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北太平洋海表面高度的年际变化及其机制

地球物理学报 2010年第2期53卷 247-255页

作者：张永垂张立凤王业桂解放军理工大学气象学院中国人民解放军61741部队

利用15年(1993～2007年)月平均的海表面高度(SSH)异常资料,分析了北太平洋海表面高度的年际变化的时空结构,并研究了热通量和风应力两个因子对其的强迫作用.结果表明,北太平洋年际时间尺度SSH变化的大值区在黑潮延伸区和西太平洋暖池区.... 详细信息

利用15年(1993～2007年)月平均的海表面高度(SSH)异常资料,分析了北太平洋海表面高度的年际变化的时空结构,并研究了热通量和风应力两个因子对其的强迫作用.结果表明,北太平洋年际时间尺度SSH变化的大值区在黑潮延伸区和西太平洋暖池区.EOF分解第一模态的空间结构沿纬向呈带状分布,第二模态为沿经向呈带状分布.热通量强迫作用在中纬度的东北太平洋可以解释SSH年际变化40%以上.风应力对SSH的作用包括正压和斜压两个方面.正压Sverdrup平衡模型模拟的SSH年际变化较弱,仅能解释高纬度副极地环流西部的20%～40%.由大尺度风应力强迫的第一阶斜压Rossby波模型可以解释热带地区的20%～60%,中纬度中部的20%～40%,以及阿拉斯加环流东部和副极地环流西部的20%～60%.风应力强迫的一阶斜压Rossby波模型对SSH的强迫机理又可分为局地风应力强迫和西传Rossby波作用.其中,风应力的局地强迫作用(Ekman抽吸)在东北太平洋、白令海以及热带中部有显著的预报技巧,可以解释SSH年际变异的40%以上.Rossby波的传播作用在中纬度海域的副热带环流中西部和夏威夷岛以东起着重要作用,可解释20%～60%.

关键词：北太平洋海表面高度异常热通量风应力一阶斜压Rossby波

热带太平洋海表面高度特征及其与ENSO事件的关系分析

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气象与环境科学 2012年第2期35卷 33-39页

作者：赵加华刘喜迎姜皓严李丽平解放军理工大学气象学院南京211101 天津市东丽区气象局天津东丽300300 南京信息工程大学大气科学学院南京210044

利用1980-2008年Godas的逐月海表面高度(SSH)资料,分析了热带太平洋不同季节海表面高度季节及年际变化特征,并初步探讨了海表面高度异常与ENSO事件的关系。结果表明:1)就赤道地区而言,东太平洋区域海表面最低,西北太平洋和西南太平洋海... 详细信息

利用1980-2008年Godas的逐月海表面高度(SSH)资料,分析了热带太平洋不同季节海表面高度季节及年际变化特征,并初步探讨了海表面高度异常与ENSO事件的关系。结果表明:1)就赤道地区而言,东太平洋区域海表面最低,西北太平洋和西南太平洋海表面最高,中太平洋区域较低。2)西北太平洋和西南太平洋海表面高度年际异常大,赤道中东太平洋区域在秋季和冬季的异常较大。3)1、4、10月热带太平洋海表面高度年际异常与ENSO事件有良好的对应关系:在El Nio事件期间,热带太平洋东部海表面高度增加,西部和西南部减小,不同季节异常区略有区别;7月海表面高度异常与ENSO事件关系不密切。

关键词：热带太平洋海表面高度异常时空特征 EOF分解 ENSO

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北太平洋海表面高度低频变异的动力机制研究

北太平洋海表面高度低频变异的动力机制研究

基于生成对抗网络模型的热带和亚热带海洋中尺度涡预报研究

第七次全国动力气象学术会议

作者：张永垂张立凤姜杨解放军理工大学气象学院河北沧州95809部队气象台

大气通过动力和热力过程使得海表面高度发生变化,并通过海流改变影响海洋的温盐密结构,而海洋的低频变异可以对气候变化产生深刻的影响。本文利用15年（1993～2007年）月平均的海平面高度异常（SSHA）资料,分析了SSHA在北太平洋的分布... 详细信息

大气通过动力和热力过程使得海表面高度发生变化,并通过海流改变影响海洋的温盐密结构,而海洋的低频变异可以对气候变化产生深刻的影响。本文利用15年（1993～2007年）月平均的海平面高度异常（SSHA）资料,分析了SSHA在北太平洋的分布和变化趋势,重点研究了海表面高度低频变异的动力机制。结论如下: 1、北太平洋年际时间尺度SSHA的大值区在黑潮延伸区和西太平洋暖池区,且整个北太平洋的SSHA线性变化趋势的空间尺度在东西太平洋不同,东部大于西部。2、对观测资料的EOF分解表明,第一模态反映了SSHA的纬向分布,时间尺度大约7-8年,1998年中期发生了突变。第二模态反映了SSHA的经向分布,时间尺度大约3-4年,与ENSO的发生有着很好的对应关系。3、热通量引起的热容SSHA在中东太平洋与实测值有很好的相关性,说明在此海域热通量对海表面变化作用比较大。4、由风应力引起的正压Sverdrup模型计算的SSHA,在40°N以北（除了日界线附近）和实测有一定的相关性。但该模型预测的SSHA在振幅上与实况有较大的差别,且主要表现为季节周期的振荡。5、由风应力强迫的一阶斜压Rossby波模型计算的SSHA,在太平洋的热带雨区,东北区域和副极地西部区域与关测值的相关较好;由北美西海岸激发的Rossby波对SSHA的作用仅局限在海岸附近,不能传入大洋内部;西传的自由Rossby波在副热带地区的中西部比较显著。6、由风应力强迫的Ekman抽吸引起SSHA变化呈现出局地性,在太平洋的热带、东北部、白令海以及副极地西部的预测结果与实况的相关性较好。

关键词：海表面高度异常热通量 Sverdrup输送一阶斜压Rossby波 Ekman抽吸

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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热带海洋学报 2022年第5期41卷 1-16页

作者：刘爽经志友詹海刚热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301 中国科学院大学北京100049

中尺度涡蕴含海洋超过90%的动能,显著影响海洋物质能量循环。对中尺度涡的预报是目前物理海洋学研究的热点和难点。文章基于卫星高度计观测的近30年海表面高度异常数据(sea level anomaly,SLA),采用基于博弈思想的生成对抗网络方法(gene... 详细信息

中尺度涡蕴含海洋超过90%的动能,显著影响海洋物质能量循环。对中尺度涡的预报是目前物理海洋学研究的热点和难点。文章基于卫星高度计观测的近30年海表面高度异常数据(sea level anomaly,SLA),采用基于博弈思想的生成对抗网络方法(generative adversarial networks,GAN),构建了中尺度涡预报模型,进行了28天预报,并采用独立样本分析了预报涡旋的空间分布、时间分布、能量强度等特征参数,探讨影响预报结果准确性和时效性的主要因素。结果表明,半径为100~200km的涡旋在15天左右的预报时长仍能保持较好的准确性及时效性,误差在20%以内。该区域的平均涡动能约为0.875m^(2)·s^(-2),其预报的均方根误差(root mean square error,RMSE)普遍介于0.02~0.04m^(2)·s^(-2)。且涡旋预报结果受异常天气影响较小,在正常天气条件和台风娜基莉条件下具有相似的预报能力。这些结果对进一步理解并应用生成对抗网络这一新方法预报海洋中尺度涡提供了参考。

关键词：生成对抗网络中尺度涡预报海表面高度异常深度学习方法

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基于Bio-Argo浮标数据研究孟加拉湾中部海域溶解氧分布

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生态科学 2024年第1期43卷 74-80页

作者：徐华兵杨丰成梁颖欣刘宇鹏付东洋广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524088 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室广东广州510301

溶解氧的分布影响着海洋生物的生存,以孟加拉湾低氧区为研究对象,利用2013—2017年该海域Bio-Argo浮标数据和卫星遥感数据,分析孟加拉湾海域海洋上层(0—200m)溶解氧的垂直分布特征,探讨孟加拉湾海表溶解氧和氧跃层时空变化及其成因。... 详细信息

溶解氧的分布影响着海洋生物的生存,以孟加拉湾低氧区为研究对象,利用2013—2017年该海域Bio-Argo浮标数据和卫星遥感数据,分析孟加拉湾海域海洋上层(0—200m)溶解氧的垂直分布特征,探讨孟加拉湾海表溶解氧和氧跃层时空变化及其成因。结果表明,由于大量径流和降雨的输入,孟加拉湾海表形成显著的盐度成层,导致该海域溶解氧浓度在约40 m处开始显著降低,并在200 m以内降至20μmol·kg^(-1)以下。海表溶解氧浓度与海表温度呈负相关(r=–0.75)。氧跃层深度(DO50μmol·kg^(-1))与23℃等温线和海表面高度异常呈正相关,相关系数r分别为0.93和0.81。孟加拉湾中部低氧区海表温度是影响海表溶解氧变化的主要因素之一,氧跃层的变化则与海洋中尺度涡密切相关。

关键词： Bio-Argo浮标溶解氧低氧区孟加拉湾海表面高度异常

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基于SLA和流场几何特征融合的中尺度涡识别算法

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海洋测绘 2022年第6期42卷 60-64页

作者：谢涛张婷马明南京信息工程大学遥感与测绘工程学院江苏南京210044 北京应用气象研究所北京100029

中尺度涡是海洋物质循环和能量传输的重要载体,针对海洋中尺度涡自动探测问题,基于涡旋的物理特征海表面高度异常,结合涡旋的流场几何特征构建了一套海洋涡旋自动探测算法。采用法国AVISO分布的海表面高度异常数据和地转流异常数据,将... 详细信息

中尺度涡是海洋物质循环和能量传输的重要载体,针对海洋中尺度涡自动探测问题,基于涡旋的物理特征海表面高度异常,结合涡旋的流场几何特征构建了一套海洋涡旋自动探测算法。采用法国AVISO分布的海表面高度异常数据和地转流异常数据,将所构建的算法应用于南海中尺度涡旋探测。为对混合识别算法的涡旋探测结果进行评估,将人工检测的方法从表面速度矢量场中得到的涡旋中心作为真实涡旋中心进行精度验证。结果表明:混合识别算法的探测成功率SDR为91.7%,误判率EDR为7.63%,可以实现对海洋中尺度涡旋的自动探测,为研究海洋中尺度涡的时空分布特征提供数据支持。

关键词：中尺度涡海表面高度异常地转流卫星高度计中国南海

基于多源卫星测高数据的南海中尺度涡探测研究

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基于多源卫星测高数据的南海中尺度涡探测研究

作者：张婷南京信息工程大学

学位级别：硕士

中尺度涡是海洋物质循环和能量传输的重要载体,是海洋物理环境的一个重要组成部分。卫星测高技术的出现为海洋中尺度涡旋的探测提供更多的可能,其观测精度高、覆盖范围广,并且可以提供长时间序列的观测数据,可以用于研究长时间范围内海... 详细信息

中尺度涡是海洋物质循环和能量传输的重要载体,是海洋物理环境的一个重要组成部分。卫星测高技术的出现为海洋中尺度涡旋的探测提供更多的可能,其观测精度高、覆盖范围广,并且可以提供长时间序列的观测数据,可以用于研究长时间范围内海洋中尺度涡的时空分布特征。但是,卫星高度计观测海面高数据是沿轨数据,采样时空不规则,这给数据的使用带来很大的不便。AVISO是法国专门从事海表高度异常资料处理的机构,在全球范围内产生0.25°×0.25°、时间分辨率为1天的规则网格化全球海表高度异常资料产品。但AVIS0资料在产生全球产品时,只用了部分的沿轨资料,并且在近海因为使用的Lanzcos空间滤波方法会造成大的误差。这样便降低了海表高度资料在中国近海的精度,给资料应用带来一些不便。中国近海卫星测高数据融合的研究时间大多处于2012年之前,对2012-2020年间多源卫星数据融合的研究较少。另外,现有的基于海表面高度异常极值对海洋中尺度涡进行自动探测的方法存在过量探测的问题,探测结果误判率较高。针对以上问题,本文的主要工作和研究成果如下:（1）针对在中国近海因使用的Lanzcos空间滤波方法造成海表面高度误差大的问题,本文以南海作为研究区域,对卫星沿轨测高数据进行经验模分解,并基于时空客观分析法对2012年之后在轨运行的Cryosat-2、Jason-2、Jason-3、HY-2A和HY-2B五颗卫星高度计沿轨测高数据进行插值计算,生成了空间分辨率为0.25°×0.25°空间分辨率的均匀网格化产品。为验证其精度,将本文融合产品与AVISO发布的海表面高度异常融合产品进行对比验证。结果显示,二者的SLA分布具有较高的一致性,整体海面呈现西高东低的特点。二者的直方图分布均为正态分布,大部分数据点集中分布在-20-20cm之间,其相关系数0.905,说明基于时空客观分析法得到的海面高度异常融合产品与AVISO发布的融合产品具有较高的一致性,可以用于描述海面高度变化状况。（2）针对已有的基于海表面高度异常极值的涡旋探测方法存在过量检测涡旋的问题,本文基于涡旋的物理特征海表面高度异常,结合涡旋的流场几何特征构建了一套海洋涡旋自动探测算法。结果表明,混合识别算法可以较好地剔除海表面高度异常极值法过量检测的涡旋,其探测成功率SDR为92.1%,误判率EDR为7.2%,可以更精确地实现对海洋中尺度涡旋的自动探测,为研究海洋中尺度涡的时空分布特征提供数据支持。（3）基于本文构建的算法和SLA融合产品,研究了2012-2020年南海中尺度涡的时空分布特征。统计结果显示,2012-2020年9年间研究区域内共观测到1236个满足融合涡旋识别条件的中尺度涡,其中气旋涡582个,反气旋涡654个。中尺度涡的分布具有季节性变化规律,春季和冬季涡旋数量少,夏季和秋季数量上升。生命周期在5～10d的涡旋最多,占总数的57.7%;周期在30d以内的涡旋占总数的91.27%。涡动能EKE在冬季最低。在15°N-20°N海域范围内涡动能EKE最强。而在5°N-15°N海域内,涡动能EKE随纬度的增大而增大。在20°N-25°N海域范围内涡动能EKE随纬度的增大而减小。

关键词：卫星高度计数据融合中尺度涡海表面高度异常地转流

超强台风利奇马(1909)期间海洋中尺度冷涡特征分析

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天津科技 2023年第S01期50卷 99-102,107页

作者：夏天竹卜盛田李肖霞于润玲胡潮天津市滨海新区气象局天津300450 中国气象局气象探测中心北京100081 中国气象局上海台风研究所上海200030 天津益港物流技术服务有限公司天津300452

对超强台风“利奇马”期间西北太平洋海表面高度异常(SLA)特征及台风移动路径附近中尺度冷涡特征进行了分析,结果表明:“利奇马”过境前后,西北太平洋SLA以正值为主,闭合SLA负值区C1负异常数值减小、范围扩大,C2变化不明显;“利奇马”以... 详细信息

对超强台风“利奇马”期间西北太平洋海表面高度异常(SLA)特征及台风移动路径附近中尺度冷涡特征进行了分析,结果表明:“利奇马”过境前后,西北太平洋SLA以正值为主,闭合SLA负值区C1负异常数值减小、范围扩大,C2变化不明显;“利奇马”以6.4~10.8 km/h移速横穿中尺度冷涡CE1,并向西北方向移动,移出前后CE1强度、范围加强(SLA极值为-19.6 cm);以13.9~20.4 km/h快速从CE2以东海域移过,过境前后CE2强度、范围变化不明显;CE1、CE2位于“利奇马”强迫区域内,“利奇马”对CE1影响时间长(18~42 h),使得CE1范围增大、强度增强,对CE2影响则不明显。

关键词：中尺度冷涡 “ 利奇马” 海表面高度异常强迫时间特征分析

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东海黑潮对台风过境的响应特征

海洋技术学报 2019年第4期38卷 61-65页

作者：张磊韩卫通康力朝海军大连舰艇学院

文中调查了"威马逊"台风过境时东海黑潮对台风的响应特征,以海面高度异常(Sea Level Anomaly,SLA)和摩擦深度作为主要研究因子,利用艾克曼风生海流理论,得出了在"威马逊"台风过程中东海黑潮附近海域尤其是宫古海峡处的SLA值和摩擦深度... 详细信息

文中调查了"威马逊"台风过境时东海黑潮对台风的响应特征,以海面高度异常(Sea Level Anomaly,SLA)和摩擦深度作为主要研究因子,利用艾克曼风生海流理论,得出了在"威马逊"台风过程中东海黑潮附近海域尤其是宫古海峡处的SLA值和摩擦深度的响应特征,发现了东海黑潮及其周边海域表层流场与海面高度异常值(SLA)之间的对应关系存在明显的季节性变化特征,SLA正负极值区对应的表层流场一般呈现反气旋型分布和气旋型分布,利用这一对应关系可以有效地分析判断在台风过程中东海黑潮及附近海域表层流场的响应特征。其结论对于东海黑潮流域的海洋环境分析和该区域的军事活动都有一定的参考价值。

关键词：黑潮台风海表面高度异常