径变异的影响及其动力机制

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海洋科学 2021年第10期45卷 1-10页

作者：常锑王铮袁东亮中国科学院海洋研究所山东青岛266071 中国科学院海洋环流与波动重点开放实验室山东青岛266071 中国科学院研究生院北京100049

为研究风急流对吕宋海峡处黑潮路径的影响,本文使用1.5层约化重力浅水模式,设置了与吕宋海峡跨度相接近的缺口宽度,考虑西边界流在西边界缺口处当处于迟滞过程的临界状态时,其路径受风急流影响的动力机制,并初步探讨了在实际海陆边界条... 详细信息

为研究风急流对吕宋海峡处黑潮路径的影响,本文使用1.5层约化重力浅水模式,设置了与吕宋海峡跨度相接近的缺口宽度,考虑西边界流在西边界缺口处当处于迟滞过程的临界状态时,其路径受风急流影响的动力机制,并初步探讨了在实际海陆边界条件下,实际风急流对黑潮路径的影响。结果显示,理想情况下,当西边界流处在由入侵流态到跨隙流态转变的临界状态时,西风、南风以及西南风风急流可以激发西边界流由入侵流态转变为跨隙流态。当西边界流处在由跨隙流态向入侵流态转变的临界状态时,北风、东风以及东北风风急流可以激发西边界流由跨隙流态转变为入侵流态,并且在风急流消失后西边界流不能再恢复到初始流态。实际情况下,冬季风急流有利于黑潮入侵南海,夏季风急流有利于黑潮跨越吕宋海峡,这和理想情况下的模拟结果以及实际观测结果相一致,这对进一步研究南海北部的上层环流以及南海的质量、能量输送有重要意义。

关键词：迟滞现象缺口宽度实际风急流

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海南东方近岸海域海浪观测特征研究

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热带海洋学报 2018年第3期37卷 1-8页

作者：冯兴如李近元尹宝树杨德周陈海英高冠东中国科学院海洋研究所山东青岛266071 中国科学院海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071 中国科学院大学北京100049 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室山东青岛266237 国电新能源技术研究院海洋地质和水文研究室北京102209 中能电力科技开发有限公司北京100034

利用海南东方近岸海域2014年至2015年间一整年的海浪观测资料,分析了海浪的时间变化特征。观测时间段内,有效波高最大值为4.03m,平均值0.79m;平均周期最大值为6.32s,平均值为3.58s。该海域冬季波高较大,秋季最小,常浪向为SSW方向,强浪向... 详细信息

利用海南东方近岸海域2014年至2015年间一整年的海浪观测资料,分析了海浪的时间变化特征。观测时间段内,有效波高最大值为4.03m,平均值0.79m;平均周期最大值为6.32s,平均值为3.58s。该海域冬季波高较大,秋季最小,常浪向为SSW方向,强浪向为WSW向。基于该长期观测数据,文章亦研究了平均周期、有效波高之间的关系,同时还确立了该海域波高与平均持续时间之间的关系。最后讨论了观测时间段内波浪能流密度的变化特征,发现一年中能流密度大于2kW·m^(-1)的频率为26%,且从全年的计算结果来看,观测位置处12月的波浪能较适宜开发,但总体波浪能资源不够丰富。文章对于认识海南东方近岸海域波浪特征以及工程设计都具有重要的意义。

关键词：海南东方近岸波浪变化特征波高周期联合分布波高持续时间波浪能

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南黄海涡动能及其谱特征的季节性变化

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海洋科学 2017年第3期41卷 130-137页

作者：张菀伦刘志亮王世红中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点开放实验室山东青岛266071 中国科学院大学北京100049

为进一步了解南黄海涡动能的季节变化特点,本文利用气候态月平均数据分析了南黄海涡动场的季节变化规律,并通过计算动能通量谱探讨了相关的变化机制。结果显示,南黄海涡动能在季节变化尺度上存在双峰结构,9月和1月各存在一个峰值,9月峰... 详细信息

为进一步了解南黄海涡动能的季节变化特点,本文利用气候态月平均数据分析了南黄海涡动场的季节变化规律,并通过计算动能通量谱探讨了相关的变化机制。结果显示,南黄海涡动能在季节变化尺度上存在双峰结构,9月和1月各存在一个峰值,9月峰值较大,1月峰值较小。而且,上半年南黄海存在的涡主要为经向伸长,下半年主要为纬向伸长。动能通量谱的计算结果显示,9月存在的涡动能峰值主要是斜压不稳定过程直接作用的结果,而1月的峰值主要与涡涡相互作用相关。本文从一个新的角度(涡动能)对南黄海进行了探究,有利于加深人们对该海域海水动力机制的认识。

关键词：南黄海涡动能动能通量谱

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中国华北雾霾天气与超强El Ni?o事件的相关性研究

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地球物理学报 2017年第1期60卷 11-21页

作者：袁媛周宁芳李崇银国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 国家气象中心北京100081 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 解放军理工大学气象海洋学院南京211101

2015年11—12月,全国接连发生七次大范围、持续性雾霾天气过程,其中,11月27日—12月1日的雾霾天气过程持续时间长达五天,成为2015年最强的一次重污染天气过程;12月19-25日重度雾霾再次发展,影响面积一度达到35.2万km^2.本文利用多种数... 详细信息

2015年11—12月,全国接连发生七次大范围、持续性雾霾天气过程,其中,11月27日—12月1日的雾霾天气过程持续时间长达五天,成为2015年最强的一次重污染天气过程;12月19-25日重度雾霾再次发展,影响面积一度达到35.2万km^2.本文利用多种数据资料通过个例对比和历史统计详细分析了超强El Ni?o背景下雾霾天气频发的天气气候条件.其结果清楚表明:2015年11—12月欧亚中高纬度以纬向环流为主,东亚冬季风偏弱,使得影响我国的冷空气活动偏少,我国中东部大部地区对流层低层盛行异常偏南风,大气相对湿度明显偏大,并且大气层结稳定,对流层底层存在明显逆温.上述大气环流条件使得污染物的水平和垂直扩散条件差,因此在有一定污染排放的情况下,造成了重度雾霾天气过程的频发.由此,超强El Ni?o事件所导致的大尺度大气环流异常是我国中东部,尤其华北地区冬季雾霾天气频发的重要原因之一.

关键词：超强El Nino 中国华北雾霾冬季风大气稳定度逆温

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赤道东太平洋和印度洋-南海暖池海温场的协同作用对西太平洋副热带高压的影响

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海洋学报 2016年第2期38卷 1-15页

作者：陈迪高山红陈锦年高山中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 中国科学院海洋研究所山东青岛266071 中国科学院海洋环流与波动重点开放实验室山东青岛266071

本文应用Hadley Center提供的全球最新海表温度资料,分析探讨了赤道太平洋和印度洋-南海(简称印-南)暖池区域海表面温度异常(SSTA)与西太平洋副热带高压(简称副高)变化的关系,结果表明,赤道东太平洋SSTA和印-南暖池区域SSTA对副高的影... 详细信息

本文应用Hadley Center提供的全球最新海表温度资料,分析探讨了赤道太平洋和印度洋-南海(简称印-南)暖池区域海表面温度异常(SSTA)与西太平洋副热带高压(简称副高)变化的关系,结果表明,赤道东太平洋SSTA和印-南暖池区域SSTA对副高的影响存在明显的时空分布差异,它们二者对副高变化存在协同作用的影响。前者对副高的影响始于超前一年的春季,持续到当年的春季。后者则始于前冬,持续到当年的夏季。赤道东太平洋SSTA对副高的影响主要通过对经向环流影响所致,印-南暖池区域SSTA对副高影响的主要途径是通过经向环流和水汽输送,前者主要体现在对对流层中低层经向Hadley环流的影响,而后者主要体现在对对流层低层经向季风环流及其伴随的水汽输送的影响,它们二者对副高的影响机理存在不同。作者提出了赤道东太平洋和印-南暖池区域SSTA对副高存在协同影响作用,并通过最优子集回归分析,建立了副高异常变化的预测模型,对2015年5-8月副高强度进行了预测,其结果是5-8月的副高强度较常年偏强,扣除超强台风的影响,预测结果正确,由此可以认为,本文建立的预测模型是可靠的。这一工作的特点是强调了赤道东太平洋和印-南暖池的协同作用对副高持续性的影响,为副高异常变化及其降水的预测提供更为可靠的依据。

关键词：副高赤道东太平洋印-南暖池 SSTA 最优子集回归预测

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条件非线性最优扰动(CNOP):简介与数值求解

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气象科技进展 2016年第6期6卷 6-14页

作者：孙国栋穆穆段晚锁王强彭飞中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 复旦大学大气科学研究院上海200433 中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室青岛266071 中国科学院大学北京100049

介绍了条件非线性最优扰动(Conditional Nonlinear Optimal Perturbation,CNOP)的定义及其在大气和海洋等可预报性研究中的应用。根据研究对象不同,CNOP分为与初始扰动有关的CNOP(CNOP-I)方法、与模式参数扰动有关的CNOP(CNOP-P)方法和... 详细信息

介绍了条件非线性最优扰动(Conditional Nonlinear Optimal Perturbation,CNOP)的定义及其在大气和海洋等可预报性研究中的应用。根据研究对象不同,CNOP分为与初始扰动有关的CNOP(CNOP-I)方法、与模式参数扰动有关的CNOP(CNOP-P)方法和同时考虑初始扰动和模式参数扰动的CNOP方法。目前,CNOP-I方法已经应用于ENSO、黑潮和阻塞可预报性以及热盐环流和草原生态系统稳定性的研究。此外,CNOP-I方法也被应用于探讨台风目标观测的研究,利用CNOP-I方法能够识别出台风预报的初值敏感区,通过观测系统模拟试验表明在初值敏感区增加观测能够有效改进台风的预报技巧。CNOP-P方法也在ENSO和黑潮可预报性以及热盐环流和草原生态系统稳定性研究中得到了应用。为了将CNOP方法应用于更多的领域,本文利用一个简单的Burgers方程,介绍了如何通过建立Burgers方程的切线性模式和伴随模式,从而利用非线性最优化算法计算获得CNOP。这一数值试验为将CNOP方法应用于更多的领域提供了借鉴。

关键词：条件非线性最优扰动方法(CNOP) 可预报性目标观测

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