海冰热力模式的辐射参数化方案在渤海和波罗的海应用的比较

研究了海冰热力模式中的各种辐射参数化方案,对比了模式计算的太阳短波辐射、大气长波辐射以及海冰热力变化,并利用渤海和波罗的海观测资料进行比较和误差分析.冬季大部分时间太阳短波辐射对海冰热力过程的作用有限.简单计算方案一般满足海冰模式要求.误差主要受云和冰雪表面与大气之间的多重反射影响.长波辐射对表面热平衡和海冰质量变化起重要作用.长波辐射参数化方案的计算结果受环境因素影响.云量参数化有待进一步改进.海冰模式计算结果的精度与长波辐射计算精度有一致性.

渤海潮汐和潮流数值计算

本文采用交替方向隐式方法积分二维非线性潮汐方程组，在开边界给定潮汐调和常数，计算渤海海域最有代表性的半日分潮Ｍ２和全日分潮Ｋ１，利用准调和分析方法给出了两个分潮的同潮图和潮流椭圆圈。与实测结果比较，计算结果是令人满意的，基本上反映了渤海半日潮和全日潮波运动。本文也计算和讨论了潮汐能量平衡和耗散及潮流分布。利用潮汐和风暴潮耦合模式模拟了潮汐和风暴潮的相互作用。

渤海海冰业务数值预报系统

海冰业务数值预报经过二年不断改进、完善和提高，目前已经建立了包括大气、海洋和海冰模式在内的数值预报系统及资料管理、业务预报和微机通信一体化的预报服务系统。海冰数值预报作为一种新的预报手段将产生显显的社会和经济效益。本文分别介绍海冰数值预报系统，业务运行，预报产品通信传输，资料管理和预报产品检验方案。

中国海区风暴潮数值试验

本文叙述中国海区9个台风风暴潮个例数值模拟结果。整个中国海海域分成三个子区,采用交替方向隐式差分方法积分模式方程组,计算结果指出所提出的方案对业务预报的可能性和进一步急待解决的问题。

北部湾海区风暴潮数值模型和数值模拟

北部湾是一个半封闭的超浅海。本文在数值试验的基础上，提出了一个研究该海域台风风暴潮的数值模型。数值模式为二维深度平均流模型，采用嵌套细网格技术，细网格分辨率为沿经纬方向０．１°，细网格边界值由粗网格提供。台风风场计算采用Ｊｅｌｅｓｎｉａｎｓｋｉ模型风场．模式方程组的数值解由交替方向隐式（ＡＤＩ）方法积分得到。本文对该海域最常见的两种台风移行所引起的风暴潮进行了数值模拟。与几个潮汐观测站的增水记录比较，计算结果基本上反映了台风引起的水位变化，对研究和模拟该海域台风风暴潮是适用的，可用于该海域风暴潮数值预报试验。

渤海海冰漂移数值研究

本文利用海冰－海洋动力耦合模式对渤海典型天气形势下海冰动力过程作了数值模拟，海冰模式建立在动量和质量守恒基础上，忽略了海冰变化的热力过程。海冰厚度被划分为三类：堆积冰、平整冰和开阔冰，冰的形变由一个厚度的重新分布约束条件确定。海洋模式是一个二维风暴潮模式．同时考虑了潮汐的作用。风场资料来自于沿岸气象观测站每日四次的风观测，计算网格是十分之一经纬度。主要的分析和模拟是在大气和海洋共同作用下海冰的漂流特点。观测结果比较表明，数值模拟结果基本上反映了该海域流冰的漂移性质，同时也可为短期冰情预报提供有益的参考。

加强顶层谋划 促进海洋事业和海洋经济持续健康发展——战略规划与经济司“十二五”工作回顾及“十三五”工作展望

在国家海洋局党组的正确领导下,"十二五"期间,战略规划与经济工作着眼建设海洋强国总目标,围绕制定海洋发展战略,推进海洋基本法立法,编制实施国家海洋事业规划、全国海洋经济规划和全国海洋主体功能区规划,加强海洋经济运行监测评估,促进海洋经济健康发展等中心工作,加强战略研究,创新工作思路,密切部门合作。

深入参与国际海洋事务 切实维护国家海洋权益

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》中明确提出了"保障海上通道安全、维护我国海洋权益"的规划建议。维护国家海洋权益和周边稳定工作涉及我国主权、安全和发展利益,党中央、国务院领导高度重视,全国人民也高度关注。维护国家海洋权益是国务院赋予国家海洋局的重要职责。2011年2月,"全国海洋厅局长暨党风廉政建设工作会议"在北京召开,会议对"十一五"期间开展的维护海洋权益与国际合作工作给予了充分肯定,提出了"十二五"期间"要着力做好维护国家海洋权益和通道安全的保障工作"的思路,从维权、维稳和参与国际事务等方面部署了2011年主要工作任务。为了贯彻落实"全国海洋厅局长暨党风廉政建设会议"精神,准确把握当前国内外海洋事务新形势,做好"十二五"期间特别是2011年的海洋维权和国际合作工作,国家海洋局国际合作司也及时于3月10日召开了2011年维护国家海洋权益与国际合作工作会议,对相关工作进行了研究和部署。

打通海洋信息资源“大动脉” 推进海洋信息化进程——《关于进一步加强海洋信息化建设的若干意见》解读

"信息孤岛、分散管理、业务难协同"是当前制约海洋信息化向纵深发展的主要问题。为从根本上解决国家海洋信息化工作中面临的这些深层次问题,国家海洋局信息化工作领导小组统筹考虑,谋篇布局,提出了打造海洋信息通信"一张网"、国家海洋信息资源"一朵云"、海洋政务服务"一个平台"、海洋管理决策"一片海"的"四个一"系统工程,并向国家海洋局系统和沿海省、市、自治区海洋主管部门印发了《关于进一步加强海洋信息化建设的若干意见》。该意见对优化海洋信息化发展环境,增强海洋信息化发展能力,提高海洋信息化应用水平,破解国家海洋局信息化建设中的突出问题,全面推进海洋信息化建设工作具有重要指导意义。

渤海风暴潮数值预报的试报

本文概括地总结了1989年1月至5月渤海风暴潮数值预报的试报结果,结果表明所采用的大气模式和边界层模式与风暴潮模式联接的预报系统,计算稳定性满足日常预报要求,但其预报精度还需进一步提高,并提出了进一步改进的途径。

近年国外海冰研究的主要问题

本文介绍了近年国外海冰研究的主要方向,特别是海洋遥感技术的应用,着重介绍了BEPE-RS-88和BEERS-91波罗的海海冰卫星遥感计划和试验,同时也介绍了近年国外海冰数值研究和数值预报的发展。

近30年北极海冰异常变化趋势

在过去30年间,北极气候发生了前所未有的异常变化,北极海冰变化更是经历了令人瞩目的、从平缓到突变的缩减过程,因此,北冰洋及其海冰的研究得到广泛的重视。综述当前国内外有关北极海冰快速变化的研究工作,对这些大气的现场观测和卫星遥感资料的分析,以及一些全球和区域气候模拟的结果,基本上一致地指出了近30年来北极海冰的快速衰减趋势,尤其是夏季北极海冰正以每10年超过10%的变化幅度快速减少。从海冰的基本物理特征、与大气海洋相互作用的物理过程、及其对全球和北极气候变化的响应和反馈机制,研究形成这种快速变化的因子——海表面气温增暖,太平洋与大西洋入流的热盐性质变化,以及大气环流模态的影响等。

海冰动力学过程的数值模拟

讨论了海冰动力学性质并阐述决定海冰漂移的动量平衡，冰脊和水道形成及确定冰应力与形变、强度之间关系的海冰流变学。提出了模拟海冰动力学过程的数值模式，模式中冰厚分布由开阔水、平整冰和堆积冰３种要素表示．在这３要素的预报方程中引入形变函数，采用一种参数化方法模拟冰脊和水道．为了表示冰内相互作用，将海冰作为一种非线性粘性可压缩物质，采用粘－塑性本构关系。本文还概述和讨论了模式中所采用的数值方法，应用此模式模拟了渤海、波罗的海的波的尼亚湾和拉布拉多海的冰漂移．渤海冰漂移模拟结果明显地显示出潮周期变化，还模拟了渤海的冰脊和水道，进行了海冰流变学参数的敏感性试验．并将此冰模式与大气模式和边界层模式联接，给出渤海海冰预报结果。

南极中山站附近海域固定冰的夏季变化

利用中国第21、22次南极科学考察(2004/2005、2005/2006)对中山站附近海域固定冰物理特性系统观测的结果,特别是依据其中2005年11月下旬至2006年1月下旬的现场实测数据详细分析了中山站附近海域固定冰消融过程物理性质的变化特征。结果表明:此区域固定冰从11月下旬开始消融,融冰期为62 d;同时,融冰期冰下水体温度迅速升高;在不断增强的太阳短波辐射和海洋热通量作用下,海冰温度也逐渐上升,并出现"相对冷中间层";热力和动力外强迫作用下,2005年12月18日—2006年1月14日期间此区域固定冰边缘线后退了20.9 km;另外,2005年12月18日固定冰边缘区走航冰厚监测结果还表明,边缘区海冰厚度在向岸方向有明显的增加趋势,并且随着接近海岸海冰厚度的离散程度逐渐减小。

2003年夏季北冰洋海冰动力学特征参数

以2003年的中国第2次北极科学考察的海冰物理过程调查数据为依据，分析了海冰动力学特征并给出体现动力学特征的定量参数。这些参数指出：现场调查的海冰密集度同NOAA冰图上的密集度相比低2—3成．而厚度比1999年的中国首次北极考察结果减少2m；冰层底面起伏方差约是冰层表面积雪起伏方差的3．8倍；浮冰最快以1300m／h速度运动并伴随振荡旋转。实测浮冰向东北运动时，旋转角度增加，最大达到37．8°，东南方向旋转时，角度减小；浮冰运动的振荡周期为12.45h，同该纬度惯性流振荡周期一致，体现出惯性流对浮冰运动的贡献。

基于遥感影像的北极海冰厚度和密集度分析方法

基于2003年7月至9月中国第二次北极科学考察所获取的大量海冰影像资料,完成了走航期间74.11°N—79.56°N,144.17°W—169.95°W范围内海冰厚度和密集度的提取。本文总结了从船侧录像中提取冰/雪厚度以及从航拍图像中提取冰密集度的方法,并描述了提高所取参数可靠性应采取的分析技术和现场调查的处理措施。本文方法具有一定的普适性,可以应用到渤海海冰和极地海冰的研究中。

基于质点-网格模式的海冰厚度变化过程数值模拟

根据渤海冰情,在海冰动力学和热力学研究基础上,应用一种质点-网格海冰模式于渤海海域.该模式采用了质点-网格法,有效地避免了传统模式的数值扩散问题.该模式采用了冰厚分布函数,用多种类型冰代替用于渤海业务预报的平整冰、堆积冰和开阔水3-level模式.进行理想场的数值试验,模拟冰厚变化动力过程.还使用该模式和业务预报模式对于实际渤海冰情进行了不同个例的预报试验,发现该模式在提高冰外缘线预报精度方面有一定的优势.

1979-2012年北极海冰范围年际和年代际变化分析

利用美国冰雪中心发布的海冰密集度数据,对1979—2012年北极海冰范围进行年际和年代际变化分析。结果表明:(1)海冰在秋季融化速度最快,其次为夏季、冬季、春季。2000年后春季下降速率变缓,而其他季节融化速度加快;(2)由于多年冰的融化,太平洋扇区在夏秋季节融化速度要高于其他海区。而大西洋扇区在冬季和春季海冰的融化速度要快于夏秋季节,主要是因为大西洋海温升高;(3)东半球在夏秋季节海冰融化的范围要大于西半球,因此东北航道比西北航道提前开通应用。而整个北极区域近几年春季融化速度变缓,则主要是西半球的作用;(4)从空间分布年代际变化来看,1989—1998年最接近气候态,1979—1988年密集度偏大区域主要在巴伦支海和东西伯利亚海,2009—2012年海冰密集度较常年显著偏小,东半球密集度减小幅度比西半球更大,尤其是冬春季在巴伦支海,夏秋季在楚科奇海。春季时由于风的作用,白令海附近海冰密集度异常偏大;(5)北极区域海冰范围在冬春季比夏秋季突变明显,基本在2003年前后,海冰范围变化周期为6年。

北极海冰数值预报的初步研究——基于海冰—海洋耦合模式MITgcm的模拟试验

利用最近发展的MITgcm(麻省理工学院通用环流模式)海冰—海洋耦合模式,以NCEP(美国国家环境预测中心)再分析资料为大气强迫场进行了1992年1月至2009年12月北极海冰数值模拟。结果表明,此模式能很好地模拟卫星观测的北极海冰季节和年际变化,具备很好的北极海冰数值模拟能力。以此为基础,对2009年7月和10月北极海冰消融和增长两个例分别进行了4组后报试验研究。试验分别以NCEP再分析气候场、NCEPGFS(全球预报系统)预报资料为大气强迫场,并采用了两种不同的融合SSM/I(专用微波成像仪)海冰密集度的初始化方案。预报结果与SSM/I的对比,以及预报技能分析表明,此模式具备对北极海冰的短时预报能力。大气强迫场的不同对海冰预报的改善不显著,而初始化考虑SSM/I海冰密集度以减少初始误差的预报能更好地模拟出海冰的消融和增长。此外,模式模拟的海冰密集度略为偏高,对海冰冻结过程的模拟能力要优于消融过程。

一个东海嵌套网格台风暴潮数值预报模式的研制与应用

建立了一个覆盖东海的两重嵌套网格高分辨率台风暴潮数值预报模式 .粗、细网格模式分辨率分别为 6′和 2′ .两套网格的嵌套采用单向松弛套网格技术 ,即在细网格的内边界附近建立了一个“过渡区” ,对预报的物理量进行松弛 ,使粗、细网格模式变量逐步过渡 ,避免了边界附近寄生波的产生 ,从而增加了模式的稳定性 .利用该模式 ,对显著影响东中国海地区的 6次风暴潮过程进行了后报和预报试验 .与观测资料比较 。