海洋环境适应性保障技术研究进展

原位观测是海洋环境观监测与安全保障的基础手段,对提升海洋环境时空变化规律的认识和数值预报水平起着至关重要的作用。但是实施基于原位观测的海洋环境保障措施存在覆盖范围有限、观测成本高昂,以及非常时期实施困难等问题。随着海洋强国战略的深入推进,未来国家海洋利益空间将不断拓展,海洋环境保障的立体性、复杂性、未知性将不断增强,这对系统化、信息化、智能化的海洋环境保障提出了更高要求。当前有效解决方案之一是通过实施环境适应性保障对有限的原位观测资源布局进行优化设计,最大化海洋环境观测网建设效益。本文系统介绍了美国海军在海洋环境适应性保障建设方面的成果与经验,通过海上试验展现了实施海洋环境适应性保障措施的必要性和优越性,随后梳理了高分辨率海洋水文环境数值模拟技术、海洋水文环境适应性观测敏感区诊断技术、无人移动平台协同组网观测技术及无人移动平台观测资料同化技术等海洋环境适应性保障建设涉及的关键技术及其发展现状,最后总结了我国在海洋环境适应性保障建设方面的研究进展。作为一项复杂的系统工程,海洋环境适应性保障将有助于颠覆传统海洋环境保障模式,牵引我国海洋环境保障装备发展,推动相关研究领域理论和技术进步,对我国海洋环境保障体系建设产生深远影响。

印度洋表面Stokes漂流对IOD事件的影响分析

波浪是影响海表面温度的重要因素。印度洋因其复杂的季风影响,波浪场也同样具有复杂的季节变化。为了进一步研究波浪对印度洋海表面温度的影响,本文利用ECMWF-ERA5发布的近40 a的月平均波浪参数、海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)和表面Stokes漂流(Stokes drift)等再分析数据,采用EOF(Empirical Orthogonal Function)分析和相关性分析等方法,分析了印度洋表面Stokes漂流与IOD(Indian Ocean Dipole)事件的关系。首先单独分析了印度洋风浪和涌浪的空间分布特征,阿拉伯海风浪和涌浪的有效波高和波向受季风影响,季节性变化显著。纬向Stokes漂流的空间分布与风浪相似,受风带影响较大,而经向Stokes漂流则表现出了东边界强化的现象。进一步研究了印度洋纬向Stokes漂流与IOD事件的关系,二者的相关性可达到−0.8左右,并且结果显示:当+IOD事件或者−IOD事件发生,即热带印度洋出现SST异常时,纬向Stokes漂流诱导的波浪输运总是将冷水向暖水区域输运,从而达到调节东西印度洋SST的效果。因此,纬向Stokes漂流通过诱导东西向的水体输运可以加速IOD事件的衰退。

印度洋波浪诱导的水体输运效应及其对赤道SST异常的影响

波浪诱导的水体输运会对海洋产生大尺度影响。结合波浪大尺度效应的研究现状和印度洋涌浪分布的事实,利用ECMWF-CERA20的波浪、海表面温度(SST)及风场数据,采用多种统计分析方法,研究了波浪输运与赤道印度洋SST的潜在关系。结果显示:中高纬度波浪输运异常的低频信号在空间、周期上与赤道SST异常均有高度相似性;Stokes漂流纬向、经向异常呈现出南—北、东—西的振荡,其第二模态时间序列与印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)指数存在强相关性并在La Ni a次年的负IOD事件中达到最高:相关系数在ACC区域纬向异常超前6个月时接近0.6,中纬度区域经向异常在超前3个月时达到0.7。在La Ni a次年的负IOD中,波浪经向输运异常的相位(超前三个月)与赤道SST异常相位呈全年反相位,经向浪致输运异常造成的东—西热量输运差异对赤道SST异常分布有不可忽略的贡献。

面向智慧停车管理的宁波市鄞州区道路停车调研分析

本文通过介绍宁波市鄞州区的停车现状,分析了其停车发展的"瓶颈"和原因,结合智慧停车管理模式和"万达片区"智慧停车试点项目,提出了该区域实施智慧停车管理的对策和建议。

海洋飞沫对热带气旋影响的数值模拟研究——以“鲇鱼”台风为例

本文在海-气-浪-沉积输运耦合模式COAWST(The Coupled-Ocean-Atmosphere-Wave-Sediment Transport Modeling System)中,添加包含海洋飞沫效应的拖曳系数CD和热焓交换系数CK参数化方案,探讨海洋飞沫的动力学和热力学效应对热带气旋的影响。数值实验结果表明,海洋飞沫效应可有效改进热带气旋的路径模拟结果;只考虑海洋飞沫动力学效应时,对海表动量通量的影响甚少,可使向上感热通量和潜热通量略有增加;同时考虑海洋飞沫动力学和热力学效应时,可使海表动量通量略有增加,并使向上感热通量和潜热通量显著增加,海洋飞沫主要通过热力学效应有效增加热带气旋强度,对热带气旋强度模拟的改进效果相比于仅考虑海洋飞沫动力学效应更显著。

南太平洋Stokes漂流在厄尔尼诺衰退过程中的降温作用

赤道东太平洋海表面温度的变化在全球气候变化中扮演着重要的角色,波浪是影响海表面温度的重要因素。为了进一步研究波浪对全球气候的影响,利用ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)发布的波浪参数、海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)等再分析数据,采用EOF(Empirical Orthogonal Function)分析和超前滞后相关分析等方法,分析了南太平洋涌浪区Stokes漂流与厄尔尼诺事件的关系。首先选用一种涌浪指标和多个涌浪特征值总结了全球的涌浪特征,得到涌浪在低纬、南半球和大洋东边界更占优的结论,并由此划定南太平洋涌浪区,发现了其连接南大洋和赤道东太平洋的通道作用。进而研究了南太平洋涌浪区Stokes漂流对赤道东太平洋SST的影响,结果显示:在厄尔尼诺事件发生后,该区域的经向Stokes漂流会产生强化,波浪诱导的Stokes漂流会将高纬冷水输送到低纬海域,使得低纬海域降温,加速厄尔尼诺事件的衰退,进而影响到全球气候。本文为解释厄尔尼诺的衰退提供了新的思路,也为波浪的大尺度效应研究开辟了新的方向。