印度洋的风浪、涌浪和混合浪的时空特征

为了展现印度洋的海浪特征,利用来自欧洲中期天气预报中心的ERA-40海浪再分析资料,对印度洋的海表风场、风浪、涌浪、混合浪场进行研究,主要分析了季节特征、月变化特征、风速和波高的变化趋势、涌浪指标,定义了南印度洋西风指数和涌浪北伸脊点。结果表明:印度洋的风浪场与海表风场整体上对应较好,尤其是季风期间的北印度洋,涌浪场与混合浪场对应较好;从波高来看,阿拉伯海在1-5月和9-12月的涌浪以及孟加拉湾全年的涌浪对混合浪的贡献大于风浪;印度洋海表风速呈显著递增的区域主要集中在咆哮西风带和30°S以北,风浪波高变化趋势的分布与风速大体一致,大部分海域的涌浪波高、混合浪波高表现显著性逐年递增;印度洋的涌浪在混合浪中占据主导地位,40°S以北的涌浪常年向北传播,且南印度洋西风带西南季风的强度直接决定着涌浪北传的程度。     

南海—北印度洋的大浪频率特征

为了深入分析南海—北印度洋的大浪频率,利用来自欧洲中期天气预报中心的ERA-interim海浪再分析资料,统计了南海—北印度洋海域1979-2014年每月的大浪频率,并利用线性回归方法,分别计算了大浪频率在不同月份的长期变化趋势,以及大浪频率变化趋势的主导月份。计算结果表明:阿拉伯海的年大浪频率为10%~40%,明显高于孟加拉湾和南海;南海—北印度洋一半以上区域的大浪频率显著递增,趋势为0.03%~0.33%/a;一些零星海域的大浪频率显著递减,其余海域无显著变化;每年大浪频率发生变化的主导月份,南海为1,3,9月,孟加拉湾为7,9,10月,阿拉伯海为6,7,9月。     

黄渤海风、浪、流等海洋水文要素特征分析

随着我国海洋建设的快速发展,深入了解海洋水文环境特征,为海洋工程等提供保障已迫在眉睫。本文根据日常保障经验,结合相关理论,利用QN（QuikSCAT/NCEP）混合风场、模拟海浪数据等资料,对黄渤海海域的海洋水文特征进行分析,主要分析了该海域的海表风场、海浪场、潮汐潮流、海雾、盐度、SST（海表温度——Sea Surface Temperature）的特征,可为防灾减灾、航海、海洋水文保障、海洋工程、海洋能资源开发利用提供科学依据。     

近45年北太平洋海表风速特征统计分析

本文利用来自欧洲中期天气预报中心（ECMWF——European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）的1957年8月—2002年7月逐6 h的ERA-40海表10 m风场资料,统计分析了近45年期间北太平洋海表风场的月变化特征,以及多年平均海表风速的分布特征,为海洋水文保障、海洋工程等提供参考。结果表明：（1）北太平洋的海表风场具有明显的月变化特征,10月至来年2月的风速整体高于其余月份。（2）从年平均风速来看,阿留申群岛附近海域为北太平洋年平均风速的明显大值中心,年平均风速基本在8 m/s以上;中纬度海域的年平均风速在6~7 m/s;15°N-20°N的东部海域存在一相对大值区,年平均风速在7 m/s以上;赤道西部海域的年平均风速较小,基本在4 m/s以内。     

1957-2002年北大西洋海表风速时空分布特征及变化周期研究

利用来自ECMWF的ERA-40海表10 m风场资料,采用EOF、功率谱等分析方法,对北大西洋海域海表风场的时空分布特征、变化周期等进行分析,研究发现：（1）北大西洋海域海表风场EOF分析的第一模态呈同位相分布,由高纬至低纬表现出＂高-低-高-低＂的分布特征;第二模态在空间分布特征上,北大西洋中部海域与东西两岸表现出反位相分布;第三模态的等值线也表现出东北-西南向,东部海域和西部海域表现出反位相分布特征,（2）北大西洋海域的海表风速在近44年期间整体呈显著的逐年线性递增趋势。在1958年至1967年期间,海表风速的变化趋势较为平缓,1968-1974年期间则表现出一波较为强劲的递增趋势,在1975年至2001年期间表现出缓慢的递增趋势。（3）北大西洋海域的海表风速存在明显的2.0~2.36年、3.71年以及26年以上的长周期震荡。     

北大西洋海表风速季节特征及长期变化趋势分析

利用来自欧洲中期天气预报中心（ECMWF——European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）的长时间序列、高精度的ERA-40海表10 m风场资料,对北大西洋海域海表风场的季节特征、长期变化趋势进行深入研究,研究发现：（1）北大西洋海域的海表风速等值线在各季均大致呈东西带状分布,且由高纬度向赤道表现出高—低—高—低的分布特征。MAM和SON期间海表风速的分布特征较为相似,大值中心分布于北半球西风带海域;DJF期间的海表风速为全年最大;JJA期间的海表风速为全年最小。加勒比海海域常年存在一风速的相对大值中心。从多年平均来看,风速存在一明显的、范围较广的大值区：西风带海域,加勒比海也存在一范围较小的大风区。（2）1958年至2001年期间,北大西洋海域的海表风速以0.0049 m.s-1.a-1的速度显著性逐年线性递增。（3）北大西洋海表风速的变化趋势表现出较大的区域性差异：呈显著性逐年线性递增的区域主要分布于30°N以下的低纬度海域,变化趋势在0.01～0.025 m.s-1.a-1左右,西班牙东北部近海的递增趋势最为强劲,达到0.035 m.s-1.a-1以上,墨西哥湾和加勒比海则呈显著性逐年线性递减,趋势为-0.015 m.s-1.a-1左右,其余海域的海表风速无显著变化趋势。（4）近44年期间,北大西洋海域的海表风速存在明显的突变现象,突变期为1972年前后。     

南大西洋至几内亚湾冬季海浪传播特性

为解决南大西洋至几内亚湾海域的海浪组成成分、传播特性及来源这3个该海域一直需要解决的问题，建立SWAN （Simulating WAves Nearshore）双层嵌套海浪模型对南大西洋至几内亚湾冬季海浪时空分布进行模拟分析，结果表明：南大西洋海浪有效波高呈高纬度区（30°S以南）向低纬度区（30°S以北）递减的趋势 ，高纬度区海浪传播方向与风场关系密切，低纬度区则与风场差异明显；南大西洋涌浪波高与混合浪波高分布高度相关，涌浪在混合浪中所占比例较大，尤其在风速较小的低纬度海域更为显著；南大西洋中部至几内亚湾存在相对固定的S-SW涌浪系统，其能量在二维海浪谱上分布集中，空间方向上分布范围较窄；模拟时段内几内亚湾呈明显的涌浪主导状态，通过对有效波高最大时刻的一次涌浪过程溯源发现，影响几内亚湾的涌浪可追溯至约6.5天前南大西洋咆哮西风带海域的强风浪。     

中国近海海面风场的分类

为系统研究中国近岸海域海面风的统计特征, 利用聚类分析方法实现了风区域划分和风场的自动分类, 得到4个风区域, 共31个风场类型。风区域反映了中国近海海域风速的区域相关性。风场类型很好地识别出各海区季风典型场, 以及反映海区常见天气系统的特征风场。一些处于冬夏季风过渡时期和可在全年出现的特定风场类型也被识别出来。风场类型除了对平均风速有影响外, 对其他气象要素包括温度、湿度, 也有显著性影响。对各个风场类型的出现频率、时间分布、平均风速和风向分布等特征量的全面分析, 揭示了中国近岸海域海面风场的统计特征。     

近10年南海海表风场季节特征统计

基于Fortran程序和Grads(Grid Analysis and Display System)软件,利用QN(QuikSCAT/NCEP)混合风场,统计了近10年(1999年8月~2009年7月)期间南海海表风场特征,主要统计了风速风向的季节特征,期望研究结果可以为航海、防灾减灾等提供参考。结果表明:(1)春季,风速的大值区位于南海北部,约3.5~5.0 m/s,台湾海峡能达到5.5 m/s;除泰国湾和北部湾以外的大部分海域以东北风为主,北部湾以偏东风为主,泰国湾以偏南风为主。(2)夏季,受西南季风影响,大部分海域以西南风为主;风速的大值区位于中南半岛附近海域,该海域为传统的南海大风区,约5~7 m/s。(3)秋季,为季风过渡季节,风向稍显凌乱,南海中北部已转东北风,而南部部分海域的西南风尚未完全消退,泰国湾在该季节则以西北风为主;风速的相对大值区位于南海北部和台湾周边海域,约6~9 m/s,台湾海峡基本都在9 m/s左右。(4)冬季,受冷空气影响显著,整个南海均以强势的东北风为主;风速大值区呈东北-西南走向,大部分海域的风速在8 m/s以上,台湾海峡能达到11 m/s左右。     

中国近海海面风场的分类

为系统研究中国近岸海域海面风的统计特征,利用聚类分析方法实现了风区域划分和风场的自动分类,得到4个风区域,共31个风场类型。风区域反映了中国近海海域风速的区域相关性。风场类型很好地识别出各海区季风典型场,以及反映海区常见天气系统的特征风场。一些处于冬夏季风过渡时期和可在全年出现的特定风场类型也被识别出来。风场类型除了对平均风速有影响外,对其他气象要素包括温度、湿度,也有显著性影响。对各个风场类型的出现频率、时间分布、平均风速和风向分布等特征量的全面分析,揭示了中国近岸海域海面风场的统计特征。     

印度洋一太平洋海表温度异常的持续性特征

用Reynolds&Smith重构的1950-1998年月平均SST资料分析了印度洋-太平洋海表温度距平SSTA的持续性特征.结果表明SSTA的持续性在空间上分布不均匀,可将有明显差异的SSTA持续性特征的海区分为3类全年各月持续性好的区域,主要包括热带中东太平洋马蹄形海域、赤道中东印度洋、热带西太平洋,持续时间一般在10个月以上;全年各月持续性差的区域,主要包括西北太平洋、东亚沿海和东南太平洋,持续时间一般为3个月左右;各月持续性有季节性变化的区域,主要包括赤道东太平洋,南海.SSTA持续性的整体空间分布存在冬夏两种主要分布型,夏季型SSTA的持续性要比冬季好.冬夏间SSTA持续性最明显的差异出现在赤道东太平洋和东亚沿海、南海区域,由冬季转入夏季时,赤道东太平洋SSTA的持续性由差变好,东亚沿海、南海地区的情况则与之相反.     

“环太平洋”联合军事演习区海面风的统计分析

为了满足舰艇编队对"环太平洋"联合军事演习相关海区的气象保障需求,利用NCEP/NCAR再分析资料,对航线和海区的海平面气压场和水平风的特点进行了剖析与诊断,并对夏威夷南、北部海区引发大风的天气形势进行合成分析。结果表明,北太平洋副热带高压和赤道之间常年存在一个风速较大的风带(5级或以上),它的位置随季节南北移动,冬季强而位置偏南,夏季弱而位置偏北;演习海区常年受夏威夷高压影响,该高压在冬半年至夏半年的转换中逐渐增强,同时高压中心西伸北进;夏威夷南部海区发生大风的频率最高,北部次之,北部海区一般只在强高压主体向南推进时出现大风,而南部海区在一般强度的高压脊作用下,或者在弱高压脊与赤道附近的低值系统配合的情况下,也会出现大风。     

北部湾海表面温度变化特征及其影响因素分析

【目的】了解北部湾海表面温度(SST)变化特征及其影响因素。【方法】根据NOAA提供的北部湾海域1994~2013年间SST、海面风场、潜热通量、Nino 3.4指数资料,采用平均值法、最小二乘法分析海域冬、夏两季SST分布及变化特征;采用相关系数法计算SST与海面风场、潜热通量及Nino 3.4指数间的相关系数,分析海面风场、潜热通量、厄尔尼诺效应对SST的影响。【结果】1994~2013年间,北部湾海域冬季SST约为19.0~24.0℃,大致呈"北冷南暖"的特点,夏季SST相差不大,约为28.6~29.8℃;海域冬季以降温为主,幅度约为-0.03℃/a,夏季则表现为小幅度升温,幅度约为0.01℃/a;纬向风、潜热通量对SST影响较大,厄尔尼诺事件仅在厄尔尼诺显著年对SST有显著的影响。【结论】纬向风、潜热通量对北部湾SST影响较大,厄尔尼诺现象在厄尔尼诺显著年对SST有较大的影响。     

印度洋-太平洋海表温度异常的持续性特征

用Reynolds＆Smith重构的1950-1998年月平均SST资料分析了印度洋-太平洋海表温度距平SSTA的持续性特征。结果表明:SSTA的持续性在空间上分布不均匀,可将有明显差异的SSTA持续性特征的海区分为3类:全年各月持续性好的区域,主要包括热带中东太平洋马蹄形海域、赤道中东印度洋、热带西太平洋,持续时间一般在10个月以上;全年各月持续性差的区域,主要包括西北太平洋、东亚沿海和东南太平洋,持续时间一般为3个月左右;各月持续性有季节性变化的区域,主要包括赤道东太平洋,南海。SSTA持续性的整体空间分布存在冬夏两种主要分布型,夏季型SSTA的持续性要比冬季好。冬夏间SSTA持续性最明显的差异出现在赤道东太平洋和东亚沿海、南海区域,由冬季转入夏季时,赤道东太平洋SSTA的持续性由差变好,东亚沿海、南海地区的情况则与之相反。     

高频地波雷达观测的南黄海辐射沙脊群夏季表层流场

利用2011年7月的高频地波雷达观测与现场同步常规观测资料和卫星风场资料,分析南黄海辐射沙脊群夏季表层余流特征.结果表明,南黄海辐射沙脊群近岸海域的表层余流向海辐散,外围海域的夏季表层余流向北.南黄海辐射沙脊群近岸海域表层余流的辐散格局主要受潮波与沙脊群水下地形的相互作用影响,外围海域夏季的北向表层余流格局主要受风场的控制.高频地波雷达观测的余流场为南黄海西部夏季浒苔迁移和平面分布的解释提供了佐证.     

东南印度洋海域冬季水文特征及其水团分析

为了研究东南印度洋海域冬季水文特征及其水团结构,利用澳大利亚海洋与南极研究所2012-2013年南半球冬季在东南印度洋观测得到的温度、盐度和溶解氧的资料进行分析。结果表明:表层温度呈现明显的北高南低态势,次表层均存在较强的温度、盐度、密度跃层,且均呈现出高/低盐带与高/低溶解氧带,高盐带在经向断面上最为明显;在105°E断面上存在显著的中尺度现象,且呈现上下层暖、冷涡叠置的分布特征,根据温度、盐度及溶解氧的特性,除南印度洋中央水和南极中层水外,分别将研究海域其他水团命名为副热带东南印度洋表层水、副热带东南印度洋次表层水、副热带东南印度洋模态水、副热带东南印度洋中层水、副热带东南印度洋深层水和副热带东南印度洋底层水,并给出各自的特性指标。     

巴基斯坦瓜达尔港的风能资源评估

利用来自欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA-interim风场资料,对瓜达尔港的风能资源展开评估.结果表明:1)瓜达尔港的风能资源常年可用,风能密度、有效风速出现频率、不同等级风能密度出现的频率都表现出明显的单峰型月变化特征,峰值出现在4—5月,波谷出现在11—12月;年平均值分别为:风能密度121 W/m~2,有效风速频率43%,50 W/m~2以上能级频率55%.2)从风能玫瑰图看出,瓜达尔港的风能常年稳定由偏西南(SW)向的风贡献.2月和11月,400和500 W/m~2及以上高风能密度主要由北北东(NNE)向的风贡献;5月和8月,高风能密度主要由偏西南(SW)向的风贡献.3)瓜达尔港的风能主要经历了两个阶段:1979—2000年期间,风能密度在120W/m~2上下波动,有效风速出现频率在45%上下浮动;2001—2014年期间,风能密度在110W/m~2上下波动,有效风速出现频率在40%上下浮动.4)瓜达尔港的6级及以上大风频率常年在1.5%以内;出现频率最高的为3级风(34.29%),其次是4级风(28.32%)和2级风(23.11%).     

2013—2019年福建中北部沿海风的时空分布特征

将沿海各代表站所在区域分为A(港湾)、B(沿岸)、C(海岛)、D(外海)四类,分析福建中北部(福州、宁德、平潭、莆田)沿海风的时空分布特征。分析表明,年盛行风向以东北风为主,其次为西南风; 6～8月的盛行风向为西南风,其余月份都为东北风。南北向对比,时最大风速、日最大风速、时极大风速、日极大风速的平均值和5个分位值以及日极大风≥8级和≥10级的大风日数都呈现南大北小的分布特征,长乐南部到莆田(以下简称南部)一带沿海风力明显大于福鼎到长乐中部沿海(以下简称北部)的风力。东西向对比,北部区域的上述风速特征值都呈现东大西小的分布,但南部区域海岛站的部分特征值大于浮标站;北部区域≥8级的大风日数最多为外海的浮标站,南部少数海岛站≥8级的大风日数多于浮标站;南、北两个区域≥10级大风日数的大值区都在海岛站。日极大风≥8级和≥10级的大风频数都呈双峰型分布,4～6月都是低谷阶段;≥8级大风多发于10月～次年2月,≥10级大风主要出现在下半年。南部全部代表站、北部C类站、D类站和部分B类站全年都有≥8级大风,北部A类站和部分B类≥8级的大风集中在夏季。多数站≥10级大风集中于7～10月,但南部的部分海岛站冬季≥10级大风频数比7～10月更高。     

青岛附近海域SST长期变化趋势分析

本文利用来自青岛附近海域1961～2009年的海表温度（SST——Sea Surface Temperature）资料,对该海域SST的变化趋势、突变形式、变化周期等进行分析。结果表明：（1）1961～2009年期间,青岛附近海域的SST以0.029℃/a的速度显著性线性递增;（2）青岛附近海域的SST存在明显的2.1～2.7年、3.8～5.0年的变化周期以及30年以上的长周期震荡;（3）青岛附近海域的SST存在明显的突变形势,且突变期为20世纪80年代末期至90年初期;逐夏季SST的突变期为1988年;逐冬季SST的突变期为1992年前后。     

连云港、吕泗海域的海表温度变化及影响机制

通过对连云港海域(1976-2008)、吕泗海域(1960-1990)30年左右的海表温度(SST)资料进行随机动态分析;并计算了SST与Nio3.4指数、海表热通量和海面风场的相关系数。研究结果表明:从1976-2008年连云港的SST呈现长期升高的趋势,32年间约上升0.9℃;从1960-1990年吕泗的SST呈现下降的趋势,30年间共下降约0.22℃。月均的SST最大熵谱分析揭示了两站的SST具有12个月和6个月的显著变化周期,此外还有准2 a的振荡周期。东赤道太平洋海温的异常对连云港、吕泗海域的SST有一定的影响,热通量是影响连云港海域SST变化的部分因素,仅通过海面热通量的变化无法解释连云港海域海表温度升高的现象,海洋动力过程对SST的贡献不能忽略。连云港、吕泗海域的SST变化与风场的变化显著相关。