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我国21世纪初海洋科学研究中的若干重要问题

1  2 0世纪的重要成就1 1 大洋环流理论大洋环流主要是由风应力、热通量和蒸发降水导致的淡水通量所驱动的。大洋上层 (约 10 0 0m以上 )环流主要是风驱动的风生环流 ;大洋下层 (约10 0 0m以下 )环流主要是密度不均匀驱动的热盐环流。大洋环流对维持全球气候系统的热量及淡水量的平衡起重要作用 ,其中热量的经向输送主要是由大洋环流完成的。热盐环流还对十年至千年时间尺度的全球热量和二氧化碳的循环起关键作用。大洋环流也影响一些经济鱼类的生活史。风生环流动力学理论的早期显著贡献是 190 5年Ekman对海洋最上层受风驱动响应的描述。该层厚度约数米至数十米 ,又称Ekman层。但直到194 9年Charney和Eliassen才通过抽吸机制将Ek man层理论与大尺度的风生海洋运动耦合起来。Ekman理论在 80 90年代的观测中得到证实。现代大洋风生环流理论是从Sverdrup[15] 的均质海洋风生环流理论开始 ,在 ...  (本文共6页) 阅读全文>>

《解放军理工大学学报(自然科学版)》2010年03期
解放军理工大学学报(自然科学版)

水平分辨率对大洋环流模式模拟性能的影响

与大气相比,大洋环流的模拟对分辨率的要求更高,特别是水平分辨率,这是因为海洋大尺度水平运动的特征尺度要比大气小2个数量级。现在用于气候研究的海洋模式,为了进行长时间的积分,其分辨率通常在2°左右,分辨率较粗。低分辨率模式的研究发现,虽然模式可以模拟出海洋的基本观测特征,但是存在先天的不足。这些缺陷直接影响到粗分辨率海洋模式对气候系统中如经向热输送、赤道波导、西边界流等一些重要物理过程的模拟,限制了模式的应用。从20世纪80年代后期至21世纪初,IAP/LA SG全球海洋环流模式发展了3代,纵观它的发展历程,除物理过程的不断完善外,模式水平和垂直分辨率的提高也可视为模式不断改进的最重要标志之一。对第3代海洋模式(L 30T 63)[2]的评估表明,模式模拟的大洋主温跃层、大洋热盐环流、海洋环流的极向热输送等均较第2代模式有显著的改进,但也揭示出模式分辨率仍不够高的问题,且这些问题多出现在热带,而热带地区是整个气候系统的关键区域,例...  (本文共5页) 阅读全文>>

《黄渤海海洋》1987年04期
黄渤海海洋

副热带逆流二十年研究概况

副热带环流系统(或副热带流涡,SubtroPical Gyre)是世界大洋总环流最显著的特征之一。长期以来,人们认为它是一个由单一的顺时针转动(北半球情况)的环流系统(即“单涡”)所组成,其西边界海流(如黑潮或湾流)强而窄,东边界海流(如加利福尼亚海流或Canary流)弱而宽,内区则为微弱的西向流且少变化。70年代发现大洋内区存在着强有力的中尺度涡这一现象剧烈地动摇了人们对大洋环流结构的传统认识。这确实是海洋学中头等重要的事件。然而,不应遗忘60年代后期吉田和城所〔YOshida&Kido’--kor。(以后简写为YK),1967〕〔切,41〕发现的:在大洋(首先是在北太平洋)副热带环流系统内区(特别是西部20一30”N之间)存在着一支东向流,即副热带逆流(以后简写为STCC),从而单涡的副热带流系可能分裂为南北两个系统(即“双涡”),这也该是60年代海洋学发展中的重要事件,同样动摇了人们对大洋环流结构的传统认识。经过20年来的...  (本文共8页) 阅读全文>>

《海洋技术》1987年04期
海洋技术

美国正在实验新一代CTD传感器

在调查了世界大洋环流实验(WOCE)计划对仪器的需求之后,美国EG&G公司和Neil Brown公司在1 985年巳开始实行一项发展新一代电导率一温度一深度(CTD)的计划.根据各公司的特一长,新一代CTD传感器基本构思类似于Neil Brown的Markl型,而由EG&O进行制造。据EG&G声称,新一代C TD传感器的性能将使现有的和规划中的系统大为逊色。 各传感器的采样程序、频率和分辨力都置于软件控制之下。这意味着C TD可以由软件的规定而满足宽广范围的需要:从很高的速率(在分辨力场比特时、每秒钟测量50。次)到很高的分辨力(在每秒钟测量30次时,分辨力达19比特)。 CT...  (本文共1页) 阅读全文>>

《地球科学进展》2009年02期
地球科学进展

大洋环流模式的温盐表面边界条件处理及其影响研究评述

1引言海洋是气候系统的重要组成部分。由淡水通量、热通量和风应力驱动的大洋经圈环流,是地球气候系统把热量从低纬度向高纬度输送的主要媒介,以平衡热带地区的净赢余、极地区域的净亏损。大洋环流强度的变化及其对应的极向热输送变化,能够对全球气候产生显著影响。大洋热盐环流与气候变化的联系,已经被大量的模拟研究和观测资料所证实[1~5]。和海洋混合层相比,大气的热容量非常小,对于海洋的变化,大气能够在非常短的时间内发生快速调整。因此,在气候时间尺度上,可以认为大气是处于热平衡的。或出于计算耗费的原因、或出于简化物理过程的原因,在关注海洋环流长期变化的一些研究中,许多情况下不采用完全预报的大气环流模式,代之以把海气耦合系统简化为一个动力海洋模式,其中大气的影响利用参数化方案来表示,海洋模式与大气之间的相互作用,通过海洋模式的温度与盐度的表面边界条件处理加上风应力场来实现[6~9]。不同的边界条件,代表着不同类型的“大气”,通过与之作用,海洋也将...  (本文共12页) 阅读全文>>

《海洋科学进展》2004年01期
海洋科学进展

全球大洋环流诊断模式研究——流场及流函数

大。认识海洋中大尺度的环流规律对航海、军事、海上捕鱼等人类活动有着极其重要的意义。同时,它又从热带向两极输送着大量的热量,在某些纬度,其值超过大气的输送量[1],是全球气候系统中的一个巨大的“调节器”。对于大洋环流的数值模拟,前人已做了不少工作[2~7]。就诊断模式而言,仍以Fujio等[4~6]的工作为最系统。但因他们的模式分辨率比较低,仅为2°×2°,而Levitus[8,9]的温、盐气候资料为1°×1°,故Fujio等的结果[4~6]损失了一些有用的信息,例如不能很好地模拟中国近海环流及其他环流细节(如棉兰老冷涡)。本文基于美国普林斯顿大学地球物理流体力学实验室开发的ModularOceanModel(MOM)建立一个1°×1°(全球大洋环流的诊断模式(Robustdiagnosticmodel),分别进行月平均和年平均的模拟。作为模拟的结果,我们给出了各层的水平流场和流函数。从模拟的结果来看,全球大洋中的主要环流均得到体...  (本文共15页) 阅读全文>>