检索结果-内蒙古大学图书馆

区域气候模式对长江中下游梅雨的数值模拟:积云对流参数化方案和水平分辨率的影响

大气科学 2024年第6期48卷 2178-2200页

作者：李昊谦王璐陈林孙明葛子安程一峰张荣华南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 青岛海洋科学与技术试点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266237 南京信息工程大学海洋科学学院南京210044

本文研究了区域气候模式RegCM4.7对长江中下游梅雨期降水的模拟技巧,聚焦不同积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式对梅雨降水模拟的影响及可能原因。基于区域模式中积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆... 详细信息

本文研究了区域气候模式RegCM4.7对长江中下游梅雨期降水的模拟技巧,聚焦不同积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式对梅雨降水模拟的影响及可能原因。基于区域模式中积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式的不同配置组合,本研究共开展了96组成员试验,分析了不同模式配置方案下2020年超强梅雨个例以及1990~2020多年长江中下游梅雨期降水的模拟性能。结果发现:RegCM4.7模式在长江中下游梅雨期降水模拟方面具有一定技巧,其中积云对流参数化方案的选取对模拟结果影响较大,Tiedtke方案对梅雨降水的模拟技巧相对较高,而Grell方案相对较低。分析发现Tiedtke方案能够更合理地再现对流降水以及对流降水与层状云降水的比率,这可能是导致该方案对梅雨降水整体模拟效果较好的原因。进一步地,水平分辨率对梅雨期降水模拟的影响与地形因素有关,低水平分辨率(60 km)试验在复杂地形区域表现出显著的降水湿偏差,随着水平分辨率的提高,复杂地形带来的降水湿偏差可以明显减小。研究发现,在低分辨率试验中,中尺度对流系统(MCS)降水被长时间地锢囚在山区陡峭地形处,这将导致长时间尺度上的平均降水表现出湿偏差;而高分辨率试验能够更好地刻画复杂地形区域MCS从午后生成并逐渐向东传播的日变化特征,进而合理地再现梅雨期平均降水。最后,RegCM4.7中的微物理方案和陆面模式的选取对降水的模拟影响不大。综上,一系列数值试验结果表明区域气候模式RegCM4.7对包括2020年超强梅雨个例在内的长江中下游梅雨期降水具有较好的模拟技巧,相较而言,当RegCM4.7模式采用Tiedtke积云对流参数化时梅雨降水整体模拟技巧相对最佳,若更关注复杂地形区域的降水可考虑采用高水平分辨率配置。

关键词：梅雨模拟 RegCM4区域模式积云对流参数化方案模式分辨率 2020超强梅雨

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西太平洋深层西边界流研究进展

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地球科学进展 2022年第1期37卷 26-36页

作者：汪嘉宁马强王凡刘彤张航张志祥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 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室山东青岛266237 中国科学院大学海洋学院山东青岛266400

中国科学院西太平洋科学观测网实现了对西太平洋深层西边界流的长期连续和组网观测。基于观测网获取的数据并结合模式数据,逐步摸清了深层西边界流在雅浦—马里亚纳海沟连接区季节性入侵西太平洋的路径、流量和动力机制,揭示了地形罗斯... 详细信息

中国科学院西太平洋科学观测网实现了对西太平洋深层西边界流的长期连续和组网观测。基于观测网获取的数据并结合模式数据,逐步摸清了深层西边界流在雅浦—马里亚纳海沟连接区季节性入侵西太平洋的路径、流量和动力机制,揭示了地形罗斯贝波引起的深层季节内振荡特征和能量来源,发现了深海与上层海洋和气候变化联系的"高速公路",改变了以往"深海是死水、杂乱无章和非常缓慢变化"的传统认知,就该方面的创新进展进行了总结,并讨论了下一步太平洋深层环流的观测和研究设想。

关键词：太平洋深层西边界流太平洋深层经向翻转环流雅浦—马里亚纳海沟连接区季节和季节内变异地形罗斯贝波

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黑潮延伸体区跨等密度面湍流混合的次季节变化

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海洋与湖沼 2022年第1期53卷 33-48页

作者：闫晓梅张林林庞重光中国科学院海洋研究所环流与波动重点实验室山东青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室山东青岛266237 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071

海洋中的跨等密度面湍流混合对于热量和淡水输送、翻转环流以及全球气候变化都有重要影响,理解跨等密度面湍流混合的变化对于改进气候模式模拟和预测大尺度海洋环流的能力具有重要作用。基于细尺度参数化方法,本文利用黑潮延伸体区的一... 详细信息

海洋中的跨等密度面湍流混合对于热量和淡水输送、翻转环流以及全球气候变化都有重要影响,理解跨等密度面湍流混合的变化对于改进气候模式模拟和预测大尺度海洋环流的能力具有重要作用。基于细尺度参数化方法,本文利用黑潮延伸体区的一个长期潜标K7观测,对跨等密度面湍流混合的次季节变化进行了分析。结果表明,在2004年6~9月, 300~1 350 m的耗散率存在明显的逐月变化, 8月份的平均耗散率为2.7×10^(-9)m^(2)/s^(3),约为其他月份的2~3倍。跨等密度面湍流混合的这一显著的次季节变化与由风生近惯性内波引起的近惯性剪切的次季节变化密切相关。特别地,在8月中旬,局地风尽管较弱但生成了较强的近惯性内波,在负地转涡度促进下,近惯性内波向下穿透可达1 300 m。能量收支分析显示, 8月总的风生近惯性能量是1.7×10^(3)W/m^(2),其中71%能够进入深海,为跨等密度面湍流耗散提供了52%的能量。该研究为风生近惯性内波在调制深海跨等密度面湍流混合低频变化中的重要作用提供了一个直接依据。

关键词：跨等密度面湍流混合次季节变化近惯性内波黑潮延伸体区

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南黄海表层沉积物稀土元素分布特征及其物源指示意义

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海洋地质与第四纪地质 2022年第6期42卷 93-103页

作者：密蓓蓓张勇梅西王忠蕾窦衍光中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266237 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237

对南黄海表层沉积物稀土元素数据进行了系统总结,旨在揭示其赋存特征、分布规律及主要来源。结果表明,南黄海稀土元素含量为77.2~261.78μg/g,平均值为166.46μg/g;空间上分布规律显著,高值区出现在南黄海中部泥质区,含量基本在180μg/... 详细信息

对南黄海表层沉积物稀土元素数据进行了系统总结,旨在揭示其赋存特征、分布规律及主要来源。结果表明,南黄海稀土元素含量为77.2~261.78μg/g,平均值为166.46μg/g;空间上分布规律显著,高值区出现在南黄海中部泥质区,含量基本在180μg/g以上,而低值区则呈斑块状出现在靠近山东半岛近岸一带,含量多低于130μg/g。稀土元素的球粒陨石配分模式和上陆壳(UCC)配分模式显示各海域总体特征较为一致,与中国大陆的稀土元素配分曲线类似,指示了较强的陆源特征,河流携带的陆源入海物质是其主要的物质来源。通过对稀土元素各特征参数进行相关性分析,发现南黄海稀土元素组成与沉积物粒度呈较为明显的正相关,表明了沉积物粒度、矿物组成对稀土元素含量具有显著的控制作用。对比分析稀土元素空间分布规律和南黄海主要入海河流沉积物稀土组成,结果表明南黄海绝大部分沉积物来自于中国大陆河流,包括长江、黄河和老黄河等大型河流。在不同环流体系控制下,大型入海河流控制了南黄海不同区域的物质分布:西北部主要来自黄河入海物质,山东半岛沿岸流是其主要输运动力;老黄河物质主要沉积在西部海域,主要驱动力是苏北沿岸流;南部物质主要来自长江入海物质,长江冲淡水和闽浙沿岸流控制了其分布范围;东部近岸区域则以朝鲜半岛入海河流携带陆源物质为主,主要输运动力为朝鲜沿岸流。在此基础上,以La/Yb=11.7为界,可将整个南黄海划分为两个物源区,西部大部分海域为中国大陆来源,而东部近岸区则为朝鲜半岛来源,两者分界线基本接近于黄海海槽的位置。总体而言,大中型河流带来的陆源物源、沉积物粒度以及海域流系格局控制了南黄海表层沉积物稀土元素的组成特征和分布格局。

关键词：表层沉积物稀土元素物源南黄海

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基于大规模围填海和陆源排污压力下的广西钦州湾环境容量变化及损失评估

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海洋学报 2023年第2期45卷 139-150页

作者：吕赫张少峰宋德海鲍献文中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室山东青岛266237 自然资源部第四海洋研究所广西北海536015

在2004–2019年间,人类通过大规模围填海以及陆源排污等活动对钦州湾造成了不可逆转的深远影响。本文基于卫星遥感影像和海图资料,利用非结构网格有限体积海洋模型建立的高精度钦州湾水动力–水质模型,分析了十几年来人类活动的累积效... 详细信息

在2004–2019年间,人类通过大规模围填海以及陆源排污等活动对钦州湾造成了不可逆转的深远影响。本文基于卫星遥感影像和海图资料,利用非结构网格有限体积海洋模型建立的高精度钦州湾水动力–水质模型,分析了十几年来人类活动的累积效应对钦州湾水质的影响。受围填海和陆源排污两者的影响,钦州湾内化学需氧量(COD)的浓度略有下降(0.976 mg/L下降到0.909 mg/L),但湾内无机氮(DIN)和无机磷(DIP)的浓度分别从0.146 mg/L和0.023 mg/L增加到0.230 mg/L和0.027 mg/L,无机氮的浓度增加较为显著;统计结果表明,湾内超四类水质海域面积和重度富营养化水域面积大幅度增加,水质环境状况不容乐观。此外根据钦州湾内排污的特点,利用分担率法计算了不同时期下钦州湾的环境容量,结果表明湾内排污量远超最大允许排污量,茅岭江、钦江两条河流的排污量亟需削减;由于围填海导致的海湾面积减小和水交换能力降低,钦州湾环境容量较2008年有明显下降。对茅尾海局部采用排海通量最优法的计算表明,茅岭江应当分担比钦江更多的排污量,才能有利于茅尾海内的水质改善。通过估算发现双重人为压力共同对钦州湾造成了约每年26.95亿元的环境容量价值损失,因此在开发利用海洋前应慎重考虑环境容量损失的补偿方案。

关键词：人类活动水质污染物输运环境容量海洋模型

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基于准线性近似方法的SAR图像海浪参数反演研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 144-155页

作者：袁超文张彦敏姜文正王运华中国海洋大学信息科学与工程学部山东青岛266100 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点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266237

本文根据相干斑噪声的时间快变特征和非海浪纹理现象的时间缓变特征,基于交叉谱提出了一种对相干斑噪声和大尺度非海浪纹理的抑制的方法,进而结合SAR图像谱和海浪谱之间的准线性映射关系,基于SAR数据对海浪参数进行了反演。在反演过程中... 详细信息

本文根据相干斑噪声的时间快变特征和非海浪纹理现象的时间缓变特征,基于交叉谱提出了一种对相干斑噪声和大尺度非海浪纹理的抑制的方法,进而结合SAR图像谱和海浪谱之间的准线性映射关系,基于SAR数据对海浪参数进行了反演。在反演过程中,首先仿真分析了不同海况下准线性近似法的海浪反演能力,结果表明:风浪引起的方位向截断效应会显著影响反演精度,因此该方法在低风速时的涌浪反演精度更高。通过将基于Sentinel-1卫星2020年的波模式SAR数据的反演结果与欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)提供的再分析数据进行对比,发现高海况海浪有效波高反演结果明显偏低,而且该反演误差与风速、方位向截断波长之间存在显著相关性。为了提高有效波高的反演精度,本文进一步给出了海浪有效波高反演误差与风速、方位向截断波长之间的经验校正函数模型,结果显示,通过该模型修正后的海浪有效波高反演结果与ECMWF数据和浮标测量数据具有良好一致性。

关键词：海浪合成孔径雷达准线性近似法有效波高非海浪纹理

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现代暖期气候变暖对南海北部陆坡天然气水合物分解潜在影响

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地学前缘 2022年第4期29卷 191-201页

作者：贾永刚阮文凤胡乃利乔玥李正辉胡聪中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266037 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100

现代暖期(Current Warm Period,CWP,1850—至今)以来全球气温升高,南海北部陆坡底层海水温度升高、海平面上升影响海底天然气水合物稳定性。为探究现代暖期气候变暖对南海北部陆坡水合物分解影响,本文模拟计算了东沙海域、神狐海域、西... 详细信息

现代暖期(Current Warm Period,CWP,1850—至今)以来全球气温升高,南海北部陆坡底层海水温度升高、海平面上升影响海底天然气水合物稳定性。为探究现代暖期气候变暖对南海北部陆坡水合物分解影响,本文模拟计算了东沙海域、神狐海域、西沙海域、琼东南海域水合物赋存水深最浅处水合物的饱和度在1000年内变化情况,评估了受现代暖期气候变暖影响水合物赋存水深范围,讨论了水合物分解量及其对环境影响。结果发现:(1)受现代暖期气候变暖影响,东沙海域、西沙海域、琼东南海域水合物分解,神狐海域水合物不分解;当东沙海域、西沙海域、琼东南海域水深分别超过665、770、725 m,水合物不分解;(2)现代暖期自始以来,南海北部陆坡水合物分解量为9.36×10^(7)~3.83×10^(8)m^(3),产生的甲烷量为1.54×10^(10)~6.28×10^(10)m^(3);(3)受现代暖期气候变暖影响,南海北部陆坡每年水合物分解量为5.5×10^(5)~2.25×10^(6)m^(3),产生的甲烷量为9.02×10^(7)~3.69×10^(8)m^(3),这些甲烷中3.61×10^(5)~1.48×10^(6) m^(3)能够进入大气,对温室效应贡献度为每年我国人类生活的0.01%~0.06%;与此同时,1.77×10^(7)~7.23×10_(7) m^(3)甲烷可能会在海水中被氧化形成弱酸,加重南海北部陆坡海水酸化。

关键词：现代暖期天然气水合物分解底层水温度海平面南海北部陆坡

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东部型El Niño事件发展期秋季对中国极端降水的影响

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高原气象 2023年第6期42卷 1457-1467页

作者：蒲于莉冯娟李建平北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875 中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/物理海洋教育部重点实验室/未来海洋学院山东青岛266100 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

利用1961-2020年中国地面降水逐日数据集和NCEP/NCAR逐月再分析资料,采用相关及合成分析等方法分析了东部型El Niño事件发展期秋季对同期我国极端降水的可能影响及物理过程。结果表明:东部型El Niño事件在发展期秋季对华中和... 详细信息

利用1961-2020年中国地面降水逐日数据集和NCEP/NCAR逐月再分析资料,采用相关及合成分析等方法分析了东部型El Niño事件发展期秋季对同期我国极端降水的可能影响及物理过程。结果表明:东部型El Niño事件在发展期秋季对华中和华南地区的极端秋季降水有显著的影响,造成华南地区秋季极端降水增多而华中地区减少。进一步分析了造成这种影响的物理过程发现,当东部型El Niño事件处于发展期的秋季时,中东太平洋表现为显著的正海温异常,热带西太平洋及我国南海为负的海温异常。相应地,热带中东太平洋表现为异常的上升气流,西太平洋为异常的下沉气流,在华南地区表现为异常的辐合上升,为降水创造了有利的动力条件;同时,异常海温进一步对西北太平洋副热带高压(以下简称西太副高)位置产生影响,造成西太副高异常偏西,在南海到西太平洋地区表现为反气旋性环流异常,意味着西南气流的水汽输送增强,这促进了华南地区极端降水的发生。而在华中地区则表现为异常的偏北风和水汽辐散,不利于降水的生成。以上结果对认识我国东部地区的极端降水事件的物理机理提供了科学线索。

关键词：东部型El Niño事件发展期极端降水年际变化

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南太平洋和南印度洋亚南极模态水潜沉率的长期变化趋势

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海洋与湖沼 2022年第6期53卷 1311-1321页

作者：刘凯高山侯颖琳赵军王凡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试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室山东青岛266237

亚南极模态水(sub-Antarctic mode water,SAMW)的潜沉过程与全球变暖减缓现象密切相关。为了增进对亚南极模态水长期变化特征的认识,使用一个高分辨率长时间序列的海洋模式数据对SAMW的潜沉率变化趋势的空间分布进行了系统地分析。结果... 详细信息

亚南极模态水(sub-Antarctic mode water,SAMW)的潜沉过程与全球变暖减缓现象密切相关。为了增进对亚南极模态水长期变化特征的认识,使用一个高分辨率长时间序列的海洋模式数据对SAMW的潜沉率变化趋势的空间分布进行了系统地分析。结果显示,在1958~2016年间,SAMW的潜沉量在南太平洋和南印度洋在长时间段上存在着相反的趋势变化,即在南太平洋增大,在南印度洋减少,这与已有研究结果相符。但进一步的分析发现,SAMW潜沉量的空间分布存在着明显的差异。在南印度洋,其北部潜沉区的潜沉率仅有很微弱的上升趋势,而位于南部潜沉区的潜沉率则有明显的下降趋势。与此同时,在南太平洋中,其西部潜沉区的潜沉率趋势非常小,而东部潜沉区的水的潜沉有明显上升的长期趋势。总体而言,密度较大的SAMW潜沉水团比密度较小的潜沉水团表现出更显著的长期变化的趋势。南部变化趋势明显的潜沉水量大概占总潜沉水量的60%,由此可知SAMW的总体趋势更多地来自其南部密度更大的潜沉区的贡献。进一步的分析表明,SAMW潜沉区的混合层的长期变化趋势与潜沉率的长期变化趋势之间存在较为一致的空间分布。其中,在南太平洋,东侧潜沉区的混合层的长期增大趋势,主要由于风应力增大的作用,而西侧潜沉区的混合层的长期减小趋势,则主要因为海表浮力强迫的控制;在南印度洋,南侧潜沉区的潜沉率长期减小趋势更多的是受到浮力强迫的影响,而西北部的潜沉率长期增加趋势则主要由风应力增强导致的。

关键词：潜沉率长期变化趋势混合层水团

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南大西洋慢速洋中脊与地幔柱相互作用研究进展与展望

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地质学报 2022年第12期96卷 4167-4183页

作者：张海桃鄢全树李传顺关义立石学法自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237 山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590

揭示洋中脊与地幔柱(脊-柱)之间的可能联系为认识地球深部物质组成与深部地幔动力学过程提供了重要窗口,也是过去40多年以来固体地球科学研究领域的前沿与热点。在绵延八万多千米的全球洋中脊系统中,部分洋脊片段会受到地幔柱作用不同... 详细信息

揭示洋中脊与地幔柱(脊-柱)之间的可能联系为认识地球深部物质组成与深部地幔动力学过程提供了重要窗口,也是过去40多年以来固体地球科学研究领域的前沿与热点。在绵延八万多千米的全球洋中脊系统中,部分洋脊片段会受到地幔柱作用不同程度的影响。研究显示,大西洋的形成演化与地幔柱作用之间具有密切联系,尤其在南大西洋的裂解、打开演化过程中,南大西洋中脊系统始终与其周围地幔柱(如圣赫勒拿、阿森松、特里斯坦、高夫、发现等地幔柱)之间具有不同程度的相互作用关系,导致沿脊出露玄武岩在地球化学组成上呈现出明显的不均一性特征。本文在系统性总结脊-柱相互作用研究现状与南大西洋地区地质构造演化特征的基础上,详细阐述了南大西洋中脊13.2°S~24.2°S地区玄武岩的岩石地球化学特征;揭示了南大西洋中脊研究区的岩浆演化、地幔源区性质;指示出圣赫勒拿地幔柱物质向南大西洋中脊系统传播的主要方向;圈定了圣赫勒拿地幔柱对南大西洋中脊系统地幔源区性质在沿脊方向的影响范围(14.2°S~20.4°S);同时推测了南大西洋中脊系统与圣赫勒拿地幔柱之间受地幔柱影响的软流圈地幔物质在大洋岩石圈底部的空间展布。最后本文提出了关于南大西洋地区脊-柱相互作用领域现存的科学问题与未来的研究方向。

关键词：脊-柱相互作用南大西洋中脊洋中脊玄武岩地幔柱地幔动力学

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