苏拉威西海海面高度多频率季节内变化及其机制分析

本文利用1993-2022年卫星高度计观测数据,分析苏拉威西海海面高度多频率季节内变化信号的时空特征,利用罗斯贝标准模理论给出动力解释。谱分析显示,苏拉威西海海面高度变化存在很强的30~90 d的季节内信号,其平均功率谱密度为半年内信号平均功率谱密度的13倍。这些季节内信号具有离散、不连续的谱峰周期,其中54.0 d和64.4 d的峰值最大,分别为30~90 d信号平均谱值的28倍和23倍。罗斯贝标准模态理论分析显示,近封闭的苏拉威西深海盆存在离散的罗斯贝标准模态。卫星高度计观测的季节内变化与罗斯贝标准模态结果的二维空间结构演化、周期以及西传速度一致,罗斯贝标准模态解的叠加呈现出与海面高度变化相似的方差分布,这说明苏拉威西海海盆的固有振荡是其季节内变化特征形成的重要机制之一。

利用海图数据与卫星影像计算海湾纳潮量——以胶州湾为例

以胶州湾为例,尝试获取胶州湾的三维地形,并利用海湾高、低潮所容纳的海水体积之差计算海湾纳潮量。计算结果表明:胶州湾1992年纳潮量为9.8×108 m3,2005年胶州湾纳潮量为8.9×108 m3,胶州湾纳潮能力下降0.9×108 m3。

三维激光扫描技术在数字城市中的应用

三维激光扫描技术具有精度高、速度快、真实感强、数据量大、作业安全等众多优点,应用领域日益广泛。通过三维激光扫描仪对建筑物进行扫描作业和数据处理,建立建筑物的三维模型,并以Leica的ScanStation2地面三维激光扫描仪为例,讨论激光扫描仪在数字城市中的应用。

胶州湾全域潮流物理模型的相似条件及模型比尺和总体设计

胶州湾全域的变态物理模型以团岛至薛家岛的狭窄口门处为单边界。依据相似理论,确定胶州湾全域物理模型的水平比尺和垂直比尺分别为1:700和1:70。由几何比尺给出模型的流速比尺、糙度比尺、水流时间比尺、流量比尺及潮量比尺。设计胶州湾整体模型的试验水池为宽40m、长50m、深1m。试验采用翻板尾门加双向泵以水位控制为主的生潮方式。确定尾门高度、底坎顶高程、尾门开度范围及其驱动电机功率,给出试验生潮泵的额定流量及蓄水设施的尺寸。为模型试验提供了理论基础,为施工设计提供依据。

粤西陆架温度锋三维结构与季节变化机制分析

基于2018–2019年现场高分辨率温度观测和1993–2021年的CMEMS再分析海表温度(SST)和风场数据,分析粤西陆架海温盐锋的三维结构、季节变化和影响机制。多年SST数据显示,海表温度锋冬季最强、出现概率和覆盖宽度最大,量值分别为0.049℃/km、75%和66 km。春季和夏季次之,而秋季则几乎完全消失。冬季锋面平均离岸50 km,夏季则向岸靠近为23.1 km。2018年春季、夏季和2019年夏季的现场观测进一步给出锋面在次表层的三维结构,结果显示春、夏季20m等深线以浅处均有锋面存在,该锋面是沿岸高温海水与离岸低温海水辐聚而成,随着深度的增加锋面强度减小,覆盖范围向岸收缩。20m以深水域锋面在次表层中强于表层,随深度增加而增强并向岸偏移。相关性和信息流分析发现,海表面风应力旋度和沿岸风是影响粤西陆架海表温度锋面的重要因素。该温度锋存在年际变化,PDO负位相时的La Niña年锋面强度出现极大值,而PDO正位相时的El Niño年则对应极小值。

边缘海与开阔海中尺度涡生命周期演化规律对比分析:以南海和黑潮延伸体为例

本文利用1993—2020年AVISO(archiving validation and interpretation of satellite oceanographic)涡旋轨迹数据,对比分析了太平洋边缘海域--南海与开阔海域--黑潮延伸体区中尺度涡的空间分布特征以及生命周期演化规律的异同。结果表明,南海涡旋特性呈显著的季节性差异,冬夏两季气旋涡(CEs,cyclonic eddies)和反气旋涡(AEs,anticyclonic eddies)极性概率分布呈现相反的“条带状”,冬季CE强于AE,夏季相反;黑潮延伸体区则冬夏季均为CE强于AE,极性概率分布无明显的季节变化。在生命周期演化上,南海和黑潮延伸体区涡旋动能(EKE,eddy kinetic energy)演化曲线均呈现增长—稳定—衰减的特征,且具有不对称性。南海涡旋的增长期短于衰减期,黑潮延伸体区则为衰减期更短。南海夏季EKE曲线变化速率快于冬季,黑潮延伸体区冬季的衰减期变化速率是夏季的1.5倍。平均传播速度演化曲线显示南海气旋涡具有先向西北随后转而向西南传播的特征,纬向平均传播速度为3.3cm·s^(-1);黑潮延伸体区气旋涡呈现西南向传播,反气旋涡呈现西北向传播的特征,纬向平均速度为1.3cm·s^(-1),慢于南海涡旋。两个区域的涡旋传播速度和EKE在涡旋生命周期中的演化均存在显著的负相关。

南海大气二氧化氮时空分布特征及其对海表叶绿素a浓度的影响

【目的】研究南海上层大气NO_(2)柱浓度的时空分布特征及其影响因素,探讨南海大气氮沉降通量及其对海表叶绿素a浓度的影响。【方法】使用2005—2020年大气NO_(2)柱浓度的OMI遥感产品、ERA-5再分析降水数据、边界层高度数据、风速数据以及海洋表层叶绿素a浓度月平均遥感数据,分析南海大气氮沉降通量及其对海表叶绿素a的影响。【结果与结论】南海附近区域大气高浓度NO_(2)主要分布在珠江三角洲。NO_(2)浓度随季节变化较大的区域主要分布在南海北部陆地、陆架;其余海域大气中NO_(2)浓度终年较低。珠江三角洲附近大气NO_(2)柱浓度高值出现在12月及次年1月,年平均氮沉降通量均值为13.50kg·hm^(-2)。南海北部陆架大气的NO_(2)柱浓度峰值出现在3月,氮沉降通量年平均值为4~8kg·hm^(-2),其余海域的NO_(2)柱浓度峰值则出现在3月或4月,氮沉降通量年平均值为0.5kg·hm^(-2)。NO_(2)柱浓度主要受到降水和风速的共同影响,其中,降水通过淋溶作用消耗NO_(2),风则通过稀释作用降低NO_(2)柱浓度,同时,冬季季风还可将南海北部陆地空气中的高浓度NO_(2)输送到南海。强厄尔尼诺事件过后的春季由于中南半岛生物质燃烧的增加以及珠江三角洲区域降水量增加,使得氮沉降通量出现明显增加。吕宋海峡西部,氮沉降能造成约10%的叶绿素a浓度增加。

南海北部冬季陆架波特征

【目的】统计南海北部冬季沿岸传播的陆架波信号,分析其振幅、传播相速度、发生数量的年际变化以及波动对沿岸风的响应。【方法】基于1976—1997年坎门、厦门、汕尾、中国香港、闸坡5个验潮站的水位数据,利用小波分析等方法判断剔潮水位数据中的陆架波信号,并计算其传播相速度。【结果与结论】陆架波冬半年月平均信号数量约为1.34个,波动周期约为60~380 h,坎门、厦门、汕尾、中国香港、闸坡5站陆架波信号的平均振幅依次为0.424、0.425、0.313、0.297、0.314 m。陆架波信号发生数量的变化与厄尔尼诺事件能较好对应。陆架波向南传播过程中在5个站位的频率基本不变,坎门-厦门站之间的传播相速度为11.0~17.3 m/s,厦门-闸坡站的传播相速度为5.7~22.5 m/s,信号的传播性质与陆架波频散关系吻合。由陆架波信号与沿岸风的超前滞后关系得知,南海北部陆架波主要以自由波形式沿岸传播。

三维激光扫描技术在海洋模型试验中的应用

基于三维激光扫描技术,使用Leica ScanStation 2地面三维激光扫描仪对胶州湾物理模型试验地形进行测量。结果表明,三维激光扫描技术比常规的地形测量技术具有更多的优势,为海洋物理模型试验地形提供了一种高效、可行的测量手段。

伶仃洋夏季叶绿素a时间变化特征及分析

文章使用2019年7月5日—20日在珠江河口伶仃洋定点连续观测的海表面叶绿素a质量浓度、海表面气温、气压、风速、风向、海表温度、盐度、流速、流向、遥感降雨量数据和中等分辨率成像光谱仪可见光波段影像,利用小波分析和集成经验模态分解方法分析了观测期间内伶仃洋海表面叶绿素a的时间变化特征及其影响因子。分析结果表明,观测期间海水表层叶绿素a质量浓度的变化范围为0.44~1.75μg·L^(-1),平均值为0.80μg·L^(-1),其变化周期主要为6h、12h和24h。其与相对应周期的潮流存在明显的相位关系,并且在降雨后两者的相位关系发生了转换。7月5日—12日,叶绿素a与潮流基本呈反相位关系,涨急时叶绿素a质量浓度低,落急时叶绿素a质量浓度较高,浓度相差约为0.3μg·L^(-1)。珠江流域在7月8日—13日发生了一次强降雨过程,降雨前后海水表层叶绿素a质量浓度在6h、12h和24h周期波段的振幅由0.02~0.09μg·L^(-1)增加到0.15μg·L^(-1)左右。同时,降雨对珠江河口的叶绿素a质量浓度造成了一个持续80h的增加过程,浓度增加了0.3μg·L^(-1)。发生降雨后,7月13日—20日期间潮流滞后于叶绿素a约6h,水位最高时叶绿素a质量浓度最低,水位最低时叶绿素a质量浓度最高。由以上结果可以看出,降雨不仅引起了河口区叶绿素a质量浓度的增加,还造成了叶绿素a和潮流间相位关系的转换。

吕宋冷涡的年际变化及影响机制分析

基于吕宋岛附近海域1985—2020年的海表温度、风应力和海面高度等卫星资料,分析吕宋冷涡(Luzon Cold Eddy,LCE)强度及中心位置的年际及长期变化趋势,探讨风场和黑潮入侵在LCE变化过程中的作用。结果表明:35 a来,LCE整体呈现减弱趋势,其中心位置最大概率出现在(117°54′E,18°06′N)附近,且存在向西北方向偏移趋势。经验模态分解结果显示:LCE强度和位置的年际变化存在2~3 a、6~7 a以及12~13 a左右的本征周期,其中以3 a左右周期的模态为主导。信息流因果分析显示:LCE强度变化与风应力和风应力旋度互为因果,LCE对风场的影响大于风场对LCE的影响。在3 a时间尺度上,LCE主要受到风的影响,而在10 a以上长时间尺度上,LCE变化则与黑潮入侵更相关。

东海陆架区中尺度涡运动路径的统计特征分析

基于1993—2017年卫星高度计海面高度异常中尺度涡旋追踪数据集,对东海陆架区及从西北太平洋入侵东海的涡旋进行路径分类、季节变化及特征参量统计分析,并结合再分析流场资料,进行背景流场、涡度场分析。研究结果显示,近25 a,在东海追踪到318个气旋涡和276个反气旋涡。根据涡旋运动路径将其分为:东海陆架浅海生成往深海传播型(148个)、深海生成向东海陆架浅海传播型(35个)、沿等深线运动型(180个)、徘徊型(121个)、外来入侵到达东海陆架型(25个)及外来入侵到达东海深海型(85个)。6类涡旋的数量存在明显的季节分布,各个类型气旋与反气旋涡数量的季节分布也各不相同。其中,沿等深线运动型涡在春、夏季的数量高于秋、冬季。陆架浅海区生成往深海运动型涡的季节分布较为平均,气旋式涡在夏季数量最少,在春季和冬季数量较多。黑潮与涡旋数量的季节分布有关。徘徊型涡的平均生命周期最长,约为44 d;陆架浅海生成往深海运动型及外来入侵到达东海陆架的中尺度涡具有最大的平均振幅,为13.2 cm;外来入侵到达东海陆架型涡具有最大的直径,为122 km;外来入侵到达东海深海型涡在进入东海后的生命周期、振幅、直径在数值上均为最小。

冬春季湖光岩玛珥湖水文特征的观测分析

【目的】分析湖光岩玛珥湖流场、温度、密度、浮性频率的三维空间结构、时间演变及其与风场的关系。【方法】于2017年1-4月,用三维超声风速仪、安德拉海流计、ADCP、CTD等进行每月一次的观测,对现场风速,流速、温盐等实测数据进行分析。【结果】表层平均流速为0.05 m/s,其中,表层的平均流速在1-2月为0.03 m/s,在3-4月较大,为0.08 m/s。流向以南向或东南向为主,与观测风向大致吻合。垂向上,次表层流速较小,为0.02 m/s,近底层流速有增大的趋势。1-2月观测表层温度为18.5~21.5℃,温度随深度的增加而下降。跃层主要出现在2~5 m,温度梯度为0.2℃/m。3-4月温度升高到19~26℃,温跃层加深,出现在6~10 m,温度梯度最大达到0.8℃/m。水深2 m处,近岸水浅站位表现为高温低密,12 m处部分深水站位呈现高温。

高中历史课堂提问中的伪开放问题

通过对两节高中历史课堂实录中师生问答部分的分析,揭示了目前课堂中的许多"开放问题"其实并没有真正开放回答,其根本原因是因为教师总是期待学生回答自己预设的答案,使得这些问题都变成了"伪开放问题",从而丢失了这些好问题的思维教学价值。文章最后对教师课堂提问提出了建议,并对批判性思维教学表达了热切的盼望。

一个表面准地转涡旋在Beta平面自由漂移的数值模拟

【目的】研究一个表面准地转涡旋在β平面上的自由漂移及其驱动的流场、能谱演化。【方法】基于谱方法理想数值模拟,研究分析涡旋罗斯贝数以及β效应对流场演化的影响。【结果与结论】与准地转涡旋类似,表面准地转涡旋的漂移速度和其激发的罗斯贝波波速十分接近。漂移过程中不断生成的涡丝使得小尺度波段的能谱趋于k^(-2)结构。涡旋非线性和β效应可以增强涡旋漂移速度,提高涡丝生成速率。