南海海浪业务化数值预报系统检验

为检验南海海浪业务化数值预报系统的预报效果,利用2010年和2011年3—11月的观测资料,通过计算预报值和观测值的绝对误差、相对误差等统计参数和线性回归分析对南海海浪业务化数值预报系统进行检验。统计结果显示有效波高和平均周期的预报误差24 h<48 h<72 h,有效波高的24 h、48 h、72 h预报平均绝对误差小于0.5 m,平均周期的24 h、48 h、72 h预报平均绝对误差小于0.8 s;预报误差有明显的季节变化,10月和11月的预报误差显著小于其它各月;回归分析结果显示预报值与观测值存在中度高度线性相关关系,随着预报时效的增长相关度逐渐递减,预报值较观测值偏大。总体来说,该系统的预报误差在可接受的范围之内,满足业务化预报的要求,但与欧洲气象中心等发达国家的预报系统比较来看,该系统还存在较大差距。

基于卫星遥感海温数据的南海SST预报误差订正

尝试利用卫星遥感高分辨率海表温度资料GHRSST(Group for High Resolution Sea Surface Temperature)与海表温度(sea surface temperature,SST)数值预报产品之间的误差,建立一种南海SST模式预报订正方法。首先,利用南海的Argo浮标上层海温数据对GHRSST海温数据进行验证,结果表明两者之间均方根误差约为0.3℃,相关系数为0.98,GHRSST海温数据可用于南海业务化数值预报SST的订正。预报订正后的SST与Argo浮标海温数据相比,24h、48h和72h的均方根误差均由0.8℃左右下降到0.5℃以内。与GHRSST海温数据相比,南海北部海域(110°E—121°E,13°N—23°N)订正后的24h、48h和72h的SST预报空间误差均显著减小,在冷空气影响南海期间或中尺度涡存在的过程中,SST预报订正效果也较为显著。因此,该方法可考虑在南海业务化SST数值预报系统中应用。

南海冬季一次海面大风天气的WRF模式预报检验

为寻找出适合南海冬季海面大风天气预报的边界层参数化方案,利用中尺度气象模式WRF中9种边界层方案(YSU、MYJ、QNSE-EDMF、MYNN2、MYNN3、ACM2、BouLac、UW、GBM),对2012年12月29-31日的大风过程进行预报,并用最终分析资料(FNL)检验10 m风场预报。结果表明:风速风向预报的整体平均偏差相当,风向预报的均方根误差较风速大;风速风向与实况的相关随着预报时间增加,整体呈现下降趋势;各方案对海陆交界风速预报普遍偏大2 m/s以上,而在远离陆地的海域偏差较小;YSU方案对北部湾、东沙群岛、西沙群岛、南沙群岛4个海区风场的变化趋势均能较好预报;整体而言,南海大部分海域的预报偏差较小,YSU、MYNN2、MYNN3方案对风速预报较好,ACM2方案对风向预报较好。

南海海洋站观测海气热通量的时间演变特征

为探索西沙和南沙海气热通量时间演变特征,用海洋站观测资料计算了1998年南海夏季风爆发前后,海气界面热量交换值及海面热收支年循环。结果表明:季风爆发前,西沙海气界面热量交换较弱,水汽通量较小,以海洋获得热量为主;季风爆发后,海气界面热量交换接近平衡。南沙全年主要是海洋对大气加热。南沙和西沙海面吸收短波辐射年周期特征明显,极大值出现在冬半年。西沙海面潜热通量存在半年周期特征,极大值也是出现在冬半年。结论:冬半年海面热通量变化对翌年的季风将产生重要影响。

南海及周边海域风浪流耦合同化精细化数值预报与信息服务系统简介

面向社会需求,建立覆盖南海及周边海域的高分辨率风-浪-流耦合同化数值预报与信息服务系统。系统包含耦合同化数值预报模式、海洋动力环境数据库与可视化平台两部分。其中,耦合同化数值预报模式由中尺度大气数值预报模式、海浪数值预报模式和区域海洋环流数值模式,在C-Coupler耦合器中进行耦合,引入集合调整Kalman滤波同化模块,在耦合预报前进行大气、海浪和海流的同化后报模拟,为耦合预报模式提供更为精确的初始场。预报结果经海洋动力环境数据库和可视化平台处理后,通过二维和三维可视化展示,向用户提供直观的南海及周边海域海洋环境预报产品。

基于.NET的海洋预报制作系统

文章介绍了一个海洋预报制作系统,该系统采用C#编程语言和Oracle数据库,并结合了AJAX技术开发的产品。系统具有拓展性强、任务分工明确、人机交互性高的特点,并能自动加裁数值预报产品,大大提高了预报制作的效率和质量,在实际使用中受到好评。

南海区域海洋环境监测数据库及web开发应用

结合南海海洋环境监测站实时候监测系统的建设,介绍了南海海洋环境监测系统的构成与数据库设计及其WEB应用平台的功能和主要技术方法。

基于Baidu地图API的海洋预报显示系统

文章介绍一个海洋预报显示系统,采用php编程语言和Baidu地图API技术开发的产品。系统具有基础GIS信息齐全、人机交互性高、数据信息直观等特点,在海洋防灾减灾中发挥了重要作用,受到用户的好评。

南海灾害性土台风统计分析

根据台风年鉴资料统计分析了南海热带气旋(指在南海海域生成的热带气旋、又称南海灾害性土台风、下面简称TC),TC数量逐年逐月变化较大,除3月没有TC出现外,其余月份均有TC出现,年生成最多的TC为11个,最少的为1个,年平均6.2个,月生成最多的TC为5个,最少的为零个。TC登陆最多的是8月,12月至翌年4月没有TC登陆中国大陆,登陆范围主要在汕头至海南岛之间。TC的持久期一般均在4～7天,最长亦有19天。南海上生成的TC只有15%能够加强为台风,均集中在水深超过150米的海域。南海是TC发生频繁、数量较多的海域。

基于多卫星融合资料的南海浪高时空分布特征研究

为提高对南海波浪场的认识,采用基于多卫星融合的2009年9月-2011年11月的AVISO（Archiving, Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic data）有效浪高格点数据对南海浪高的月变化特征进行分析,并结合南海的波浪特征和地形特点,将南海划分为6个海区,讨论南海浪高的空间分布规律。研究发现南海浪高具有以下2个特征：（1）南海浪高表现为由东向西、由北往南递减：北部深水区〉北部陆架区〉南海中部≈北部湾〉南部陆架区〉泰国湾。（2）浪高的月变化与季风的变化密不可分：10月-次年3月（冬季风影响期间）〉4月和9月（季风转换期）〉5月-8月（夏季风影响期间）,1月最大,5月最小。该研究成果对开展南海海浪的中长期预报、保障南海资源开发和军事安全等有一定的借鉴意义和参考价值。

南海夜光藻赤潮概况及其对水文气象的适应条件

本文根据1980～2004年的南海历次夜光藻赤潮事件资料，对这些赤潮事件在时间和空间的分布特征以及赤潮持续时间进行了分析；发现了夜光藻赤潮在1996年后被其它种类赤潮所更替的现象，并初步探讨其原因；统计、分析了夜光藻赤潮发生前后水文气象要素的变化范围和演变特征，提出了南海夜光藻赤潮的适温范围．

广东海域模拟人和无动力渔船海上漂移试验研究

为探讨海上搜救目标无动力渔船和落水人员在海水中的漂移规律,对现有海上搜救目标漂移轨迹预测模型进行评估与改进,国家海洋局南海海洋工程勘察中心于2011年2月和4月在广东近岸海域开展了3组模拟人和2组无动力船海上漂移试验。试验发现模拟人与无动力船大部分时刻的漂移轨迹位于下风向的右侧,80%以上的时刻漂移轨迹位于海流流向和下风向的矢量合成区间内。以漂移速度为应变量,流速和风速为自变量进行二元回归分析发现,广东海域的模拟人和无动力渔船的流致漂移参数约为1.0,风致漂移参数分别为0.019和0.038。

“0601”号台风控制下的广东近岸浪特征

利用0601号强台风"珍珠"期间广东省沿岸海洋站的波浪、风况等观测资料,并采用SWAN(Simulating WAves Nearshore)波浪数学模型模拟了本次台风期间灾情最严重的汕头—云澳海域的波况,分析了0601号台风期间广东省近岸的台风浪特点。

南海北部沿岸海域潮汐的调和分析

采用t_tide潮汐分析工具对南海北部的5个验潮站2009年全年的逐时潮高资料进行调和分析,计算出各站的调和常数,评估调和常数的准确性、稳定性,并总结了广东沿岸海域潮汐特征.利用对2009年逐时潮高的调和分析结果对2010年全年的潮高进行预测,将各站预测结果与同时间的实测数据进行全年和分季节进行比较,对预测结果与实测数据的残差进行统计分析.通过对残差的散点分布、概率分布、置信区间等统计结果进行分析,检验预测结果的准确性、稳定性和可靠性.结果表明:广东沿岸海域潮汐是以M2分潮为主,K1、O1、S2为次结合的潮汐机制,采用t_tide潮汐分析工具对南海北部潮高的预测结果与实测数据拟合较好,相位预测准确,潮高预测除在时间序列尾部(年尾)有些许较大的误差外,t_tide工具在南海北部潮汐预报中具有较高的准确性和稳定性.预测残差的整体服从正态分布,残差均值小于10-2m量级,方差最大为0.229 4,最小为0.173 2,95%置信区间长度小于10-2.各站季节分析主要分潮的离散度小于0.04的结果充分证明不同季节的分析区别不明显,3个月资料与整年资料的调和分析结果几乎一致,与所选取的季节资料几乎无关.虽然在预测值中,有极个别的残差将近1 m,但并不足以影响到预测的准确性.

罗源湾海洋倾倒区抛泥过程含沙量增量数值模拟

罗源湾及周边海域港口、航道开发利用工程产生大量的疏浚物,为准确掌握罗源湾临时性海洋倾倒区抛泥过程中泥沙运动规律和含沙量增量分布,预测并有效控制倾倒泥沙对倾倒区周边海域环境影响,基于FVCOM数值模式和有限差分理论,建立倾倒区二维潮流动力和悬浮泥沙输移扩散数学模型,分析计算海域潮流动力特征和悬浮泥沙输移扩散情况.经过监测数据率定验证,模型计算结果与实测潮位、潮流过程曲线吻合较好,含沙量曲线与实测值比较接近.利用建立的模型预测倾倒区疏浚泥倾倒过程中含沙量增量及影响范围,倾倒区含沙量本底值为22～58 mg/dm3,单次抛泥7 300 m3时,含沙量增量10 mg/dm3（超一、二类水质标准）,扩散距离小于3.5 km,抛泥1 h后含沙量增量基本降至10 mg/dm3以下,6 h后含沙量增量降至1 mg/dm3以下；连续120 d随机点抛放时,含沙量增量100 mg/dm3（超三类水质标准）的包络面积为1.40 km2,主要分布在倾倒区附近0.74 km范围内,含沙量增量10 mg/dm3的包络面积为9.27 km2,最大扩散距离为3.25 km.最后,结合模型预测结果和海域功能区划要求,建议倾倒施工单位选择落潮时段进行倾倒作业,保证在空间和时间方面均匀倾倒,尽量避免或减少对附近的三都澳大黄鱼繁育保护区产生影响.

1208号台风“韦森特”南海近海强度突增特征诊断分析

采用NECP/NCAR 1°×1°再分析资料,运用动力诊断方法,分析"韦森特"在南海北部近海活动时环境场特征。结果表明:中低层水汽净流入、涡度净流入、强烈的低层辐合和高层辐散及低层弱的环境风垂直切变为"韦森特"在南海北部近海发展提供了有利条件;垂直结构调整趋于对称,促进了"韦森特"加强;"韦森特"强度突增时间晚于低层垂直风切变迅速减小时间;"韦森特"强度峰值时间和低层质量净流入、水汽净流入峰值时间相同,但落后涡度净流入峰值时间18 h。

源自南海东北部海区热带气旋的若干统计特征

1949-1998年50a中,源自南海东北部海区的热带气旋共67个,其中有17a无热带气旋产生,45a无台风?该海区产生的热带气旋及其有关的统计特征与南海南部和热带西太平洋的热带气旋不同:平均个数是厄尔尼諾年较反厄尔尼諾年少;春季型的厄尔尼諾过程中热带气旋生成较多;1970-1990年的强厄尔尼諾过程中热带气旋个数当年较次年多,1990年后则相反;与历次厄尔尼諾过程比较,1997-1998年特强厄尔尼諾过程中的热带气旋生成较多?发展较快,其异常的气候特征为有史以来所罕见?

高频地波雷达观测资料对南海北部海流的数值同化实验

文章利用基于区域海洋模式(ROMS)的三维变分同化系统,将双站(博贺站和斗龙站)高频地波雷达的表层海流观测数据同化进模式中,并通过敏感性试验研究了观测覆盖率对同化效果的影响以及同化间隔对同化效果持续性的影响。结果表明,同化高频地波雷达表层海流观测数据能显著改善模式对表层海流的模拟。当观测覆盖率大于40%时,不同的观测覆盖率的同化效果几乎无差别,这表明模式背景误差协方差能够很好地弥补高频地波雷达在空间上的缺测信息。试验结果还表明同化效果的持续性受到同化间隔的影响:过频繁的同化会造成模式初始场动力不平衡加剧,使得同化效果的持续性变差,而过大的同化间隔则会使同化效果在下一次同化到来前消失。当同化间隔取6h或12h时,同化效果的持续性达到最优。同化对模式预报的改善持续的时长为4~6h。

1997年影响南海的热带气旋异常活动特征及成因分析

统计分析了近30年(1976—2005)来影响南海的热带气旋特征,对1997年影响南海的热带气旋异常活动的成因作了进一步的分析。结果表明,El Nio发生后,西北太平洋生成的热带气旋以偏少为主,强度偏强,且热带气旋生成位置偏东,热带低压加强成为热带风暴的平均位置也较多年平均位置偏东;副热带高压强度和Nio 3.4区SST变化趋势基本一致,但副热带高压强度变化落后SST变化6个月左右。由于El Nio事件多发生于上半年,赤道中东太平洋Nio 3.4区SST偏高,当年冬季或次年春夏季往往副热带高压异常偏强;El Nio发生年的次年,暖水向西回涌,西太平洋海温逐渐恢复正常,副高强度偏强。

美国国家业务化海浪观测计划及其对我们的启示

海浪是海上生产作业和军事活动都特别关注的海洋环境要素之一,灾害性海浪会严重影响生产作业和军事活动,并造成重大损失。因此,建立完善的海浪观测系统,提高灾害性海浪的预测和预警水平,对海洋经济和军事活动都有重要意义。文章介绍了美国国家业务化海浪观测计划,分析了我国海浪观测现状,并从中得到一些启示,提出了几点对策建议。