台湾海峡中的开尔文波

本文介绍了台湾海峡中K_1分潮波的特征,建立一个K_1开尔文波模型,并以此预报K_1分潮波的主要特征。发现预报值与实测值相当接近;K_1分潮波具有开尔文波的基本特征。

有蒸发-风反馈和海-气相互作用的CISK开尔文波——热带季节内振荡机制的进一步研究(英文)

将波动-CISK(积云对流加热反馈)、海-气相互作用和蒸发-风反馈都引入一个简单理论模式,研究了它们在驱动热带大气季节内振荡(ISO)中的作用。其结果表明．波动-CISK在减慢激发波的位相速度以接近观测到的热带ISO的移速过程中起主要作用;而蒸发－风反馈的主要作用是使激发波不稳定;海-气相互作用在减慢激发波的移速方面也有一定作用。因此,波动－CISK和蒸发-风反馈可认为是热带ISO的主要动力学机制。本研究还表明,由于蒸发-风反馈和海-气相互作用的影响,激发波是一种频散波,这种频散性可以更好地解释热带大气中ISO的活动特征。

热带西太平洋季内震荡相关的赤道开尔文波对厄尔尼诺事件影响的初步探索

从海洋Kelvin波的角度研究了热带西太平洋季节内振荡(Madden-Julian Oscillation,MJO)对厄尔尼诺(El Nino)事件的影响。通过资料处理确定了热带西太平洋MJO相关的风应力强迫产生的海洋Kelvin波指数K,该指数代表了Kelvin波的强度。通过对比指数K与温跃层深度的变化,分析指出当El Nino事件发展过程中出现强MJO相关的海洋Kelvin波,并且该东传波动传递的是温跃层异常下沉信号时,会增大El Nino事件的振幅,对El Nino事件的发展起到重要的促进作用(1997/1998年El Nino事件);当MJO相关的海洋Kelvin波较弱时对El Nino事件影响不大,而且当传递的是温跃层异常上升信号时反而会对El Nino事件的发生与发展起到阻碍作用。总之,热带西太平洋MJO事件对El Nino事件在特定的情况下有重要影响,但并不能决定El Nino事件的发生或终结。

极光猎手的两个新发现:稳定极光红弧和开尔文波

在极光拍摄时,竟然发现了两种特殊的结构。稳定极光红弧2023年4月24日晚11点30分,受到日冕物质抛射的影响,预报可能会有G2甚至G3级的地磁暴,这意味着极光指数将达到KP=7。我接到消息后,立即从乌鲁木齐北上至北纬46°的克拉玛依,尝试拍摄极光。凌晨3时53分,开始拍摄到红光,并迅速布满整个画面,之后出现柱状结构。

2020—2022年与2010—2012年两个“二次变冷”La Nina事件的特征与机制对比

厄尔尼诺-南方涛动(EI Nino-Southern Oscillation, ENSO)是由热带太平洋海-气相互作用产生的显著年际变率,其负位相的拉尼娜(La Nina)事件对中国极端天气有巨大影响。本文利用海洋、大气观测、再分析资料集,对比研究了2010—2012年和2020—2022年两个“二次变冷”La Nina事件演变过程中各阶段的物理过程和机制。结果表明,2010—2012年La Nina事件第一个峰值强于2020—2022年La Nina事件,但第二个峰值较后者弱,且其海表温度异常(Sea surface temperature anomaly, SSTA)偏西,该SSTA的强度和位置特征可从次表层海温异常得到进一步验证。另外,赤道太平洋的东风异常也在2010年夏秋季明显比2020年偏强、偏西;而偏东且增强的东风异常使2020—2022年La Nina事件的第二个冬季峰值强于2010—2012事件。通过海洋混合层热收支诊断分析,纬向平流反馈(海表面热通量异常)是引起La Nina事件发展(衰减)的主要因素。在发展阶段,东风异常引起的纬向海流异常将冷水向西输运,成为赤道中-东太平洋冷SSTA发展的主导因子,垂直方向温跃层反馈过程的贡献也不可忽略。本研究以近十年来的两个“二次变冷”La Nina事件为例进行定性和定量的对比分析,明晰了二者生命演变史过程中的物理机制,为探究La Nina事件生消机理和ENSO不对称性在全球变暖下的可能变化提供了一定的参考。

基于粒子系统的舰船航迹仿真

提出一种基于开尔文波理论和粒子系统技术的船行波模拟方法,采用开尔文波理论构建二维船行波模型,使用粒子系统技术对船行波的三维模型进行动态建模,从实际观察出发,根据艏浪、艉浪的形状特征、作用范围和浪花的随机运动特性,给出艏浪、艉浪的粒子系统建模方法。实验证明该方法能快速逼真地模拟舰船航行时的航迹。

超强与普通厄尔尼诺海-气特征差异及对西太平洋副热带高压的不同影响

利用NCEP/NCAR再分析资料、GODAS海洋资料、哈得来中心海表温度(SST)以及中国国家气候中心(NCC)环流指数数据,依据美国气候预测中心的厄尔尼诺事件标准筛选出1980—2016年的超强与普通厄尔尼诺事件,对比了两类事件的不同生命阶段内海表及次表层温度特征的差异,并探讨了其对西太平洋副热带高压(西太副高)的不同影响。结果表明,对超强厄尔尼诺事件而言,海表温度正距平发展早且迅速,其大值中心偏东,纬向梯度强,但对普通厄尔尼诺事件而言,海表温度正距平中心偏西,纬向梯度小。厄尔尼诺事件的发展源于次表层海温距平(SOTA)随开尔文波东传并沿温跃层上升到达海表,其波动前部区域异常垂直海流对次表层海温距平的变化起重要作用;当海气激烈耦合时,可在温跃层激发出更强的海洋波动,使得次表层变暖更明显,激发出强的厄尔尼诺事件。海温异常强迫出的大气异常环流的强度与强迫源的强度关系密切。两类厄尔尼诺均能通过异常的沃克环流引起大气Gill型响应,使得西太副高偏强、西伸,且当超强厄尔尼诺发生时,异常沃克环流更强,海洋性大陆区域上空的异常强辐散导致Gill型响应而产生的反气旋更强,对西太副高的影响更甚。印度洋海表温度对厄尔尼诺的滞后变暖所带来的影响在上述亚太大气环流的持续异常中起重要作用。这些结果有利于加深对不同类型厄尔尼诺事件及影响西太副高机理的认识。

简单的热带海气耦合波——Rossby和Kelvin波的相互作用

本文分析了当大气和海洋中未经耦合前的自由波分别为Kelvin波和Rossby波,经相互作用后所产生的耦合波的性质。结果表明,不管大气的自由波为Kelvin波或Rossby波,而海洋的自由波为Rossby波或Kelvin波,经相互作用后的耦合波可以分成两类。一类耦合波的色散关系接近自由的Kelvin波;另一类则由不同经圈模的Rossby波经相互作用后的耦合波。这两类波都具有不稳定性。文中讨论了耦合波的传播和不稳定的物理机制,并指出这类不稳定的热带耦合波,对研究ENSO事件中的某些现象有一定的参考意义。

滤除ENSO信号前后夏季热带印度洋海盆尺度海温距平对西太平洋副热带高压的不同影响

使用NCEP/NCAR再分析资料、哈得来海表温度和中国国家气候中心的西太平洋副热带高压(西太副高)特征指数,对比分析了ENSO背景下的夏季印度洋海盆尺度模(Indian Ocean basin mode,IOBM)与独立于ENSO的纯IOBM(pure Indian Ocean basin mode,IOBM_P)对西太副高的影响机理。结果表明,滤除前期ENSO信号后,西北太平洋上为海温负距平,并在其西北侧强迫出Gill型反气旋。另外,印度洋与海洋性大陆间存在西高东低的海温距平梯度,印度洋正、负海温距平激发出的赤道开尔文波影响至海洋性大陆西部地区,强迫出的异常大气环流关于赤道基本对称。加之此时中国南海至西北太平洋地区降水偏弱,潜热释放偏少,从而非绝热冷却,导致西太副高异常偏强、偏南。而在前期厄尔尼诺的影响下,次年夏季印度洋与海洋性大陆地区均有利于出现海温正距平,开尔文波的影响偏强、偏东,强迫出的异常环流偏向北半球,通过"埃克曼抽吸"和非绝热冷却在对流层低层制造出异常负涡度进而影响西太副高,使其明显偏强、偏西、偏南。由于IOBM_P在2和8年周期上对西太副高的影响最明显,而ENSO信号中主要是3—7a的短周期振荡,因此,ENSO背景下的印度洋变暖对西太副高的遥强迫实际包含了来自热带中太平洋的3—7 a周期信号的滞后影响和印度洋地区局地变化特别是2和8年周期变化的作用。这些结果为人们深入理解西太副高变化规律和做出有效预报提供了线索。

2014—2016年超强El Nio事件的发生发展过程与机理分析

本文主要分析了2014—2016年超强El Nio事件的发生发展过程与机理。结果表明,整个El Nio生命期长达2 a左右(2014年4月—2016年5月),其演变过程可划分为4个阶段:1)早期的西风连续爆发(2013年12月—2014年4月)。连续三次西风爆发不但改变了热带中东太平洋长期盛行的偏东信风,同时也开始改变了中东太平洋长达12 a的平均冷水状态,使海表温度开始增暖,在2014年初春超过0.5℃,标志着一次新的El Nio事件可能在赤道中太平洋发生。2)交替的减弱与增强期(2014年6月—2015年8月)。赤道西太平洋继续发生了6次西风爆发,不但维持和增强了赤道中东太平洋的增温,而且通过了两次(2014年5—8月与2015年1—3月)海洋增暖的减缓期或障碍期,使初生的El Nio事件不但未夭折,而且明显的增强为一次强El Nio事件。Nio3.4区海温指数在2015年8月达到2℃。相应,赤道太平洋次表层中也观测到有6次暖Kelvin波东传,其正的热含量距平不但维持了赤道中东太平洋的连续增暖,也使El Nio的类型由中部型向东部型过渡。3)发展的鼎盛期(2015年9月—2016年2月)。西风出现2次更强的爆发,相应中东赤道太平洋对流活动异常强盛,Nio3.4区快速增温,在2015年11月达到3℃,增强到其超强阶段。4)快速衰减阶段(2016年3—5月)。El Nio迅速从Nio3.4区的2℃减少到0.5℃。以后很快开始向冷海温过渡。2016年7—8月,Nio3.4区海温已接近-0.5℃。这种快速转换是延迟振子理论的一种体现。通过本文分析,可以得到,这次El Nio发生发展与冷暖位相转换的观测事实与目前的理论结果(如充电振荡与延迟振子理论)是一致的。正因为如此,基于这些理论的El Nio预报也是相当成功的。这清楚地表明El Nio理论研究的成果对于相关业务预报发展具有明显的科学支撑力。

热带强对流区域的位置和水平尺度对大气低频振荡的影响

利用包括CISK机制的简单三维热带大气模式研究强对流活动的位置和水平尺度对热带大气低频振荡的影响.结果表明强对流活动的经向位置对低频振荡有重要影响.当对流活动在赤道印度洋和赤道西太平洋加强时,在赤道印度洋地区激发出低频振荡并向东传播,周期为 2 8d左右,扰动为Kelvin Rossby波型,具有明显斜压结构,低层辐合,高层辐散;然而,当对流活动在热带印度洋和热带西太平洋,即菲律宾附近地区加强时,在热带西太平洋地区激发出向西传播的低频振荡,周期为 3 0d左右,扰动为弱Rossby波型,斜压结构,且与南亚季风有紧密关系.研究结果还表明,强对流活动的纬向位置对振荡周期和结构没有直接影响,但强对流区域的尺度大小对热带大气低频振荡的周期有明显影响:强对流活动区域的纬向尺度越小,所激发的低频振荡的周期就越短.热带大气中的 1 0～ 2 0d振荡,可能是由较小区域的对流活动激发出来的.

1998-1999年间负位相印度洋偶极子事件的长波动力机制研究

使用美国海洋环境预报中心(NCEP)逐日的表面风场和热通量强迫的大洋环流模式(LICOM)研究了1998-1999年负位相印度洋偶极子(IOD)事件期间赤道印度洋环流长波动力机制的年际变化。模式能够很好地模拟出高度计资料的海面高度异常。使用垂直模分解方法对模式输出进行赤道波分解,结果表明:西边界反射在负位相IOD事件发生、发展和衰亡过程中起了重要作用。虽然西边界反射在正、负位相IOD期间均起到了重要的负反馈作用,但两者的来源机制却是不同的。在1998-1999年负位相IOD事件期间,西边界处产生的两个上翻的开尔文波均来自赤道罗斯贝波在西边界处的反射。第一个上翻的开尔文波主要在西印度洋和中印度洋发生作用,由于受到西风异常强迫的下沉的开尔文波的影响,它并没有成功到达东印度洋,但是却一定程度上削弱了中东印度洋的下沉异常;而第二个上翻开尔文波成功到达东爪哇沿岸终止了那里的下沉异常,最终终止了负位相IOD事件。首次从赤道长波动力学角度解释了1998-1999年负位相IOD事件的结束机制,有利于进一步了解IOD对印度洋周边气候甚至太平洋的影响。

浅水波示意图

补充了《地球物理流体力学导论》第三章浅水模式中开尔文波、庞加莱波与罗斯贝波的波动图形,以便学生更好地掌握这三种波动的结构。

El Ni■o研究的进展兼介1986—1987El Ni(?)o期间的海洋事件

文中综述了El Ni(?)o现象的调整、监测及研究的进展,同时指出了尚待进一步研究的问题。此外,还简介了根据“中美热带西太平洋海气相互作用联合研究”四个航次的考察资料并结合美国NOAA提供的SST和夏威夷大学Wyrtkl博士赠送的水位资料对1986—1987El Ni(?)o期间的海洋事件的研究结果。

关于中层大气动力学的研究进展

中层大气(Middle Atmosphere)是近十多年来广泛使用的一个新名词。它是指从对流层顶到湍流层顶约100km之间的大气层。它由平流层、中间层(Mesosphere)与热层下层所组成,占据着大气总量约20％左右。中层大气与对流层大气不同,它没有水蒸汽的凝结,不与海洋及地表直接进行交换,不直接受到地形的作用,因此,就会产生中层大气固有的大气环流。但是,由于中层大气位于对流层之上,这样在对流层产生的波动有些会传播到中间层,如在对流层由于大尺度地形和海陆纬向分布的不均匀性所产生的行星波可以传播到平流层与中间层;并且,由于波在传播中,它的能量密度是守恒的,

前期春季西北太平洋潜热通量与中国南方秋季降水的联系及其可能的物理机制

利用中国科学院海洋研究所提供的印度洋—太平洋海洋热通量资料,研究了1989—2010年中国南方地区秋季降水与前期春季西北太平洋潜热通量年际变化的联系,并讨论了其可能的物理机制。结果表明,前期春季4月西北太平洋(15°—30°N,150°—170°E)潜热通量与中国南方秋季降水有显著的正相关,当前期关键区潜热通量偏高(低)时,则中国南方秋季降水偏多(少)。分析发现前期关键区潜热通量强弱主要由西北太平洋上空气旋性风切变造成,当前期4月关键区潜热通量偏大时,该关键区正处于西北太平洋上空气旋性风切变北侧大风区中,而在其南侧的赤道强西风使得日界线附近出现海温偏高。随后,次表层高海温伴随开尔文波东传,相应地其北侧的低海温伴随罗斯贝波西传,于秋季西传至热带西太平洋地区,并激发出菲律宾反气旋,从而有利于热带洋面暖湿水汽向中国南方输送,使得南方地区降水偏多,反之亦然。

气旋引发渤海异常增水特征研究

分析了渤海两次由不同强度气旋引发的异常增水过程,分析结果表明:当气旋强度强,影响时间长,则存在若干周期的异常震荡增水,位于湾底的潮位站各周期最大增水呈现"跳绳"形态;反之则可能在一个周期内,异常增水波便消散。建立渤海异常增水模型,推导增水波传播速度,即为开尔文波的形式。两次过程增水理论与实际传播时间平均误差为1.0 h和0.75 h,说明渤海异常增水波传播符合开尔文波特征。根据气旋强度和辽东湾各站的风暴潮情况,按照各站间的理论传播时间特征可以有效解决和提高此类风暴潮过程的漏报错报情况。

赤道加热对大气波动的影响

研究了赤道大气加热对大气波动的影响,结果表明:(1)赤道加热可以产生赤道对称的定常气压波动,其强度与加热特别是凝结加热密切相关;(2)当加热强度变化时,可激发产生东移的开尔文波和西移的Rossby波重力波。

鱼粉月报:1月交投活跃 2月将维持稳定

1月鱼粉市场走势较强,市场交投活跃。步入2月份,传统春节长假来临,我国鱼粉市场假期氛围浓厚,市场交投寡淡,料2月鱼粉价格维持稳定,超级蒸汽级鱼粉在12000~12300元/t整体概率较大。步入元月,鱼粉市场走势趋强,市场交投活跃。月内国内鱼粉市场进入节前备货阶段,港口鱼粉出货明显好转,加之外盘坚挺,以及人民币大幅度贬值,届时鱼粉厂商抓住挺价时机,上抬报价。

鱼粉月报:3月成功突围 4月稳中偏强震荡

3月鱼粉市场有所回暖,进口量会下降,但国内尚有库存,供应仍相对充裕,受各方因素影响,4月份鱼粉市场将继续稳中偏强震荡。1鱼粉价格大幅上涨3月鱼粉行情进行了一次成功突围。具体来看,随着国际市场在秘鲁的进一步采购,秘鲁鱼粉可售库存降至2万t以下低位,持货较为集中,秘鲁当地鱼粉报价飙升,其中外盘报价涨至1900美元/t,较3月初时上涨150美元/t,部分厂商进入暂停报盘状态。故受外盘飙升提振,