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2013年北极最小海冰范围比2012年增加的原因分析

海洋学报 2015年第11期37卷 23-32页

作者：崔红艳乔方利舒启国家海洋局海洋环境科学与数值模拟国家海洋局重点试验室山东青岛266061 国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061

北极海冰范围从1979年有卫星观测资料以来呈现明显下降趋势,尤其是9月份。2012年9月北极海冰范围达到有观测记录以来的最小值,而2013年9月比2012年同期增加了60%。增加的区域主要在东西伯利亚海区、楚科奇海和波弗特海区。本文应用距平... 详细信息

北极海冰范围从1979年有卫星观测资料以来呈现明显下降趋势,尤其是9月份。2012年9月北极海冰范围达到有观测记录以来的最小值,而2013年9月比2012年同期增加了60%。增加的区域主要在东西伯利亚海区、楚科奇海和波弗特海区。本文应用距平和经验模态分解方法,分析了美国国家冰雪数据中心的北极海冰卫星数据、欧洲预报中心的夏季底层大气环流数据和上层海洋的温度,指出2013年北极最小海冰范围比2012年在北冰洋太平洋扇区增加的原因,是由于表面气温(SAT)降低、海平面气压(SLP)升高、气旋式风场异常、表面空气中水汽含量(SH)降低以及海表面温度(SST)降低5个条件形成的冰-SAT、冰-SST和冰-汽(SH)3个正反馈机制共同作用造成的。

关键词：北极海冰范围大气环流上层海洋反馈机制

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海洋表层温度对台风“蔷薇”路径和强度预测精度的影响

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海洋学报 2012年第4期34卷 41-52页

作者：赵彪乔方利王关锁国家海洋局海洋环境科学与数值模拟国家海洋局重点试验室山东青岛266061 国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061

基于中尺度大气模式WRF(Weather Research and Forecasting Model),首先对2007年3次船舶辐射通量观测进行模拟,以检验WRF对长波和短波辐射通量的模拟能力,结果表明使用中国近海海洋环境数值预报系统环流模式POM(Princeton Ocean Model)... 详细信息

基于中尺度大气模式WRF(Weather Research and Forecasting Model),首先对2007年3次船舶辐射通量观测进行模拟,以检验WRF对长波和短波辐射通量的模拟能力,结果表明使用中国近海海洋环境数值预报系统环流模式POM(Princeton Ocean Model)模拟的高时空分辨率的海洋表层温度能够显著改进短波辐射通量的模拟,而对长波辐射通量模拟的改进不明显。然后,将业务化运行的中国近海海洋环境数值预报系统后报的逐时海洋表面温度(SST)作为WRF底边界条件,对2008年15号强台风"蔷薇"(Jangmi)过程进行了数值后报试验。结果表明,与使用NCEP/NCAR的SST试验后报的台风中心位置偏差相比,使用高时空分辨率的SST能够较为显著地改善"蔷薇"的路径模拟,台风中心位置模拟偏差减少11%,尤其在台风减弱阶段,台风中心位置模拟偏差减少37%。台风强度在台风发展的不同阶段对下垫面SST的变化敏感性不同。台风路径附近的海表面温度下降会导致海洋向大气输送的热量减少从而减弱台风强度。

关键词： WRF SST 台风路径台风强度热通量辐射通量

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基于GIS的潮流场POM模式计算分析系统

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高技术通讯 2006年第6期16卷 657-660页

作者：王常颖张杰宋平舰杨俊钢王瑞富国家海洋局第一海洋研究所青岛266061 内蒙古大学理工学院数学系呼和浩特010021 海洋环境科学与数值模拟国家海洋局重点实验室青岛266061

为实现潮流场计算与基于GIS的分析的整体集成，提出了基于GIS的潮流场计算分析系统的总体框架结构，设计了潮流场计算模块、基于GIS的空间分析模块、用户端接口模块与数据库的组织，建立了一个具有基本应用功能的集成系统。选取南海为... 详细信息

为实现潮流场计算与基于GIS的分析的整体集成，提出了基于GIS的潮流场计算分析系统的总体框架结构，设计了潮流场计算模块、基于GIS的空间分析模块、用户端接口模块与数据库的组织，建立了一个具有基本应用功能的集成系统。选取南海为例进行了潮流计算和基于GIS的结果分析，分析结果验证了该系统的有效性。

关键词：潮流场地理信息系统(GIS) POM 系统设计

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海水贝类养殖对生态系统的影响

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2000年第z1期33卷 -页

作者：朱明远张学雷李瑞香陈尚国家海洋局海洋环境与数值模拟重点实验室，第一海洋研究所，青岛 266003 国家海洋局海洋环境与数值模拟重点实验室，第一海洋研究所，青岛 266003 国家海洋局海洋环境与数值模拟重点实验室，第一海洋研究所，青岛 266003 国家海洋局海洋环境与数值模拟重点实验室，第一海洋研究所，青岛 266003

海水贝类养殖在迅速发展的同时，也对海洋生态系统产生了影响。这些影响包括由于贝类大量摄食而导致的浮游植物生物量下降、种类组成改变，以及有机物质和营养盐的截留和再循环从而影响生物地球化学循环，筏式养殖的“岛屿”效应而... 详细信息

海水贝类养殖在迅速发展的同时，也对海洋生态系统产生了影响。这些影响包括由于贝类大量摄食而导致的浮游植物生物量下降、种类组成改变，以及有机物质和营养盐的截留和再循环从而影响生物地球化学循环，筏式养殖的“岛屿”效应而引起的水动力的改变。

关键词：海水养殖贝类生态系统

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海浪破碎统计及其在海-气通量估计中的应用——Ⅰ.理论模型

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中国科学（D辑） 2003年第7期33卷 695-703页

作者：张书文袁业立国家海洋局第一海洋研究所海洋环境科学和数值模拟重点实验室青岛266061

以5阶Stokes波作为破碎统计模型的原始波场,重新导出了破碎水体体积和白冠覆盖率等统计量。基于海浪破碎是海-气强交换过程中的重要控制机制这一观测事实,主要开展了破碎过程对海-气热通量和水汽通量交换的影响研究,导出了气泡在海面平... 详细信息

以5阶Stokes波作为破碎统计模型的原始波场,重新导出了破碎水体体积和白冠覆盖率等统计量。基于海浪破碎是海-气强交换过程中的重要控制机制这一观测事实,主要开展了破碎过程对海-气热通量和水汽通量交换的影响研究,导出了气泡在海面平均体积通量和浪花水滴海面谱分布的理论表达式,建立了破碎气泡和浪花水滴热通量和水汽通量交换的物理模型,为进一步深入研究海-气通量交换模式奠定了基础。

关键词：海浪破碎 Stokes波破碎统计模型海-气通量交换模式破碎波破碎水体体积白冠覆盖率

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内潮耗散与自吸-负荷潮对南海潮波影响的数值研究

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海洋与湖沼 2018年第3期49卷 457-470页

作者：姜锦东方国洪滕飞徐晓庆国家海洋局第一海洋研究所海洋环境科学和数值模拟重点实验室青岛266061 青岛海洋科学与技术国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室青岛266200

利用非结构三角形网格的FVCOM海洋数值模式,在其传统二维潮波方程中加入参数化的内潮耗散项和自吸-负荷潮项,计算了南海及其周边海域的M_2、S_2、K_1和O_1分潮的分布。与实测值的比较表明,引入这两项对模拟准确度的提高有明显效果。根... 详细信息

利用非结构三角形网格的FVCOM海洋数值模式,在其传统二维潮波方程中加入参数化的内潮耗散项和自吸-负荷潮项,计算了南海及其周边海域的M_2、S_2、K_1和O_1分潮的分布。与实测值的比较表明,引入这两项对模拟准确度的提高有明显效果。根据模式结果本文计算分析了研究海域的潮能输入和耗散。能量输入计算表明,能通量是潮能输入的最主要构成部分,通过吕宋海峡断面进入南海的M_2和K_1分潮能通量分别为38和29GW;半日周期的自吸-负荷潮能量输入以负值居多,而全日周期的自吸-负荷潮能量输入以正值居多,因而自吸-负荷潮减弱了南海的半日潮,并加强了南海的全日潮。引潮力的作用也减弱了半日潮而加强了全日潮,但其作用要小于自吸-负荷潮。潮能耗散的分析显示底摩擦耗散在沿岸浅水区域起主导作用,内潮耗散则主要发生在深水区域。内潮耗散的最大值出现在吕宋海峡,且位于南海之外的海峡东部的耗散量大于位于南海之内的海峡西部的耗散量。对M_2和K_1分潮吕宋海峡的内潮耗散总值分别达到16和23GW。

关键词：潮汐潮汐能量内潮耗散自吸负荷潮南海

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湍流混合输运通量的数学物理描述基础——高确定性闭合的湍流二阶矩和基本特征量控制方程组

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海洋与湖沼 2017年第5期48卷 895-911页

作者：袁业立庄展鹏杨光兵国家海洋局第一海洋研究所海洋环境科学和数值模拟重点实验室青岛266061 青岛海洋科学和技术国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室青岛266237

湍流,在海洋动力系统其他类运动的控制方程组中,主要以输运通量剩余项的形式出现,它是最重要的海洋混合运动主体。本文的主要研究目标是,在湍流最新研究成果及其子系统控制方程组基础上,提出高确定性的二阶矩闭合原理,导出闭合的二阶矩... 详细信息

湍流,在海洋动力系统其他类运动的控制方程组中,主要以输运通量剩余项的形式出现,它是最重要的海洋混合运动主体。本文的主要研究目标是,在湍流最新研究成果及其子系统控制方程组基础上,提出高确定性的二阶矩闭合原理,导出闭合的二阶矩和基本特征量控制方程组,建立湍流输运通量的数学物理描述基础。现有的湍流基本特征量方程组,其右端项的闭合办法实际上是非独立的。因此要么在今后的研究中引入独立的闭合办法,要么回归到湍流的现场实验分析研究,给出独立的特征量实验关系,从而有可能得到湍流混合系数的解析估计。

关键词：四子系统海洋动力系统湍流输运通量剩余量高确定性二阶矩闭合原理基本特征量理论关系基本特征量实验关系

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海面风应力偏离风向的观测与分析

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海洋学报 2017年第1期39卷 28-35页

作者：陈胜乔方利郭景松焦志勇中国石油大学(华东)理学院山东青岛266580 国家海洋局第一海洋研究所海洋环境与数值模拟研究室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266071

针对海气界面风应力方向与风向不一致的现象,2015年2月4日至3月12日在南海博贺观测平台开展了综合观测,利用涡动相关法计算了海气界面风应力,并在3类大气稳定度条件下分析了风应力矢量偏离风矢量的角度变化,进一步讨论了大气层结稳定时... 详细信息

针对海气界面风应力方向与风向不一致的现象,2015年2月4日至3月12日在南海博贺观测平台开展了综合观测,利用涡动相关法计算了海气界面风应力,并在3类大气稳定度条件下分析了风应力矢量偏离风矢量的角度变化,进一步讨论了大气层结稳定时两者角度之差与风速的参数化关系。结果表明:在大气层结稳定条件下,风应力矢量偏向风矢量左侧,且偏离角度随逆波龄和风速增大而减小;当大气层结不稳定时,风应力矢量一般偏向风矢量右侧。海气界面风应力矢量受海表面风、波浪以及大气层结的共同调制。

关键词：涡动相关法南海北部海气边界层大气层结风应力矢量

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海面热作用对台风发展的数值研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2003年第5期18卷 584-588页

作者：马艳张庆华国家海洋局海洋环境科学和数值模拟重点实验室国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061

　本文在Hoskins关于斜压涡旋研究的基础上,研究了来自洋面热量通量对台风的影响。本文着重讨论了不同加热区域以及有、无热量通量的输送对台风扰动场型态和强度的影响。我们发现,海面加热作用不仅对台风扰动场的强度有显著的影响,而且... 详细信息

　本文在Hoskins关于斜压涡旋研究的基础上,研究了来自洋面热量通量对台风的影响。本文着重讨论了不同加热区域以及有、无热量通量的输送对台风扰动场型态和强度的影响。我们发现,海面加热作用不仅对台风扰动场的强度有显著的影响,而且对其型态也有明显的作用;加热范围的空间差异是决定扰动场分布型态差异的关键因子,而不是由加热场本身所能决定的。

关键词：海面热作用台风斜压涡旋热量通量扰动场型态强度热带气旋数值研究

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胶州湾水交换及湾口潮余流特征的数值研究

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海洋学报 2010年第2期32卷 20-30页

作者：吕新刚赵昌夏长水乔方利国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061 国家海洋局海洋环境科学和数值模拟国家海洋局重点实验室山东青岛266061

利用基于普林斯顿海洋模式建立的胶州湾及临近海域潮汐潮流数值模型,结合胶州湾口走航式声学多普勒海流剖面仪(ADCP)测流资料,研究了胶州湾口的潮(余)流特征,并在潮流模型的基础上耦合建立了水质模块,模拟了胶州湾的水交换过程。考虑M2,... 详细信息

利用基于普林斯顿海洋模式建立的胶州湾及临近海域潮汐潮流数值模型,结合胶州湾口走航式声学多普勒海流剖面仪(ADCP)测流资料,研究了胶州湾口的潮(余)流特征,并在潮流模型的基础上耦合建立了水质模块,模拟了胶州湾的水交换过程。考虑M2,S2,K1,O1,M4和MS4六个主要分潮,胶州湾口潮流场的模拟与ADCP观测数据吻合较好。外湾口水道上的潮流非常强,大潮期间观测到201 cm/s的峰值流速。团岛岬角的两侧分别存在一个流向相反的余流涡旋,两涡旋在团岛附近辐合,形成了57 cm/s的离岸强余流。整个胶州湾平均水体存留时间为71 d,平均半交换时间为25 d。胶州湾水体交换能力在空间分布上有很大差异:湾口海域最强,向湾顶逐渐减弱。湾内存在两个弱交换区,分别位于湾的西-西南部和东北端,水体存留时间多超过80 d,湾西局部水域最长达120 d,而半交换时间也大多超过40 d。潮流场的结构、强度,以及与湾口距离的远近是造成湾内水交换能力空间差异的主要原因。

关键词：胶州湾水交换潮流数值模拟水体存留时间走航式ADCP

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