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北太平洋低纬度西边界流系湍流混合的微观结构测量和参数化方法评估
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作者 孙斌 周慧 +4 位作者 汪嘉宁 杨文龙 刘恒昌 于晓彤 董焕河 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期817-829,共13页
湍流混合在调控海洋垂向物质、能量交换以及气候变化中都起着重要作用,尤其是在北太平洋低纬度西边界流系,湍流混合通过调节温跃层及海气相互作用,在西太平洋暖池结构及演化和厄尔尼诺与南方涛动的发生、发展中都起着关键作用。然而,由... 湍流混合在调控海洋垂向物质、能量交换以及气候变化中都起着重要作用,尤其是在北太平洋低纬度西边界流系,湍流混合通过调节温跃层及海气相互作用,在西太平洋暖池结构及演化和厄尔尼诺与南方涛动的发生、发展中都起着关键作用。然而,由于湍流观测的高风险性和高费船时特征,直接的湍流观测资料非常稀缺,因此,对该海域的湍流混合认知大多数来自细尺度参数化估计。鉴于湍流的高时变特征及该海域海洋环流结构的复杂性及西边界流区动力环境的特殊性,验证不同细尺度参数化方法对该海域湍流估算的适用性对于我们准确了解该海域的垂向混合特征、提升其在数值模拟的精度具有重要作用。本研究利用2020年9月在北太平洋低纬度西边界流系沿130°E,10°~18°N进行的直接的微结构观测剖面仪和同期获取的细尺度温盐流测量,研究该海域湍流混合的特征及两种常用的参数化方法--GHP(Gregg-Henyey-Polzin)参数化方法、MG(MacKinnon-Gregg)参数化方法在该海域的适用性。观测结果表明,该海域上200 m湍流混合总体较强,直接观测得到的平均湍动能耗散率约为10^(-8)W/kg。在温跃层中,某些站点观测的湍动能耗散率可达10^(-7)W/kg,特别是在14°N附近,24.5σθ与25.5σθ之间发现一块强湍动能耗散区,初步分析表明其机制与全日内潮的参数化次谐波不稳定有关。参数化评估结果显示,MG方法与观测值相差0.5个数量级的比例为95%,而基于应变的GHP方法和基于剪切的GHP方法与观测值相差0.5个数量级的比例分别为55%和58%,表明MG方法能较好地估算低纬度西边界流系的湍流混合特征并在水平分布和垂直分布表现出一致的分布特征。该评价结果可为研究人员选择细尺度参数化来探讨北太平洋低纬度西边界流系湍流混合的强度和空间分布提供有益参考。 展开更多
关键词 北太平洋低纬度西边界流系 微结构观测 GHP参数化方法 MG参数化方法
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西太平洋深海科学观测网的建设和运行 被引量:20
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作者 汪嘉宁 王凡 张林林 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1471-1479,共9页
西太平洋科学观测网是由中国科学院海洋研究所自主建成的大洋观测网络。深海数据的连续获取和实时传输对海洋与气候预报和海洋环境安全保障意义重大,世界海洋大国纷纷致力于其关键技术和系统集成的攻关。在中科院战略性先导科技专项的... 西太平洋科学观测网是由中国科学院海洋研究所自主建成的大洋观测网络。深海数据的连续获取和实时传输对海洋与气候预报和海洋环境安全保障意义重大,世界海洋大国纷纷致力于其关键技术和系统集成的攻关。在中科院战略性先导科技专项的资助下,中科院海洋所经过统筹安排和周密部署,3年多来先后组织西太平洋综合考察航次3次,成功布放和回收深海潜标73套次,建成了由16套深海潜标组成的我国西太平洋科学观测网并实现稳定运行,获取西太平洋代表性海域连续3年的温度、盐度和洋流等数据。在2016年航次中,中国科学院又攻克了潜标数据长周期稳定实时传输的海洋观测难题,实现了深海数据的"现场直播",截至2017年9月,深海数据已成功连续实时回传260余天。以此为标志,我国的大洋科学观测网建设实现了批量化、标准化和常态化。深海观测数据的长时间连续积累和实时化传输,将提升我国深海科学研究能力,加速我国海洋与气候预报业务系统建设步伐,满足海洋强国建设、"一带一路"倡议对海洋环境安全保障的重大需求。"十三五"时期,我国正全面推进深海进入、深海探测和深海开发的深海战略,深海科学观测网建设技术和潜标数据实时传输技术对我国深海探测能力的提升意义重大。 展开更多
关键词 西太平洋 科学观测网 潜标 实时化 深海探测 建设运行
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东海内陆架春季跃层和内波影响下的环境要素分布 被引量:3
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作者 汪嘉宁 魏皓 李伟 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期643-648,共6页
基于东海内陆架P2连续站春季流速和环境要素的观测数据,发现该站存在由浙闽沿岸水系和陆架混合水系界面形成的较强跃层,跃层的浮频率在1×10-3s-2左右。跃层上下水体的温盐值变化和流场的变化有相关关系。环境要素在跃层的影响下呈... 基于东海内陆架P2连续站春季流速和环境要素的观测数据,发现该站存在由浙闽沿岸水系和陆架混合水系界面形成的较强跃层,跃层的浮频率在1×10-3s-2左右。跃层上下水体的温盐值变化和流场的变化有相关关系。环境要素在跃层的影响下呈现显著的分层结构,说明跃层对环境要素的垂直交换起到了限制作用。同时跃层的存在也为内波的产生提供了条件,斜压结构主要由具有半日潮频率的内潮和近惯性频率的内波组成。在观测开始和结束时刻,跃层深度显著抬升,跃层中存在Ri-1大于4的情况,这与叶绿素溶解氧跨跃层现象存在的时刻对应,说明这两个时刻水体由于内波活动改变了跃层深度并存在剪切不稳定的情况,进而引起了水体的垂向交换,为环境要素的跨跃层混合提供了条件。跃层和内波分别对环境要素的垂直混合起到了阻碍和加强的作用。 展开更多
关键词 跃层 环境要素 垂直分布 内波 东海
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基于水电比拟方法的山东南四湖上级湖流场研究 被引量:1
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作者 汪嘉宁 吕红民 江文胜 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期324-329,共6页
利用水电比拟方法模拟了南四湖流场结构。同时,基于HAMSOM模式,对其流场进行了数值模拟,所得结果与水电比拟结果一致,两者平均相关系数在0.94以上,表明水电比拟实验技术路线可行,流场基本结构准确。该方法适用于低流速大流场的模拟。流... 利用水电比拟方法模拟了南四湖流场结构。同时,基于HAMSOM模式,对其流场进行了数值模拟,所得结果与水电比拟结果一致,两者平均相关系数在0.94以上,表明水电比拟实验技术路线可行,流场基本结构准确。该方法适用于低流速大流场的模拟。流场结构分析表明,湖区流速在汛期为cm/s量级,非汛期仅为mm/s量级。其中,在南阳湖北部和独山湖东北部存在低流速区,在独山湖、南阳湖连接区域和二级坝附近区域存在高流速区。本文中作者还研究了该湖的污染扩散状况,低流速区水质相对较好,高流速区水质相对较差,为制定改善水质的方案提供了科学依据。 展开更多
关键词 水电比拟 数值模拟 HAMSOM 南四湖上级湖 流场
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2011年春、夏季黄、东海水团与水文结构分布特征 被引量:20
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作者 李伟 王玉衡 +1 位作者 汪嘉宁 魏皓 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期615-623,共9页
根据2011年春季(4月)夏季(8月)两个航次调查的CTD温盐资料,获得观测期间黄、东海主要水团特征:(1)夏季黄海冷水团10℃等温线在黄海海域中部30m以深,影响范围西至122°E南至34°N,最低温度为6.2℃,比气候态平均冷水团温度低约2℃... 根据2011年春季(4月)夏季(8月)两个航次调查的CTD温盐资料,获得观测期间黄、东海主要水团特征:(1)夏季黄海冷水团10℃等温线在黄海海域中部30m以深,影响范围西至122°E南至34°N,最低温度为6.2℃,比气候态平均冷水团温度低约2℃;(2)夏季冲淡水以长江口为中心,呈半圆形向外扩展,并无明显NE转向,30.00等盐线在32°N断面上东至124°E,南至29.5°N,扩展范围与往年相比偏西1°左右,而在SE方向较往年有明显延伸扩展。水文结构特征为:(1)春季,温跃层主要在南黄海中部以西,跃层强度仅为0.10—0.40℃/m;密跃层主要在长江口以东,跃层强度0.20—0.30kg/m4;(2)夏季,温跃层强度最高值在长江口东北,跃层强度达到2.41℃/m,上界深度5.5m,厚度2.5m;黄海温跃层强度普遍强于东海,主要是冷水团区域表底显著的温度差异造成;密跃层强度高值区在33°N断面西侧海区,强度达到1.38kg/m4,上界深度5.5m,厚度约为1.5m;沿长江冲淡水舌轴方向的密跃层强度为0.30—0.60kg/m4,自西向东逐渐减弱。 展开更多
关键词 水团与水文结构季节变化 温跃层 密跃层 东海
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主流系与西太平洋暖池变异机制研究进展 被引量:6
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作者 王凡 汪嘉宁 +2 位作者 张林林 周慧 杨宇星 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1145-1155,共11页
中国科学院战略性先导科技专项重点任务2以热带西太平洋主流系和暖池为主要研究对象,基于西太平洋和印尼海科学观测网综合观测数据,结合动力理论分析和数值模拟结果,在主流系和西太暖池的三维结构、变异规律和动力机制,以及西太与周围... 中国科学院战略性先导科技专项重点任务2以热带西太平洋主流系和暖池为主要研究对象,基于西太平洋和印尼海科学观测网综合观测数据,结合动力理论分析和数值模拟结果,在主流系和西太暖池的三维结构、变异规律和动力机制,以及西太与周围海域之间物质能量交换等方面取得了原创性成果。在上层主流系和暖池变异方面,首次直接观测到棉兰老潜流(MUC)、吕宋潜流(LUC)和北赤道潜流(NEUC)等次表层潜流及其多尺度变异,给出了三支潜流相互间的水源关系,揭示了潜流系统强劲的季节内变化特征及其与中尺度涡旋活动的关系,并进一步分析了棉兰老流(MC)/MUC年际变异及其控制因素。西太平洋主流系平流输送在暖池形成中起到了主要作用,而且暖池北部区域自20世纪90年代起出现显著的扩张现象,是由混合层厚度变浅导致。在中深层环流特征和机制方面,发现南北半球中层水团的交换通道、机制和显著交换周期;丰富了对赤道西太平洋中层流结构特征和变异的认识,同时突破了对西太平洋深层环流结构特征和变异规律的认知局限,例如中深层流流速自北向赤道增加,其变化远大于平均值,菲律宾海盆中部深层流以西南-东北方向为主,赤道区域中深层流以纬向东西交替的射流为主等。在西太与周围海域之间物质能量交换方面,通过在印尼贯穿流(ITF)源区及印尼海的同步走航及定点潜标观测,揭示了MC在苏拉威西海和马鲁古海峡交汇处的流径跃变在2015—2016超强El Ni?o的发生起重要作用,西边界流区的非线性反射对ENSO事件的发生发展起至关重要的作用。上述原创性成果显著提升了热带西太平洋环流动力学的认知水平。 展开更多
关键词 西太平洋 暖池 主流系 中深层环流 印尼贯穿流 变异机制
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春季渤海湾营养盐分布及潜在性富营养化评价 被引量:11
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作者 李桂菊 马玉兰 +2 位作者 李伟 汪嘉宁 魏皓 《天津科技大学学报》 CAS 2012年第5期22-27,共6页
根据2011年5月对渤海湾海域20个站位海水营养盐的调查结果,分析该海区海水营养盐的分布特征,并进行了潜在性富营养化评价.研究发现,调查海域NO-3-N质量浓度为150.5~276.3,μg/L,NO-2-N质量浓度为4.072~29.490,μg/L,NH+4-N、PO34--P和... 根据2011年5月对渤海湾海域20个站位海水营养盐的调查结果,分析该海区海水营养盐的分布特征,并进行了潜在性富营养化评价.研究发现,调查海域NO-3-N质量浓度为150.5~276.3,μg/L,NO-2-N质量浓度为4.072~29.490,μg/L,NH+4-N、PO34--P和SiO23--Si质量浓度分别为47.55~194.80,μg/L、4.73~26.35,μg/L和170.2~544.1,μg/L.整体上,各类无机氮呈现出表底层差异不大、沿岸浓度高、外海浓度低的特点;断面分布呈现出由东向西逐渐升高的趋势,SiO23--Si相反,NO-3-N、NH+4-N和SiO23--Si质量浓度呈现出由北向南逐渐升高的趋势,而NO-2-N、PO34--P质量浓度出现北高南低的情形.渤海湾连续站显示出一定的营养盐浓度随潮汐的韵律变化,其中NO-3-N、NO-2-N和NH+4-N质量浓度变化相对较明显,低潮较高潮期间营养盐浓度高.营养盐与盐度的相关性不很显著.NO-3-N是溶解无机氮(DIN)的主要组成形式,占平均DIN含量的69.56%;该海区主要以磷限制为主,并已经逐渐从P限制向P、Si共同限制方向发展,这与潜在性富营养化评价结果一致. 展开更多
关键词 渤海湾 营养盐 分布特征 潜在性富营养化评价
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PN断面黑潮流速垂直分布特征及机制分析 被引量:4
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作者 邓丽静 魏皓 汪嘉宁 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期519-526,共8页
基于全球海洋再分析模拟GLORYS2(Global Ocean Reanalysis Simulation 2)结果,分析了PN断面(126.0°E-128.2°E,1 000 m以浅)黑潮流速垂直结构的季节和年际变化,探讨了黑潮流速垂直结构形成的动力学机制。结果表明:1)PN断面黑... 基于全球海洋再分析模拟GLORYS2(Global Ocean Reanalysis Simulation 2)结果,分析了PN断面(126.0°E-128.2°E,1 000 m以浅)黑潮流速垂直结构的季节和年际变化,探讨了黑潮流速垂直结构形成的动力学机制。结果表明:1)PN断面黑潮夏季流量最大,春季次之,秋、冬季节最小;气候态平均的冬、夏季流速最大值都位于次表层,春、秋季节流速最大值位于表层;夏季相对流速较大、最大值深度较浅;等密线在黑潮主轴区下凹,冬季更为明显。流速最大值深度和密度水平梯度为零的深度均表现出了较大的年际差异,该年际变化甚至超过季节差异;2)流速与密度符合热成风关系。黑潮通量由太平洋大尺度风场及中尺度运动两者共同决定,但局地的热通量和环流对温盐的输运共同影响密度场,调节黑潮流速的垂直分布,影响水通量的分配及营养盐输运;3)有些年份夏季流速最大值出现在表层,可能是夏季西南季风诱导陆架水离岸输运进入黑潮上层导致的结果。非线性、非地转物理过程的影响没有考虑在本研究中,热成风关系能够解释黑潮流速垂直分布形成的部分原因。 展开更多
关键词 黑潮 流速垂直分布 热成风关系 PN断面
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六套海洋模式模拟热带西太平洋深层环流结果的对比分析 被引量:3
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作者 马强 汪嘉宁 王凡 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1302-1317,共16页
借助于六套海洋模式资料,本文初步分析了热带西太平洋深层环流的基本特征。与气候态数据集WOA13相比,水深3000m层除HYCOM以正温度偏差为主外,其余模式均为负温度偏差,且随着深度增加偏差幅度变大。盐度偏差方面,HYCOM和OFES以正偏差为主... 借助于六套海洋模式资料,本文初步分析了热带西太平洋深层环流的基本特征。与气候态数据集WOA13相比,水深3000m层除HYCOM以正温度偏差为主外,其余模式均为负温度偏差,且随着深度增加偏差幅度变大。盐度偏差方面,HYCOM和OFES以正偏差为主,其余模式以负偏差为主。温盐偏差在各个深海海盆中的时间变化趋势不尽相同,且与实际观测结果存在较大差异。水深1000—3000m以纬向东西向交替变化的射流为主。3000—5000m的纬向流速减小,形成海盆内环流,不同海盆之间可通过深水通道进行海水交换。3000m以深的关键深海通道的输运通量存在明显的季节变化,甚至不同季节流向也不一致,而海盆内的环流形态受制于位涡收支积分约束方程,进而也表征出季节变化的特征,即不同季节海盆内的环流主要旋转形态不同。在分析了初始温盐场、潮汐及其他要素对深海环流的影响后,本文为日后构建适合热带西太平洋深海环流研究的模式提供了建议。 展开更多
关键词 深层环流 海洋模式 温盐偏差 深海通道 季节变化 数值模拟
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厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)研究的战略部署与研究热点 被引量:3
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作者 王琳 张灿影 +3 位作者 於维樱 冯志纲 张晓琨 汪嘉宁 《世界科技研究与发展》 CSCD 2019年第1期32-43,共12页
厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)影响着全球气候,被认为与众多全球灾害性天气事件有关。为了更好地了解ENSO研究的发展趋势及其对全球海洋事务的影响,本文对WCRP、GOOS和TPOS 2020等与ENSO研究相关的国际研究计划和各国家地区的ENSO研究战略... 厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)影响着全球气候,被认为与众多全球灾害性天气事件有关。为了更好地了解ENSO研究的发展趋势及其对全球海洋事务的影响,本文对WCRP、GOOS和TPOS 2020等与ENSO研究相关的国际研究计划和各国家地区的ENSO研究战略情况进行梳理,并结合VOSviewer文献计量学方法进行分析,探讨ENSO研究的国际发展趋势及研究热点,以便为我国ENSO相关研究与决策提供参考。 展开更多
关键词 厄尔尼诺-南方涛动 ENSO 战略 态势
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Vertical distribution of the Kuroshio velocity in the Pollution Nagasaki section and its formative mechanism 被引量:2
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作者 邓丽静 魏皓 汪嘉宁 《Marine Science Bulletin》 CAS 2015年第1期26-39,共14页
The seasonal and interannual variations of the vertical distribution of the Kuroshio velocity and its formative mechanism were studied by analyzing the Global Ocean Reanalysis Simulation 2 (GLORYS2) dataset in the P... The seasonal and interannual variations of the vertical distribution of the Kuroshio velocity and its formative mechanism were studied by analyzing the Global Ocean Reanalysis Simulation 2 (GLORYS2) dataset in the Pollution Nagasaki (PN) section (126.0°E-128.2°, at depths less than 1000 m). The results indicated that: 1) the maximum transport in the PN section occurs in summer, followed by spring, and the minimum transport occurs in fall and winter; the maximum velocities are located at the subsurface in both winter and summer and velocities are relatively larger and at a shallower depth in summer; and the velocity core is located at the surface in spring and fall. The isopycnic line has a clear depression around the Kuroshio axis in winter. The depth of maximum velocity and the zero horizontal density gradients both exhibit substantial seasonal and interannual variations, and the interannual variations are larger. 2) The distributions of velocity and density are in accordance with the therma~ wind relation. Although Kuroshio transport is determined by the large-scale wind field and mesoscale motion in the Pacific Ocean; local heat flux and thermohaline circulation influence the density field, modify the vertical structure of the Kuroshio velocity, and adjust the allocation of water fluxes and nutrients transport. 3) Shelf-water offshore transport into the Kuroshio upper layer induced by southwest monsoons might contribute to the maximum velocity up to the surface in summer. Nonlinear and nongeostrophic processes are not considered in the present study, and the thermal wind relation accounts for part of the vertical structure of the Kuroshio velocity. 展开更多
关键词 KUROSHIO vertical distribution of velocity thermal wind relation PN section
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中国物理海洋学研究70年:发展历程、学术成就概览 被引量:14
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作者 魏泽勋 郑全安 +39 位作者 杨永增 刘克修 徐腾飞 王凡 胡石建 谢玲玲 李元龙 杜岩 周磊 林霄沛 胡建宇 朱建荣 李均益 张正光 侯一筠 刘泽 田纪伟 黄晓冬 管玉平 刘志宇 杨庆轩 赵玮 宋振亚 刘海龙 董昌明 于卫东 连涛 陈朝晖 史久新 雷瑞波 刘煜 于福江 尹宝树 陈戈 王岩峰 李整林 熊学军 汪嘉宁 李晓峰 王永刚 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期23-64,共42页
本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广... 本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛影响力的研究成果,其中包括:提出了被国际广泛采用的“普遍风浪谱”和“涌浪谱”,发展了第三代海浪数值模式;提出了“准调和分析方法”和“潮汐潮流永久预报”等潮汐潮流的分析和预报方法;发现并命名了“棉兰老潜流”,揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等,系统描述了太平洋西边界流系;提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流);不断完善了中国近海陆架环流系统,在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流,以及陆架波方面均取得了深刻的认识;从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结;发展了浅海水团的研究方法,基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制,在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献;阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制,揭示了中尺度涡的三维结构,定量评估了其全球物质与能量输运能力;基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征,提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制;构建了“南海内波潜标观测网”,实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识;发展了湍流的剪切不稳定理论,提出了海流“边缘不稳定”的概念,开发了海洋湍流模式,提出了湍流混合参数化的新方法等;在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识,并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响;研发了全球浪–潮–流耦合模式,推出一系列海洋与气候模式;发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统;建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模型实验平台;发展了ENSO预报的误差分析方法,建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系,揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应;初步建成了中国近海海洋观测网;持续开展南北极调查研究;建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统,为中国气象减灾提供保障;突破了国外的海洋技术封锁,研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器;建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型,为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示,经过70年的发展,中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍,这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军。 展开更多
关键词 物理海洋学 海浪 潮汐 海平面 大洋环流 水团 陆架与边缘海环流 海洋中尺度过程 湍流与混合 数值模拟与数据同化 实验室模拟 大洋与气候 海冰与极地考察 海洋气象与灾害 海洋物理学 海洋环境
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雅浦-马里亚纳海沟连接区深层流季节内变异的特征和机制
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作者 赵秋雅 汪嘉宁 +5 位作者 张航 张志祥 马强 马卫东 王凡 杨红卫 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1274-1285,共12页
雅浦-马里亚纳海沟连接区东深水通道是太平洋深层经向翻转环流携带南极绕极水进入西太平洋的首要入口。基于高分辨率的再分析数值模型结果,研究发现该通道深层流速和温度具有显著的40~90d周期的季节内变异,且季节内变异强度随深度的增... 雅浦-马里亚纳海沟连接区东深水通道是太平洋深层经向翻转环流携带南极绕极水进入西太平洋的首要入口。基于高分辨率的再分析数值模型结果,研究发现该通道深层流速和温度具有显著的40~90d周期的季节内变异,且季节内变异强度随深度的增加而增加,进一步研究揭示地形罗斯贝波(topographic Rossby waves,TRW)是引起上述季节内变异的主要原因,TRW波解可以解释深层流和温度季节内振幅的垂向变化。通过建立全水体的动力关联研究发现TRW在不同时刻具有不同的能量来源,首先次表层强涡旋经过时可以通过位涡守恒激发深层的TRW;第二,大洋中层存在的强涡旋也可激发深层的TRW;第三,深层平均流可以主要通过正压不稳定过程向季节内TRW提供能量。 展开更多
关键词 雅浦-马里亚纳海沟连接区 季节内变异 地形罗斯贝波 次表层和中层中尺度涡 正斜压不稳定
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宫古海峡典型断面水文特征分析
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作者 王耀环 汪嘉宁 +1 位作者 李家星 魏皓 《天津科技大学学报》 CAS 北大核心 2015年第3期50-56,共7页
宫古海峡是连接东海与太平洋的重要水道,其水文要素变化与两者交换密切相关.文中基于海洋再分析数据集JCOPE2(Japan Coastal Ocean Predictability Experiments 2)的温度和盐度模拟结果,分析了宫古海峡典型断面(KR断面)温度、盐度... 宫古海峡是连接东海与太平洋的重要水道,其水文要素变化与两者交换密切相关.文中基于海洋再分析数据集JCOPE2(Japan Coastal Ocean Predictability Experiments 2)的温度和盐度模拟结果,分析了宫古海峡典型断面(KR断面)温度、盐度、密度垂向分布的变化特征,讨论了密度跃层的季节分布和年际变化.结果表明:(1)KR断面温度在表层大于22℃并随深度降低,1000m左右温度为4℃;盐度(S)在次表层(100~200m)达到最大(S〉34.85),在中层(500~800m)最小(S〉34.30);表层密度低于22kg/m^3,随深度逐渐增加,1,000m左右密度大于27kg/m^3.等密线与等温线分布基本一致,两者在黑潮核心区向下倾斜.(2)KR断面温跃层在126°E以东外海区季节变化分为4个阶段,分别为无跃期(1—4月)、成长期(5—6月)、强盛期(7—9月)和消衰期(10—12月),盐跃层则只存在于7—9月的陆坡处且厚度较薄,密度跃层变化与温跃层一致.(3)密度跃层的分布主要受控于温度,仅在126°E附近近表层海域受盐度影响.100m以浅的海洋密度跃层总时间变化(年际变化与季节变化之和)明显大于中深层,而且黑潮流核处总时间变化明显小于其两侧.水体不同深度的密度跃层主要时间变化机制存在差异,200m以浅季节变化显著,200m以深年际变化显著. 展开更多
关键词 宫古海峡 水文特征 密度跃层 季节和年际变化
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基于数值模式评估细尺度参数化方案在南大洋背风波生成源地的适用性
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作者 何英 汪嘉宁 王凡 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期679-688,共10页
验证基于GM(Garret-Munk)大洋内波普适谱的细尺度参数化方案在不同海域的适用性,对于湍流混合研究来说非常重要。包含背景GM内波场的高分辨率数值模式被用于评估细尺度参数化方案在背风波生成源地处的适用性。细尺度参数化方案主要包括... 验证基于GM(Garret-Munk)大洋内波普适谱的细尺度参数化方案在不同海域的适用性,对于湍流混合研究来说非常重要。包含背景GM内波场的高分辨率数值模式被用于评估细尺度参数化方案在背风波生成源地处的适用性。细尺度参数化方案主要包括基于剪切的G89 (Gregg 1989)方案、基于应变的W93 (Wijesekera 1993)方案、基于剪切和应变的GHP (Gregg-Henyey-Polzin)方案以及对GHP方案中的频率矫正项作出变换的IH (Ijichi-Hibiya)方案。计算结果显示,背风波的生成伴随着海底上方近惯性内波的增强,使得内波场的动能与势能的比值相较于GM内波场偏大。在这种情况下,基于剪切的G89方案会因为高估内波场的总能量而高估耗散率。反之,基于应变的W93方案会因为低估内波场的总能量而低估耗散率。计算结果还显示,已经考虑了内波谱变形的GHP方案仍然会高估耗散率,但IH方案能比较准确地估算耗散率。 展开更多
关键词 湍流混合 细尺度参数化方案 背风波
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通痹操对类风湿关节炎患者患肢功能影响的研究进展
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作者 赵佳璐 王纯 +2 位作者 唐玲 王华新 汪嘉宁 《中西医结合护理》 2023年第4期170-174,共5页
类风湿关节炎(RA)致畸和致残率高,是国际公认的重大难治性疾病。本文从目前国内研究现状出发,从生物力学、中医五脏角度、运动生理、康复医学和运动医学五个维度总结通痹操对RA患者患肢功能的影响,旨在为进一步拓展RA治疗方案提供参考。
关键词 类风湿关节炎 通痹操 痹证 中医护理
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潮滩动力过程影响下扩散边界层和沉积物-水界面扩散通量的变化 被引量:9
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作者 汪嘉宁 赵亮 魏皓 《科学通报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期656-665,共10页
扩散边界层(DBL)控制了沉积物和上覆水间物质的交换,在潮流底边界层(BBL)的动力过程影响下,海洋DBL的厚度变化很大,溶解物质的扩散通量也有很大变化.因此探究影响DBL厚度和扩散通量变化的动力机制是准确估算扩散通量的关键前提,对... 扩散边界层(DBL)控制了沉积物和上覆水间物质的交换,在潮流底边界层(BBL)的动力过程影响下,海洋DBL的厚度变化很大,溶解物质的扩散通量也有很大变化.因此探究影响DBL厚度和扩散通量变化的动力机制是准确估算扩散通量的关键前提,对近海水体营养盐补充和环境二次污染等问题的准确估计有重要意义.利用微尺度剖面仪和高频流速仪等对BBL的动力结构和DBL进行了联合观测.运用线性分布、剖面拐点和浓度方差法较准确地判识了DBL厚度.分别从水体和沉积物一侧计算了扩散通量,两者相差不超过6%.使用PROFILE模式对溶解氧剖面进行了精确模拟,获得了分层的单位体积耗氧速率.结果显示DBL厚度(0.10~0.35mm)和扩散通量(15.4~53.6mmolm2d1)在一个潮周期内均变化了3.5倍.通过进一步分析动力强迫对DBL厚度和扩散通量的影响,发现在平均流速控制DBL厚度占优的潮滩系统中,DBL厚度δDBL和平均流速大小U成反比,通过拟合得到了两者的关系式δDBL=1686.1DU1+0.1(其中D为分子扩散系数).扩散通量的变化分阶段受到了沉积物上覆海水和湍流混合强度变化的影响.在主要受湍流混合影响的阶段,扩散通量和湍动能耗散率、摩擦速度和湍动能的变化都有一定的正相关关系. 展开更多
关键词 扩散边界层 扩散通量 动力过程 溶解氧 微尺度剖面仪 潮滩
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西太平洋深层西边界流研究进展 被引量:4
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作者 汪嘉宁 马强 +3 位作者 王凡 刘彤 张航 张志祥 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期26-36,共11页
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... 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。 展开更多
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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太平洋暖池冷舌交汇区盐度变异机制及气候效应研究 被引量:5
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作者 王凡 刘传玉 +5 位作者 胡石建 高山 贾凡 张林林 汪嘉宁 冯俊乔 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期775-782,共8页
热带中太平洋暖池冷舌交汇区既是冷暖水交汇的区域,也是高盐低盐水交汇之地,形成了以强烈的海表盐度锋、较浅的混合层和较厚的障碍层为显著特征的温盐结构。该区域还是不同类型厄尔尼诺(El Ni?o)发生发展的关键区域,也是气候模式模拟偏... 热带中太平洋暖池冷舌交汇区既是冷暖水交汇的区域,也是高盐低盐水交汇之地,形成了以强烈的海表盐度锋、较浅的混合层和较厚的障碍层为显著特征的温盐结构。该区域还是不同类型厄尔尼诺(El Ni?o)发生发展的关键区域,也是气候模式模拟偏差比较集中的区域。为了研究该区域盐度过程及其时空变异,及其在多大程度上影响热带太平洋上层海洋热力动力结构和ENSO的发展变异这一重要科学问题,国家自然科学基金重点项目"暖池冷舌交汇区盐度变异机制及气候效应研究"于2017年7月正式立项。该项目拟解决的关键科学问题包括:(1)融合多源数据刻画交汇区盐度的三维结构及变异规律;(2)阐明影响盐度锋和障碍层不同时间尺度变异的主要过程及作用机理;(3)阐明交汇区盐度变异,特别是障碍层和盐度锋变异,是如何以及在多大程度上影响ENSO循环及其变异的。通过该项目的实施,有望在热带海洋动力学理论和ENSO动力学理论方面取得突破,为提高ENSO预报水平提供新的思路和依据。 展开更多
关键词 暖池冷舌交汇区 盐度 三维结构 变异机制 ENSO循环
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我国热带西太平洋科学观测网初步建成 被引量:16
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作者 王凡 汪嘉宁 《中国科学院院刊》 CSCD 2016年第2期258-263,共6页
构建热带西太平洋科学观测网是中科院战略性先导科技专项"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"的重点任务之一。热带西太平洋环流系统深刻影响着暖池、厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)和东亚季风的发展,对全球和我国气候变化... 构建热带西太平洋科学观测网是中科院战略性先导科技专项"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"的重点任务之一。热带西太平洋环流系统深刻影响着暖池、厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)和东亚季风的发展,对全球和我国气候变化研究意义重大。随着2015年15套深海潜标及数据的成功回收,世界上最大规模的热带西太平洋科学观测网的初步建成,我国科学家获得了热带西太平洋代表性海域连续一年涵盖海洋上层和中深层水体的温度、盐度和洋流等观测数据,这是世界上首次在这一地区获取高质量、高时空分辨率的定点连续数据,填补了国际上对该海域中深层环流大规模同步观测的空白,为我国大洋观测网的建设和运行积累了宝贵经验,起到了示范作用。该网络将会为我国大洋环流及其对我国气候效应的研究探索提供持续的数据支撑,将提高我国气候和海洋环境的预测能力。 展开更多
关键词 科学观测网 潜标 热带西太平洋 海洋环流系统 气候变化
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