黄海雾季开始日期的确定及其年际变化

根据山东省14个气象站1979—2007年4次/d的大气能见度观测资料、NCEP/NCAR再分析资料、JRA等资料,提出了黄海雾季开始时间的以候为时间尺度的标准,并对影响雾季开始的可能因素进行了分析。结果表明:黄海气候平均雾季开始在第20候,从此候开始,盛行风向、湿度平流、温度平流、大气层结等都有利于海雾的产生;不同年份雾季开始的时间有差别,导致不同年份雾季开始早晚的主要原因是海-气温差、湿度、盛行风;黄东海海温正(负)距平,且东海北部黄海南部海温正(负)距平比黄海北部海温正(负)距平强度更大时,黄海北部雾季开始时间较早(晚)。海-气温差<0℃是海雾季节开始的先决条件,但对海雾季节开始的早晚没有明显的影响。黄海反气旋对大气层结的稳定有一定的贡献,有利于雾的形成和维持。逆温对于雾季的形成和维持有重要作用,但逆温强度与雾季开始的早晚没有直接关系;逆温层的高度可能影响海雾季节的发生,雾季开始偏早年逆温层更接近地面。     

第七节 海雾

海雾是海洋上低层大气中的一种水汽凝结现象。由于雾中能见度低，海雾成为海洋运输、水产捕捞、海洋开发和海上军事活动等的一大障碍，是海洋上的一种灾害性天气。     

南黄海溶解氧的分布与季节变化

海洋中的溶解氧分布受着大气、生物、化学及各种物理过程的影响。因此，可以根据氧的分布，通过不同的方法将这些过程分离开，来了解海洋中的物理过程、生物过程和化学过程。对大洋水中溶解氧的分布，人们曾进行了许多研究工作。研究表明，除近表层水外，深层水中的溶解氧都处于较稳定的状态，变化幅度较小；     

好望角航道的海况和海冰的季节变化

西方详细分析了好望角航道的海洋状况,包括海流,海温,海雾和海冰。     

渤海环流与输运季节变化的数值模拟

渤海的风和温度层结有明显的季节变化，因而其环流与输运亦有明显的季节信号，以季节平均的海面气象条件和开边界的潮波系统驱动三维斜压水动力模型-HAMSOM，模拟了渤海冬、夏了的总环流，渤海环流冬强夏弱，表层风漂流常被下层逆风流所补偿，深度平均环流，即水柱内的输运，流型有显著的季节变化；冬季在渤海中部沿逆时针方向旋转，辽东湾项有一个顺时针流涡，阻碍了湾顶水与外海水的交换；夏季则为一个大的贴岸的顺时针流环，内嵌许多局地涡旋，这些与渤黄东海海洋水文图集中给出的多年观测的环流基本相同，同时也被水文要素分布及耐盐浮游动物的出现所佐证。风的季节变化决定了渤海大部分海区、特别是海峡附近环流的季节变化，但辽东湾东岸众多的岬角涡旋却不随季节变化，因为它们是由潮波系统与岬角岸型变化的非线性相互作用产生的。     

黄海海浪季节变化的数值模拟研究

利用第三代海浪数值模式SWAN,研究了黄海海浪有效波高的季节变化特征及相关的物理过程。结果表明,在黄海的大部分区域,混合浪有效波高的最大值出现在冬季,而最小值则基本出现在夏季。北黄海北部和山东半岛南岸的近海海域呈现稍微不同的季节变化,有效波高的最大值出现在春季。全年4个季节中混合浪有效波高的空间分布基本一致:均在济州岛西南最大,沿黄海中部区域向北和由中部区域向近岸区域逐渐减小。黄海海浪为风浪占主,涌浪有效波高远小于风浪有效波高。在黄海的大部分区域,白冠耗散和四波非线性相互作用对黄海海浪的季节变化均至关重要;对于外海区域,四波非线性相互作用更为重要,而对于近海区域,白冠耗散则影响更大。本研究旨在研究黄海海浪的季节变化特征及其物理过程,为进一步探讨该海域海浪在其他时间尺度上的变异特征和动力学过程提供研究基础。     

黄海春季海雾的年际变化研究

利用黄海沿岸有代表性测站的常规观测资料和NCEP／NCAR资料，对黄海春季海雾年际变化进行了分析发现，雾多年份冬季环流减弱、低层流场向黄海为偏南向流入、中低层水汽充足、层结稳定；有雾时气温水温差在0．5—2．2℃范围内，地面风向以S-ESE为主。分析结果表明，在春季黄海雾形成过程中，高空环流提供了暖湿空气的输送条件，低层流场及地面风场的分布有利于来自西太平洋低纬地区的水汽向黄海海区输送；中低层水汽充沛，昙结稳定，水气温差在一定范围内有利于海雾的形成和维持。     

北黄海冷水团季节变化特征分析

基于2006至2007年“908”项目执行期间春夏秋冬共四个航次的CTD温盐数据,针对四个季节底层大面及大连一成山头断面温度和盐度的分布特征,分析了北黄海冷水团的季节变化,初步探讨了其消长过程,并与历史资料相比较,发现了关于北黄海冷水团的新问题。研究表明：夏季,北黄海冷水团温度和盐度与历史资料相比,低温中心位置存在东偏,但低温中心温度和盐度变化不大。春季,32．8psu高盐水舌主轴位置较冬季偏西约75km,123．5°E以东的原冬季盐度高值区的范围向北延伸的势力大减,退化为较弱的小高盐水舌冬。冬季,北黄海冷水团已经消失,黄海暖流呈舌状向北延伸。秋季,减弱的北黄海冷水团存在两个中心温度约9℃的低温中心。     

北黄海冷水团季节变化特征分析

利用2006—2007年春、夏、秋、冬4个航次的CTD数据,对北黄海冷水团的季节变化及其消长过程进行了分析.结果显示:春季,冷水团特征开始出现,6℃冷水占据了调查区域的1/3,冷水团中心的盐度值大于32 psu.成山头以东的高盐水舌主轴从冬季的124°E西移至123.3°E处;夏季,北黄海冷水团特征最为明显,核心温度约6℃,盐度高于32 psu,盘踞在50 m等深线以深的深槽中,温、盐呈现明显的双峰结构.与前人的结果相比,本文低温中心的位置偏东;秋季,北黄海冷水团强度减弱,但仍存在2个低温中心,并且高盐中心位于38.5°N,122.5°E附近;在垂直方向上,冷水团与上层水之间以温跃层为分界:温跃层春季时形成,位于20～30m;夏季达到最强,跃层在10～20m;秋季减弱,跃层深度降至30～40m;至冬季温跃层完全消失.     

南黄海表层沉积物粒度特征季节变化及其影响因素

通过对南黄海春季和秋季27个相同站位表层沉积物的粒度分析,并结合水文观测资料,研究了南黄海表层沉积物粒度的季节变化,参考文献资料初步讨论了粒度变化的影响因素。研究结果显示,按照Folk分类,南黄海表层沉积物可以分为粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂和泥四种类型。秋季与春季相比,总体上砂和粉砂的含量增加,黏土含量降低,相应地平均粒径相对变粗,分选系数和峰态的变化较小,而偏态表现为更加正偏。季节性变化还表现出明显的区域差异,主要是受环流系统、河流来沙及波浪的季节性变化的影响。     

一次黄海海雾的三维数值模拟研究

本文利用 1个考虑了地形效应、植被影响、长波辐射、地表能量收支、液态水的重力沉降等影响雾的形成和发展主要因子的三维海雾模式 ,模拟了 1995 - 0 6 - 0 1发生在黄海的 1次实际海雾过程 ,分析了海雾生长、发展和消亡过程中液态水含量和其它物理量的三维时空分布变化特征。结果表明 ,该模式能较好地模拟出黄海海域实际的海雾生消过程 ,对海雾的三维结构有一定的模拟能力。     

一次黄海海雾的集合预报试验

基于WRF(Weather Research and Forecasting)模式及其杂合三维变分(Hybird-3DVAR)同化模块,对2006年3月发生的一次大范围黄海海雾进行了集合预报尝试。详细分析了其预报效果,并与决定性预报结果作了比较。研究揭示:集合预报50%概率雾区预报的公正预兆得分(Equitable threat score,ETS)优于决定性预报大约29%;集合预报中加入海温扰动非常必要,对浓雾预报改善作用明显,ETS提高至少10%;在集合预报中混用YSU与MYNN边界层方案的做法,可以降低只使用其中之一可能导致的预报误差。研究表明,借助Hybrid-3DVAR开展黄海海雾的集合预报技术上可行,集合预报将成为黄海海雾数值预报的一种有希望的途径。     

夏季黄海表面冷水对大气边界层及海雾的影响

海表面温度(SST)是海气界面上的1个物理量,受到海洋潮汐、海底地形等因素影响,并对海洋大气边界层有着重要的影响.夏季的黄海,由于黄海冷水团的存在和陆架锋的影响,或是潮汐混合的作用导致海水的垂直混合,使海表面温度的分布产生复杂的结构.通过对卫星观测的海表面温度数据分析,发现在夏季黄海有几个SST冷中心的存在:辽东半岛以及山东半岛的顶端、朝鲜半岛的西侧、山东半岛南侧、江苏外海和黄海南部等.本文利用一系列船舶观测资料、卫星遥感数据、再分析数据分析等,并运用数值模拟研究黄海的冷中心对其上大气的影响.在冷区之上,大气稳定度增加,抑制了近海面大气的垂直混合,使海表面风速减弱.通过对船测数据的分析,在冷区位置有海雾多发区的存在,黄海南部冷区上的海雾发生频率达到15％以上.Weather Research and Forecasting(WRF)模式的数值模拟表明,冷中心降低上空的温度,使海表面风速减弱,形成厚度达500m的逆温层,为海雾的形成创造了有利的条件.与船测数据结果所不同的是黄海南部冷中心之上的海雾发生频率可以达到30％,去掉冷区影响的试验表明冷区较冷的海表面温度最多可以使海雾的发生频率增加15％以上.     

北黄海大气颗粒态营养元素的季节分布特征

2006年7月～2007年10月对北黄海海域大气气溶胶及其负载的营养元素在春、夏、秋、冬4个季节的浓度分布进行了调查.结果显示,大气总悬浮颗粒物(TSP)、大气颗粒态总碳、钠、钙、镁、氮和磷都呈现出明显的季节变化,但是不同元素的季节分布规律不同.TSP、总碳和氮浓度都是春冬季较高,秋季次之,夏季最低.钠的季节变化与TSP不同,为夏季>冬季>春季>秋季,水溶性钙和镁分别呈现出春季>秋季>冬季>夏季及秋季>冬季>春季>夏季的季节变化.而水溶性磷酸盐浓度夏季最高,春季次之,秋冬季浓度很低.春、夏、秋、冬4季TSP、总碳和氮在不同采样海域的分布特征类似,即在离岸较近海域采集的样品TSP浓度较高,尤其是靠近辽东半岛和山东半岛海域.钠在不同采样海域的分布与TSP完全不同.各航次内钙、镁在不同采样海域的分布特征较复杂,呈现出与TSP和钠都不尽相同的分布特征.     

直接同化卫星辐射数据的黄海海雾数值试验研究

基于中尺度大气模式WRF及其3DVAR.模块,采用循环3DVAR数据同化方案,针对6次明显的黄海海雾过程,实施了一系列直接同化ATOVS卫星辐射数据数值试验.在试验中设计了不同化任何观测数据、仅同化GTS常规数据、仅直接同化辐射数据,同时同化二者,以及同化不同疏密程度辐射数据的对比研究方案.利用地面水平能见度与卫星云图对模拟的海雾雾区进行了评估,并比较了各种同化方案所形成初始场的差异.对试验结果的统计分析表明:同化试验较好地再现了影响海雾的天气系统,模拟雾区与实际观测较为吻合,并且初始温度场和湿度场对比不同化任何观测数据的试验有明显的改善;仅同化辐射数据的结果略优于仅同化常规数据的结果,疏化或者只同化海上辐射数据几乎不影响模拟的雾区,但却可以大幅节约计算资源;同时同化常规数据与辐射数据的结果为单独同化它们所得结果的综合体现,总体效果最好.     

黄海北部海域沉积物反硝化细菌数量及反硝化速率的季节变化

用乙炔抑制法和最大或然数(most probable number, MPN)法对黄海北部海域沉积物反硝化速率及反硝化细菌数量的季节变化进行了研究, 结果表明, 该海域反硝化速率在夏季最大, 范围在3.2～7.5μmol/(m²·h)之间, 平均值为4.85μmol/(m²·h); 而在春、秋季其范围分别为0.26～2.65μmol/(m²·h)和1.21～4.12μmol/(m²·h)。该研究海域3 个季节反硝化细菌数量差别较大, 春、夏、秋季分别在1.78×10⁴～8.12×10⁴, 1.18×10⁶～6.18×10⁶ 和0.72×10⁵～4.50×10⁵ 个/g 之间。春、秋两季反硝化速率和反硝化细菌数量之间呈显著性正相关, 相关系数分别为0.759 和0.750(P<0.05)。本结果可为黄海北部海域氮循环机制研究提供重要参考。     

黄东海大气边界层高度季节变化特征及其成因

利用CFSR再分析资料,采用EOF的分析方法统计分析了黄东海边界层高度的季节变化特征,探讨了2个模态的分布型以及与之相联系的下垫面热通量和垂直环流,统计了ICOADS资料中近30a逐月低云发生频率和海雾发生频率,揭示了其与边界层高度分布特征的一致性。结果表明:盛行风的平流作用与下垫面特征相结合造成的低空稳定性的变化是黄东海边界层高度时间上夏季低、冬季高,空间上呈现东高西低、南高北低的重要因素。EOF分析中第一模态表现为整个黄东海区域具有一致性,主要是大尺度环流的影响;第二模态为春秋相反的2个分布型,与海洋锋、冷舌以及暖水团的季节变化有着密切关系。黄东海大气边界层高度的最大值出现时间以及其大小在空间上较为一致,而最小值以黄东海海洋锋为界,向北逐渐减小,以南差异性不大,出现时间上有较大的差异。,这主要由黄东海冷舌、暖水团以及海洋锋的季节变化所引起对边界层经向分布影响较大所引起的。春夏季节,南部(西部)低云发生频率高于北部(东部),海雾发生频率低于北部(东部);海雾高频区对应较低边界层高度,而低云高频区对应相对较高边界层高度。     

黄海北部海域沉积物反硝化细菌数量及反硝化速率的季节变化

用乙炔抑制法和最大或然数（most probable number,MPN）法对黄海北部海域沉积物反硝化速率及反硝化细菌数量的季节变化进行了研究,结果表明,该海域反硝化速率在夏季最大,范围在3．2～7．5μmol／（m^2·h）之间,平均值为4．85μmol／（m^2·h）;而在春、秋季其范围分别为0．26～2．65μmol／（m^2·h）和1．21～4．12μmol／（m^2·h）。该研究海域3个季节反硝化细菌数量差别较大,春、夏、秋季分别在1．78×10^4～8．12×10^4,1．18×10^6～6．18×10^6和0．72×10^5～4．50×10^5个／g之间。春、秋两季反硝化速率和反硝化细菌数量之间呈显著性正相关,相关系数分别为0．759和0．750（P〈0．05）。本结果可为黄海北部海域氮循环机制研究提供重要参考。     

黄、东海溶解态无机砷的分布及其季节变化

本文综合2000～2003年期间9个航次的研究结果,讨论了总溶解态无机砷（TDIAs,[TDIAs]=[As^5＋]＋[As^3＋]）和亚砷酸盐（As^3＋）在黄、东海的分布和季节性变化。调查海区覆盖了黄、东海不同水文和化学性质的区域,研究重点放在自长江口向东南琉球群岛沿伸的PN断面以讨论陆源输送的物质对中国陆架边缘海的影响。利用氢化物发生原子荧光光谱法（HG-AFS）分析砷的不同形态（TDIAs,As^3＋）。TDIAs受河流陆源输送的影响在近岸区域含量较高,并随着离岸距离的增加含量逐步下降。在东海陆架坡折带的近底层水中也存在TDIAs的高值中心,此区域具有低温、高盐、低悬浮颗粒物含量的特征,显示出入侵陆架的黑潮水是陆架区TDIAs另一个主要的源。TDIAs的季节性变化趋势受到长江冲淡水水量及黑潮入侵陆架强度的季节及年际变化共同影响。研究区域中As^3＋的分布特征与TDIAs相反,其含量、分布及季节性变化受到浮游植物活动的影响,表现出与叶绿索含量存在正相关关系。夏季东海陆架PN断面中As／P的化学计量比值约为2×10^3。黄、东海溶解态砷的含量与世界其它海区相近,表明其未受到明显人为活动的影响。