热带海洋学报

 

2014年06期目次

海洋水文学

  • 南海北部次表层高盐水的季节变化及其与西北太平洋环流的关系

    王爱梅;杜岩;庄伟;王发云;齐义泉;

    次表层高盐水(>34.68‰)作为北太平洋热带水(NPTW)的示踪,可用来研究黑潮入侵,了解南海与太平洋的水体交换。文章利用基于高分辨率混合坐标海洋模式(HYCOM)的海洋再分析资料,研究了南海北部次表层高盐水的季节变化及其影响因子。模拟结果显示,南海北部高盐水位于100~200m水深,最西可达111°E,其体积存在明显的季节变化,12月达到极大值,6月达到极小值。进一步的分析表明,其季节变化主要受低纬度西北太平洋大尺度环流的调制,与北赤道流分叉点位置的季节变化(1月到达最北端、6月到达最南端)呈现很好的相关性。受太平洋大尺度风场的影响,北赤道流分叉点上半年(下半年)向南(北)移动,导致黑潮输运增强(减弱),通过吕宋海峡进入南海的盐通量减少(增加),从而使南海次表层高盐水的盐度降低(升高)。吕宋海峡断面的流速和盐通量分布特征显示,西太平洋高盐水主要通过吕宋海峡中部(20°~21°18'N)进入南海北部。

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  • 2004～2011年印度尼西亚贯穿流在望加锡海峡中的年际变化

    王健;杜岩;郑少军;刘凯;

    文章基于2004年1月~2006年11月的"国际努加登沙层结与输运"(international Nusantara stratification and transport,INSTANT)计划以及2006年11月~2011年7月的"印度尼西亚贯穿流观测"(monitoring the Indonesian throughflow,MITF)计划的实测数据,从长时间序列研究印度尼西亚贯穿流的变化。在望加锡海峡中,印度尼西亚贯穿流的周期信号分布非常丰富,涵盖潮汐、季节内、季节和年际信号。对于季节变化,东南季风期间温跃层深度上最大南向流速约为1.0m·s-1,而西北季风期间最大南向流速约为0.8m·s-1。印度尼西亚贯穿流的年际变化与尼诺3.4区指数(NINO3.4)呈正相关,最大相关系数大约在NINO 3.4前1~2个月;水深150m以上,印度尼西亚贯穿流与偶极子模态指数(dipole mode index,DMI)呈负相关,200m以下呈正相关,在时间上较DMI滞后约1~2个月。季节变化的经验正交分解(empirical orthogonal function,EOF)前2个模态方差的总贡献率为97%,其中第一模态为65%,第二模态为32%;年际变化的EOF前2个模态的方差贡献率为90%,其中第一模态为51%,第二模态为39%。季节变化的第二模态和年际变化的第一模态表征赤道印度洋开尔文波模态,该模态的空间结构在垂向会发生相位反转;季节变化的第一模态和年际变化的第二模态表征赤道太平洋罗斯贝波(Rossby waves)的厄尔尼诺与南方涛动(El Ni?o and southern oscillation,ENSO)模态,其垂向的空间结构变化比较一致。

    2014年06期 v.33 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]

  • 2010年智利和2011年日本海啸在华南沿岸的实测海啸波形和特征

    潘文亮;王盛安;孙璐;龙小敏;

    文章根据三亚湾和台山广海湾实测水位数据,分析了2010年智利和2011年日本海啸在中国近岸传播的海啸波形。通过与2个深海海啸观测浮标(DART)观测到的海啸波形对照,采用功率谱分析和小波分析技术,研究远场海啸在中国华南沿岸的海啸波特征和传播规律。在2次事件中,海啸波通过巴士海峡进入中国南海后,大约3~4h到达华南沿岸。地形效应是决定海啸波能量的重要因素,特定周期的海啸波得到选择性增强。海啸波在近岸海湾持续时间长达2~3d,海啸波周期越长,持续时间越久。2次海啸事件均未对我国沿海造成灾害性影响,但是通过海啸波形的对比分析,能够更好地了解南海北部地形对海啸波的响应特征,为防范海啸提供借鉴。

    2014年06期 v.33 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 581K]

  • 巴达棱湾悬沙分布特征及动力机制

    杨阳;李锐祥;刘愉强;朱鹏利;陆茸;

    利用2007年4月和7月在巴达棱湾进行的旱季和雨季水位、流速、悬沙浓度的全潮观测资料,结合2007年5月~2008年4月周年风、波浪资料,分析该海域悬沙分布特征和运移趋势,并利用机制分解法分析悬沙输运机制。结果表明,研究海域的水体含沙量存在旱季低、雨季高的季节变化,以及大潮高、小潮低的潮期变化;在平面上表现出东西两侧大、中间小,近岸高、远海低的分布特征。单宽输沙量方向与余流方向一致,表现为旱季冲刷、雨季淤积,即旱季指向外海,雨季指向湾内。通量机制分析结果表明,欧拉余流是悬沙输运的主要控制因素,其方向和大小决定了泥沙输移方向和输移量,在水深较深海域,垂向重力环流是相对次要的,而在水深较浅的海域相对次要的是悬沙潮泵输运项。

    2014年06期 v.33 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 452K]

  • 海洋表层温度剖面数值模拟

    张扬;孙志林;张欣;

    遥感测量海水表面温度(SST)需用海表面以下实测温度资料加以校正,由于长时间大范围进行海洋表层海水垂向温度剖面野外观测非常困难,建立经有限资料验证的数值模型十分重要。文章基于美国加利福尼亚湾3组船载光学实验的气象及海温资料,考虑太阳热辐射作用与海表面冷温层效应,建立了一个海表下20m深度范围内水温剖面演变的数值模型。通过冷温层计算合理加密了表层网格,使数值模型更准确地估计海表散热作用。计算结果与野外实测海温资料对比显示,海表剖面测试仪(SkinDeEP)未能准确定位和捕捉海表冷温层,实验方法有待改进。整合模型能准确描述海温剖面的演变趋势,在近海表20cm深度内,特别是与遥感SST相关的近海表1cm深度内,模拟结果优于无本皮肤层模型的计算结果。

    2014年06期 v.33 31-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 635K]

海洋物理学

  • 海水酸化对鹿角珊瑚光谱特性影响的分析

    刘素敏;杨顶田;

    海水酸化造成全球珊瑚礁严重退化,应用卫星遥感手段可以快速地对珊瑚礁进行监测。在野外做酸度对比实验具有条件不易控制、周期长等局限性。文章提出一种室内测量珊瑚光谱的方法,通过比较不同酸度梯度下珊瑚光谱的变化,为研究海水酸化对珊瑚的影响提供了一种新的思路。试验采用7.6、7.9和8.1的酸度梯度,结果表明:在pH为8.1和7.9环境条件下,珊瑚的光谱趋势大体一致,总体上珊瑚光谱波峰出现了向长波方向的红移。但是在pH为7.6的条件下,珊瑚的光谱在650~700nm之间出现一个反常的吸收谷,这是由于pH 7.6的酸度条件适宜一些藻类生长,藻类附着在珊瑚表面,从而影响了其光谱特性。

    2014年06期 v.33 41-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 444K]

海洋气象学

  • “梅花”台风路径与强度的集合预报

    王晨稀;

    以新一代全球/区域多尺度通用同化与数值预报系统-热带气旋路径数值预报系统(global/regional assimilation and prediction system-tropical cyclone model,GRAPES-TCM)为试验模式,采用组合不同的物理参数化方案(MP)方法和随机全倾向扰动(STTP)方法,生成反映模式不确定性的集合成员,在此基础上设计包含6个成员的3种集合方案,方案1和方案3的成员分别用MP方法和STTP方法生成,方案2的成员同时采用MP和STTP方法生成,用3种集合方案对1109台风"梅花"进行了36次72h的集合预报试验。结果显示:对于路径预报,3种集合方案中预报效果最好的是方案3,其次为方案2,最差的是方案1;对于强度预报,方案1和方案2的预报效果差异不大,都远好于方案3。方案2和方案3的路径预报与强度预报都好于控制试验的预报,方案1的路径预报好于大部分成员的预报,强度预报好于所有成员的预报。3种方案的路径离散度都偏小,方案3偏小最多,其次为方案2;方案3的强度离散度也过于偏小,是3种方案中最小的,方案1和方案2的强度离散度在积分前期明显偏小,积分后期则有偏大的趋势,其中方案2的强度离散度大于方案1。与国内外8个业务数值模式的预报结果比较,对于路径预报,方案1优于5个业务模式的预报,方案2和方案3则优于除欧洲数值以外的7个业务模式的预报;对于强度预报,方案1和方案2优于所有8个业务模式的预报,方案3优于6个业务模式的预报。总体而言,3种集合方案的路径和强度预报都表现出优于确定性预报的预报能力,相对于各业务数值模式都表现出一定的预报优势,具有业务应用的价值,其中同时应用STTP和MP方法的方案2对台风的综合预报效果是最优的。

    2014年06期 v.33 48-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 761K]

海洋生物学

  • Comparisons of surface Chl a and primary productivity along three transects of the southern South China Sea, northern Java Sea and eastern Indian Ocean in April 2011

    YI Rong;KE Zhi-xin;SONG Xing-yu;SHEN Ping-ping;WANG Sheng-fu;FAN Yan-zhi;HUANG Liang-min;TAN Ye-hui;LI Gang;

    Results are presented about the changes in chlorophyll a density, carbon fixation and nutrient levels in the surface waters of three transects of the southern South China Sea(SCS), northern Java Sea(JS) and eastern Indian Ocean(IO) during April 5~16 of 2011. The in situ Chl a concentration and carbon fixation showed decreasing trends from high to low latitude along the three transects, while the photosynthetic rate of phytoplankton estimated from 14 C incorporation displayed no simple variation with latitude. Chl a concentration and carbon fixation in the IO water was lower than that in the JS water. Higher salinity and lower contents of dissolved inorganic nitrogen(DIN) and silicate(Si O2-3) characterized the IO water as compared to the SCS or JS water, and the PO3-4 content was lower in the IO water than in the SCS or JS water in most cases. Our results also indicate the importance of DIN and Si O2-3 concentrations for the geographical changes in phytoplankton biomass and primary productivity among the three regions.

    2014年06期 v.33 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 390K]

  • 南海南部陆坡区生态要素垂向分布和日变化特征及其与物理环境的关系

    张燕;何蕾;殷克东;姜玥璐;姚景龙;王东晓;

    利用2004年5月"实验3"号船在南海南部陆架区观测站(109°40′E,06°05′N)连续48h观测得到的温度、溶解氧浓度、叶绿素浓度数据,分析了观测点的叶绿素和溶解氧的垂向分布、日变化特征及其同水温和盐度等物理环境要素的相关关系。结果表明,叶绿素和溶解氧垂向分布与温度有着显著的负相关关系,与盐度有着显著的正相关关系,溶解氧和叶绿素的日变化与温度和盐度的相关性则不显著,跃层深度和海流等对溶解氧的日变化有一定的影响作用。

    2014年06期 v.33 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 379K]

海洋动力资源及开发

  • 液压型潮流能发电系统叶轮最大功率控制

    林躜;李磊;陈俊华;郑堤;唐辰;李浩;

    文章为解决水平轴潮流能发电系统在低于设计流速下叶轮能量捕获效率低的问题,运用最大功率跟踪控制理论及叶轮与变量泵传动轴力矩平衡方程,建立了变量泵反力矩参考值模型,设计了间接速度控制的压力反馈加转矩控制系统,通过小范围内调节变量泵排量,实现叶轮最大功率捕获。整个系统的性能在自动化工作室(automation studio)中进行了仿真测试,实验样机也进行了海上试验。仿真测试和海试结果显示,该控制系统工作稳定性好,仿真和海试时叶轮的捕获功率系数分别在0.35和0.33附近波动,相比不加控制,分别增加了约0.03和0.05,提高了叶轮的捕获效率,验证了控制系统的有效性。

    2014年06期 v.33 73-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]

海洋管理

  • 基于WebGIS的海南省台风灾害管理决策辅助系统

    张广平;谢忠;罗显刚;张晨晓;

    海南省每年台风频繁,台风灾害严重,但在台风的防灾减灾中缺少联动一体化的信息为指挥管理提供支撑保障。针对该问题,基于WebGIS以服务的形式提供管理功能服务,文章提出了一套有效应对台风灾害的指挥管理系统,实现了海南省台风灾前预警预报,灾中实时监控受灾情况、科学地选择台风灾害管理预案、合理地调度物资、就地安排人员抢险,灾后灾害损失统计的一体化及可视化。整合关联了灾害监测预警、工情管理、预案管理、防风物资管理、抢险队伍管理、灾害统计管理等业务功能。该系统应用于2012年的海南省防风减灾过程中,结果表明,该台风灾害指挥管理系统为防风指挥管理部门提供了系统的、综合的各类信息,并整合了各种资源,提供了精细调度预案、科学管理途径,实现了简单高效地管理辅助支撑。

    2014年06期 v.33 80-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 747K]