水下滑翔机温盐深观测数据处理研究

为提高水下滑翔机搭载的温盐深剖面仪(CTD)数据处理质量及效率,在船载CTD数据处理方法基础上,研究了国产水下滑翔机CTD数据处理方法,基于Matlab GUI编程技术设计与研发了水下滑翔机CTD数据处理软件,利用该软件处理了“海燕”水下滑翔机GPCTD观测数据并与船用SBE 911 plus CTD、XCTD及MVP300传感器成果数据进行了对比,结果表明：GPCTD观测数据经处理得到的温、盐、声剖面整体趋势与各传感器成果数据基本一致,数据质量介于各传感器之间,其中温度、声速与XCTD、MVP数据更接近,而盐度与CTD数据更吻合,本文研究将为规范处理与使用水下滑翔机海洋水文数据提供参考。     

菲律宾海的声速剖面结构特征及季节性变化

应用Argo资料研究了菲律宾海的声速剖面结构特征。通过统计分析选取了合理的跃层标准,分析了主跃层、季节性跃层和表面正梯度层的区域性分布及季节性变化。结果表明,菲律宾海主要受赤道流系和北太平洋西边界流系的支配,其环流结构和水团配置对声场结构影响很大;主跃层的经向差异显著,但季节性变化较小,其平均位置由南向北逐渐加深,强度逐渐减弱;季节性跃层的分布及变化主要受混合层的季节性变化以及北部海区冬季温跃层通风过程的影响,夏季较强较厚,冬季较弱较薄;深海声道轴季节性变化较小,南极中层水和北太平洋中层水的温盐差异是其经向分布差异的主要原因。综合考虑海区声速结构区域性和季节性特征,将其归纳为6种典型结构,得出了各类声速剖面的模态特征及垂直结构参数的统计特征值。     

冷空气影响辽东半岛热带气旋降水的数值试验

Matsa（0509）是直接登陆辽东半岛的变性台风,利用MM5v3模式对2005年8月8~9日在山东半岛和辽东半岛发生的暴雨过程进行模拟,并通过敏感试验研究冷空气对辽东半岛热带气旋降水的影响。结果表明:冷空气入侵热带气旋外围,对辽东半岛地区对流云团的强度、上升运动及其降水具有明显的增强作用。对流层中下层弱冷空气和对流层中上层较强冷空气的作用,使辽东半岛地区的回波强度和上升运动明显加强,有利于半岛地区暴雨增幅,其中对流层中上层较强冷空气对辽东半岛暴雨的作用显著。无冷空气影响或对流层中下层强冷空气作用时,辽东半岛上空的上升运动和回波强度明显减弱,强对流维持时间短,半岛地区的降水量明显减少。     

黄海西移台风的环流特征及其对辽东半岛降水影响的对比分析

7203和7416是北上至黄海西移影响辽东半岛的两个台风,7416号台风更靠近半岛南部的大连,但半岛地区最大降水量仅为穿过渤海海峡南部的7203号台风的一半。利用中国气象局《热带气旋年鉴》和NCEP/NCAR再分析资料,对比分析这两个路径相似而降水特征不同的台风大尺度环流特征。结果表明:切断冷涡的吸引和东北高压的建立导致了两个台风的西移。副高与低涡之间的非对称结构和非地转效应使台风快速西进。偏南气流的水汽输送对台风降水至关重要,造成辽东半岛强降水的台风与深厚偏南急流相连并持续很长时间。高空强辐散场是北上台风造成强降水的一个基本动力特征。高空急流的西风动量下传,有利于台风低压环流的维持。台风西移后,摩擦耗散损失的能量从中高层环流背景中获得了补充,十分有利于强降水的产生和维持。西行台风影响下辽东半岛的降水强度与台风环境大气的温湿条件和稳定度有关。      

利用多源卫星测高资料确定海洋重力异常的研究

正海洋重力场探测是人类认知海洋的重要组成部分,相关探测信息广泛应用于地球重力场模型构建、海底地形反演、油气资源勘探等领域。传统的海洋重力场探测手段依托于海底布设或舰船搭载的测量仪器,受限于测量成本高、周期长、数据稀疏、重复性差等缺点,无法实现快速获取全球尺度的海洋重力场信息。自20世纪70年     

基于Stokes公式的扰动重力梯度张量无奇异计算模型

为有效解决Stokes积分奇异性问题,以扰动重力梯度张量的计算为例,采用双二次多项式插值和非奇异变换推导了解决计算点和临近格网点积分奇异的统一公式,分析了数据分辨率对中央区选取范围及积分奇异性的影响。选取某海域8°×8°范围的重力异常数据进行数值实验,结果表明,该方法与传统去奇异方法在一些分量的差异可达数E,使用该方法更有助于提高计算精度。此外,针对不同分辨率的数据,合理选取中央区范围可有效避免计算结果产生舍入误差或奇异。     

台风韦森特对季风水汽流的“转运”效应及其对北京“7·21”暴雨的影响

2012年7月21日北京地区遭受了61年以来最大的暴雨,造成了大量的人员伤亡与巨大的财产损失。资料综合分析表明台风韦森特在暴雨发生过程中的水汽输送起到“枢纽”的作用,夏季季风通过台风韦森特在副高的影响下将水汽“转运”至暴雨区。为了验证北京异常暴雨过程中台风韦森特的“转运”效应,利用中尺度数值模式WRF对暴雨过程进行数值模拟,结果表明模式能够较好的模拟出此次降水过程的强度、落区,且暴雨发生过程中的水汽输送亦能够较好的再现。通过设计剔除台风的敏感性试验发现,剔除台风韦森特之后降水强度仅为控制试验的50%。进一步分析表明低纬季风水汽气流通过处于东南沿海的台风韦森特向暴雨区域输送水汽,在此过程中西南气流直接向北京区域的水汽输送减少,而西南气流向台风的水汽输送增加,台风与东侧副热带高压之间的偏南气流向暴雨区的水汽输送明显增强,从而印证了上述西南季风气流—台风涡旋—暴雨环流三个系统之间水汽的“转运”效应。以上结果表明远距离暴雨的发生是一个复杂的过程,不仅反映了中低纬度系统的相互作用,而且揭示出夏季季风水汽流对台风涡旋的水汽输送持续供应也可能是台风远距离异常暴雨发生的关键因素之一。     

"中国登陆台风外场科学试验"风廓线仪探测资料在四维同化中的初步应用研究

该文将"中国登陆台风外场科学试验"(CLATEX)中得到的风廓线仪探测资料加入到模式中进行牛顿张弛逼近(nudging)四维同化分析,并讨论在同化过程中不同nudging时间间隔以及不同逼近因子对风场及降水数值模拟结果的影响.结果表明将风廓线仪探测资料通过nudging技术同化到模式中,一定程度上改善了对降水的数值模拟结果;单纯应用nudging技术及单点的风廓线仪探测资料,通过缩短nudging时间间隔以最终改进同化效果有一定局限性;合理的选择逼近因子值(4.0×10-4s-1)得到的同化结果与实况更为接近.     

青藏高原UT/LS夏季CO的季节内变化特征及可能影响因子分析

基于2005、2006年夏季大气微波临边探测仪(MLS)探测的青藏高原上对流层-下平流层(UT/LS)一氧化碳(CO)和臭氧浓度数据,分析了其浓度的季节内变化特征并对可能机制进行了初步探讨。结果表明,青藏高原及其周边区域UT/LS是大气痕量成分的异常区,具有对流层特性的一氧化碳和具有平流层特性的臭氧在时间变化呈现出反位相变化特征;UT/LS大气成分的变化存在两个主要季节内振荡(ISO)周期,即10～20天和30～60天,但不同的高度上具有不同的表现特征,UT主要表现为10～20天的季节内振荡,而LS主要表现为30～60天的季节内振荡;这两个振荡周期分别和夏季对流活动以及南亚高压的季节内变化具有同位相特征,说明上述两个因子可能是影响该区域不同高度的大气痕量成分季节内振荡的两个主要动力过程。      

联合卫星双向时间频率传递和GNSS观测数据确定重力位差和高程差

选取国际权度局发布的4个台站2014-01-14～26的卫星双向时间频率时钟频率之差观测序列及GNSS时钟频率之差数据序列,基于时钟比对法,确定了两地之间重力位差和高程差。与EGM2008模型结果检核表明,重力位差和高程差的标准差分别为308.5 m2/s²和31.5 m,实验结果与目前守时台站所采用原子钟的稳定度10^-15量级基本一致。