海洋气象学进展

海洋气象学被正式作为一门分支学科创建于五十年代初期。内容是研究海洋与大气相互影响和海上天气现象,它是大气科学和物理海洋学的边缘科学。 我校海洋气象学的研究始于五十年代中期,经卅多年的努力,几乎在海洋气象学科的各领域中都开展了研究,在若干研究课题上处于国内领先地位,有些研究是开创性的。 海洋气象学科设有博士、硕士和学士授予点。

物理海洋学科的现状——其特色及对社会、经济发展的意义

物理海洋学科作为青岛海洋大学的一个学科点,其研究方向广阔,几乎包括了所有物理海洋学的内容。本学科点是国家教委首批批准的学士、硕士、博士学位授予点,并于1988年批准建立博士后流动站。同年,批准为全国重点学科。目前的主要研究方向有五,它们既推动着本学科的发展,又具有明显的应用效益。

海洋顶层铅垂温差分析(英文)

本文依据海洋顶层水温的铅垂分布特征,利用Prandtl相似假设,提出描述海洋顶层铅垂温度廓线的一种模式。在该模式中考虑到风浪和漂流的效应,且对有关热通量、浪与流的特征量作参量化表示。最后,应用该模式对海洋顶层的典型情况作验算,研究表明本模式与现实相符合。

一种变截面河口中潮位与潮流相位关系的探讨

根据一维线性潮波方程导出了变截面河口中最大潮流与高潮位之间的相位关系,并对其进行了讨论,其中,河口宽度取为B=B_0e^(-bx)深度h=常数。结果表明,在这种变截河口中纯前进潮波的潮流与潮位之间的相位差取决于不同的h、b和频率σ,可以在0—π/2之间变化,而对这种河口中考虑了反射波效应之后的合成潮波,在靠近外海的相当一段距离内也可能出现潮流和潮位之间的相位差小于π/4的情况,这取决于入射波的潮流与潮位之间的相位差以及反射波的衰减情况。因此,在变截面河口中,仅仅根据潮流与潮位之间的相位差接近于零或者接近于π/2来判定潮波是前进波型还是驻波型是值得商榷的。最后,本文提出了一种判定变截面河口中潮波类型的方案。

黄、东海地理环境与环流系统分析——长江口及济州岛邻近海域综合调查研究报告(第二章)

简要介绍了黄海和东海的地理环境概况,着重分析调查海域的环流系统。有如下一些初步看法与结论。 台湾暖流的前缘混合水,可从长江冲淡水底层穿越而影响到苏北沿岸,直到32°N以北的浅水区域。对马暖流西侧的水体是东海混合水,而其东侧为黑潮分支。黄海暖流的流向在不同季节具有规律的摆动。黄海底层冷水团属于季节性水团,其强盛及消衰与温跃层的形成及消亡紧密相关。黄海底层冷水团与中部底层冷水并非每年彼此独立,它们的共同特征甚至比其差异更明显。夏季东海冷水不能借助爬升侵入黄海底层冷水团内部。在济州岛南部区域,中层的逆温、逆盐现象,是由黄海密度环流的扩散效应与东海冷水沿黄海底层冷水团边界的爬升这两个原因而形成的。

半封闭矩形海域中海底地形对旋转潮波系统的影响

为了探讨海底地形对旋转潮波系统的影响,本文对不同底形情况下的潮波运动进行了数值试验。根据试验结果绘制了同潮图并作了讨论。其结论是:(1)对无潮点相对于矩形海域中轴线的偏移来说,摩擦的影响和海底地形的影响可能都是重要的。如果是浅水区域,这种偏移主要是由摩擦引起的,但对平均水深较深、海底在横方向上有坡度的水域来说,底形效应是导致无潮点偏移的主要因素;(2)海底摩擦仅能使无潮点偏移到中轴线的左方(如果人们面向湾顶),而底形则可能使无潮点偏移到中轴线的左方或者中轴线的右方,这将取决于海底横向倾斜的方向。

论f-和β-坐标系

旋转着的地球周围的大气和海洋中的行星尺度流场的描述，固然可以采用较精确的球坐标系统[1]，但是，更方便、更经常采用的却是所谓“f-平面”和“B-平面”坐标系[2]。譬如大气中Rossby波的引入[3]、大洋环流的西向强化的揭示[4]都是利用了B-坐标系。

现场海域水平、铅直扩散系数的推算

本文根据拉格朗日流与欧拉流自相关系数的相似关系和Ｋｕｌｌｅｎｂｅｒｇ提出的半理论半经验公式，用渤中８号平台１９８７年１～２月和７～８月的实测资料，分别推算了水平、铅直扩散系数。推算结果表明，研究长时间水平扩散时，把潮流看作湍流，所求的扩散系数实际上是潮流扩散系数，其值在１０６ｃｍ２／ｓ范围内；研究短时间水平扩散时，把潮流看作平流，用傅里叶变换的长周期合成值从实测值中扣除，所求的扩散系数，可认为是湍流扩散系数，其值在１０４ｅｍ２／ｓ范围内．本海域铅直扩散系数值，冬季在３．８～４．２ｃｍ２／ｓ范围内；夏季在０．０ｌ～０．７５ｃｍ２／ｓ范围内．它与国外一些海区和以前文献中的估算值基本一致；它随风速、流的剪切增大而增大；随水柱的稳定度增大而减小；它在跃层处最小，在跃层以上和以下逐渐增大。

现场海域水平扩散系数的探讨

根据Taylor的扩散理论,按Hay和Pasquill的拉格朗日流与欧拉流自相关函数相似的假定,用实测的长序列欧拉流资料,计算了不同时间尺度的水平扩散系数。

东海北部区域底层冷水团的形成及其季节变化

本文着重探讨东海北部底层冷水(北部冷水)的形成原因、基本特征和季节变化过程。指出北部冷水系冬季黄海沿岸水南下向东海输送低温水并与外海高盐水混合变性形成的。其位置随季节变化而有明显的移动规律,即先由西向东移,而后向北收缩。大体上可分为四个阶段:冷水舌离岸期,北部冷水半封闭期,北缩消亡期和更新期。文中分析了上述变化的原因,较详细地阐述了黄海沿岸水沿陆架下沉与黑潮次—中层混合水爬升的关系及其对北部冷水的影响。分析了北部冷水与黄海冷水团的关系。

南海表层水温的低频振荡

本文对以西沙为代表的南海海域1961—1984年的表层水温(以下简称水温)进行了分析,结果发现南海水温存在3—5a和准两年周期的低频振荡。这种振荡与南方涛动和赤道东太平洋水温异常之间有密切的关系,显示出南海水温低频振动是热带太平洋水温低频振荡的组成部分,埃尔尼诺事件之后,南海有明显的增温现象发生。但南海水温与热带西太平洋水温的振动相比较,显示出它具有区域性特征。

黄、东海域春季水团的划分、判别与分析

本文对黄、东海邻接海域5—6月份的水团进行了划分和分析。水团的划分是用经过改进的逐步聚类分析法。对划分的结果,再用Bayes多组判别方法进行判别分析检验。证实所划出的11个水团,具有统计学要求的差异显著性,回代判别成效高达90％以上,说明划分是有实际意义的。这11个水团是:沿岸冲淡水(D),黄海表层水(Y),黄海底层冷水(YC),黄—东海混合水(YE),东海表层水(E),东海次表层水(EU),黑潮表层水(KS),黑潮次表层水(KU),黑潮次—中层混合水(KM),黑潮中层水(KI)和黑潮深层水(KD)。 用地理学和统计学的方法,对各水团进行了综合分析。给出了各水团特征的统计指标,讨论了它们的形成机制与分布变化特点。可将它们归并为三个水系:冲淡水系;混合水系和黑潮水系。对各水系、水团之间的相互关系进行了讨论,指出它们具有逐级变性的明显的规律性。

黄、东海域春季水团的模糊分析

本文对黄、东海毗连海域1987年春季的水团,用模糊数学方法进行了系统的分析。在聚类分析和判别分析的基础上,对各水团的点集进行必要的处理,分别建立它们的隶属函数。根据隶属度的分析,用图示给出各水团的核心、本体和边界。本文还计算了各水团的熵以及水团之间的贴近度。据此划分水系,分析它们之间的逐级变性与相互关系,取得了满意的结论。

东海冬季环流的一个四层诊断模式

本文依据国内外学者的研究成果，特别是近年开展的“中日黑潮联合调查研究”的成果，在球面坐标系下建立一个斜压、分层的诊断模式。该模式采用了０．２５°×０．２５°经纬度的细网格，并考虑了实际地形和风场的影响，较好地模拟了东海冬季流场的水平与垂直特征，而且还模拟出台湾暖流的北上途中大约在２９°Ｎ、１２４°３０＇Ｅ附近存在一个反气旋涡旋，另外该模式分别试验了地形、风场、边界流量和纬度效应对东海环流的影响，还对台湾暖流、对马暖流的来源以及沿岸陆架上升流进行了探讨。

于复杂地形和存在流的浅水域波浪的折射绕射联合模式Ⅰ

本文以小参数方法导出了线性抛物近似下的折射绕射联合模式及在焦散区域抛物近似下的联合模式。本文给出的模式比Lozano(1980)给出的模式具有更加完善的理论根据,而且还提高了模式的精度。文中指出了Liu(1985》给出的考虑流的折射联合模式理论上的缺陷,提出了理论上更为严谨的联合模式。考虑底摩擦引起的能量消耗后,把各模式应用于实际海区进行了计算,其结果分析另文发表。

海浪波面包线的计算及其分布函数的再推导

本文借助Hilbert变换技巧给出一种由波面记录计算波面包线的准确且简便的方法,并在线性海浪理论范围内和不受窄谱限制的条件下严格地再导波面包线的分布函数,最后,还用导出的波面包线分布函数讨论了海浪的波高分布问题。

济州岛南部海区的双跃层现象

本文分析了济州岛南部区域温度双跃层现象的类型及其成因。特别阐明了双跃层的波状现象,指出:强流锋区的侧向效应,黑潮次—中层混合水的爬升,黄海冷水团边缘密度环流引起的侧向流动,以及上、下层流速、流向不一致引起的剪切作用,是导致双跃层波状现象的主要原因。发现上、下跃层之间存在着“跃层间环流”,这是一个有趣的海洋学现象,它将导致双扩散的发生和有利于双跃层的维持。

一种变截面河口中非线潮波的的研究

本文采用一维非线性考虑摩擦的流体动力学方程研究变截面河口的非线性潮波、河口宽度呈指数形式变化B=Boe^(-bx),深度h为常数。运用摄动法求解一维非线性流体动力学方程。可以发现解和Airy解是包含在本文解中的两种特殊情况。只要在我们的解中,令b=0,就可以得到前者。若令b=0和f=0(f是线性摩擦系量),则可以得到后者。根据二阶解对变截面河口中非线性潮波的物理机制进行了探讨,指出在线性摩擦系量假定下,河口中浅水分潮波由两部分组成。一部分来自河口以外,是由湾外浅水非线性效应产生的。另一部分则是由浅水非线性效应在湾内产生的。另外,潮余流和余水位与浅水分潮的物理机制并不完全相同。前者由浅水非线性效应、摩擦和河口的变形效应的相互作用产生,而后者主要依赖于浅水非线性效应。最后将本文的非线性模式应用于杭州湾非线性潮波的模拟。共计算了7个分潮(O_1、K_1、M_2、S_2、M_4、S4_、MS_4)。可以发现,运用入射的前进潮波以及它们的相互作用模拟的结果与实测资料吻合良好,从而可以认为杭州湾的潮波基本上是以前进波为主。

模糊数学方法在南海北部海区水团分析中的应用

本文将模糊数学的多种方法,用于南海北部海区的水团分析。在用模糊聚类方法划分水团时,提出了基于欧氏距离的相似关系,同时提出了基于F—检验而决定水团个数的方法。以模糊聚类划出的水团为基础,再用软划分方法,对水团边界和测样归属进行合理调整。根据上述结果及区域海洋学的分析,在该海区划出了8个水团:沿岸冲淡水团F、近岸混合水团M、暖表层水团WS、表层水团S、表—次层混合水团SU、次层水团U、次-中层混合水团UI和中层水团I。将各类水团在θ—S图解上的点集,归结为变形椭圆凸点集、半无界凸点集和单侧凹点集3种类型。分别提出了建立相应隶属函数的方法,并给出了拟合结果。计算了各季节各水团的熵,讨论了高熵和低熵水团的特征及形成原因。计算了各季节不同水团之间的格贴近度,借以讨论水团变性的特点和它们之间的相互关系。可将8个水团归纳为3种类型:径流冲淡型(F),浅海变性型(M、WS、S和SU),深海大洋型(U、UI和I),

ElNino前后热带西太平洋潜热交换空间变化特征

本文根据中美西太平洋联合考察资料，计算了西太平洋热带海域（２０°Ｎ～８°Ｓ，１１２°～１７０°Ｅ）内的潜热通量和显热通量。结果表明，该区域海气交换潜热通量的空间分布与ＥｌＮｉ ｏ的发生有密切联系．根据计算结果建立了潜热ｅｗ－ｅ－Ｖ诺谟图，显热ｔｗ－ｔ－Ｖ诺谟图。利用该图可随时对海气热交换特征进行诊断分析。