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《大气与海洋》2012,50(4):27-39
On the basis of Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) measurements of current and hydrographic data obtained in October 2008, a diagnostic model of ocean circulation with a modified inverse method is used to study the circulation in Luzon Strait. Satellite-based geostrophic velocity calculated from the merged absolute dynamic topography is also used and compared with the in situ data. The analyses reveal that during the period of observations there were two branches of the Kuroshio current, and the maximum velocity of the current reached 175 cm s?1 at the surface. The main stream of the Kuroshio was located at 122°10′E to 122°40′E near the southern boundary of the study region and confined to the upper 700 m, while its western branch was located at 121°00′E to 121°35′E and confined to the upper 400 m. The Kuroshio water intruded into the South China Sea through the northern boundary of the study region east of 120°45′E. At 1000 m depth, the flow was dominated by southwestward or westward flow in the area north of 20°30′N, while the flow was mostly southeastward in the area south of 20°30′N. A cyclonic eddy was identified in the region east of Luzon Strait. At 1500 m depth, cyclonic eddies were seen on both sides of Luzon Strait. The volume transport across the longitudinal section 120°45′E between about 20.00°N and 21.20°N south of Taiwan during the period of observations was about 4?×?106 m3 s?1. One Argo float was tracked as it moved across Luzon Strait, reflecting the westward flow at both the surface and 1000 m depth. RÉSUMÉ?[Traduit par la rédaction] En partant des mesures de courant par profileur de courant à effet Dopler (ADCP) et des données hydrographiques recueillies en octobre 2008, nous étudions la circulation dans le détroit de Luçon en nous servant d'un modèle diagnostique de la circulation de l'océan combiné à une méthode inverse modifiée. Nous nous servons également de la vélocité géostrophique mesurée par satellite, calculée à partir de la topographie dynamique absolue totale, pour la comparer avec les données in situ. Les analyses révèlent que pendant la période d'observation, il y avait deux ramifications du Kuroshio et que la vélocité maximale du courant a atteint 175 cm s?1 à la surface. La principale ramification du Kuroshio était située entre 122°10′E et 122°40′E à proximité de la limite sud de la région à l'étude et elle était confinée aux 700 premiers mètres; sa ramification ouest était située entre 121°00′E et 121°35′E et elle était confinée aux 400 premiers mètres. Le Kuroshio se déversait dans la mer de Chine occidentale en traversant la limite nord de la région à l'étude à l'est de 120°45′E. À 1000 m de profondeur, le courant s'écoulait essentiellement en direction sud-ouest ou ouest dans le secteur au nord de 20°30′N, et en direction sud-est dans la région au sud de 20°30′N. Nous avons identifié un tourbillon cyclonique dans la région à l'est du détroit de Luçon. Nous avons relevé des tourbillons cycloniques à une profondeur de 1500 m de part et d'autre du détroit de Luçon. Le transport volumique dans le profil longitudinal à 120°45′E entre 20.00° N et 21.20° N environ au sud de Taïwan pendant la période d'observation a atteint environ 4?×?106 m3 s?1. Nous avons suivi une bouée Argo dérivant au gré du courant dans le détroit de Luçon, ce qui a permis d’établir qu'il s'écoulait en direction ouest à la surface et à une profondeur de 1000 m. 相似文献
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《大气与海洋》2012,50(4):92-102
Argo observations reveal that the salinity in the North Pacific subtropical gyre near Luzon Strait gradually declined by 0.2 (practical salinity scale used) from 2003 to 2007 over a depth range of 100 m to 200 m. Such freshening is also found in the outputs of the Estimating the Circulation and Climate of the Ocean (ECCO) model. The possible mechanisms for the freshening are investigated using the surface freshwater flux (E-P) data, the ECCO outputs and a salt budget equation for the upper ocean. Our analysis indicates that the magnitude of the salinity change caused by the surface freshwater flux anomaly is far smaller than observed, suggesting that the surface freshwater flux anomaly is not sufficient to account for the observed freshening. In fact, the salinity anomaly is closely linked to a pronounced freshening at the northeast corner of the study area from 2003 to 2007. The advection of salinity anomalies in the western North Pacific Ocean between 25°N and 35°N via a southwestward flow in the “C–shaped” region associated with the Kuroshio system is the main mechanism responsible for the observed freshening in the study area. RÉSUMÉ?[Traduit par la rédaction] Les observations Argo révèlent que la salinité dans le gyre subtropical du Pacifique Nord près du détroit de Luçon a graduellement diminué de 0,2 (en utilisant l’échelle de salinité pratique) entre 2003 et 2007 dans un intervalle de profondeur de 100 à 200 m. Un adoucissement comparable s'observe aussi dans les sorties du modèle ECCO (Estimating the Circulation and Climate of the Ocean). Nous examinons les mécanismes pouvant expliquer l'adoucissement au moyen des données de flux d'eau douce en surface (E–P), des sorties de l'ECCO et de l’équation du bilan du sel pour la couche supérieure de l'océan. Notre analyse indique que l'ampleur du changement de salinité causé par l'anomalie de flux d'eau douce en surface est beaucoup plus petite que ce qui est observé, ce qui suggère que l'anomalie de flux d'eau douce en surface ne suffit pas à expliquer l'adoucissement observé. En fait, l'anomalie de salinité est étroitement liée à un adoucissement prononcé dans le coin nord-est de la zone à l’étude de 2003 à 2007. L'advection des anomalies de salinité dans l'ouest du Pacifique Nord entre 25°N et 35°N par un écoulement vers le sud-ouest dans la région en forme de « C » associée au système du Kuroshio est le principal mécanisme responsable de l'adoucissement observé dans la zone à l’étude. 相似文献
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《大气与海洋》2012,50(4):77-91
The seasonal characteristics of water masses, mixed-layer depth and the current field east of Luzon Strait are studied using Argo profiling float data. Based on data from March 2006 to November 2010, the temperature-salinity relation indicates that the seasonal variation of water masses is not obvious, except that the surface temperature is lower and the salinity is higher in spring and winter; the water masses in other layers change little. The seasonal variation of the mixed-layer depth, which is deepest at over 170 m in winter and shallowest at about 25 m in summer, is also discussed. Based on the P-vector method, multi-year seasonal mean Argo data and Levitus data are used to calculate the respective current fields. The surface geostrophic current derived from altimetric data is compared with those computed from Argo data and Levitus data. It is shown that, the current field computed from Argo data, which shows the Kuroshio and eddies clearly, is similar to that obtained from altimetric data, except that the current speed is less in the former case than in the latter one; this may be related to the scarcity and uneven distribution of Argo floats, the subsequent interpolation and extrapolation errors, the shortcomings of the P-vector method, the lack of a barotropic component in the calculation or the altimetry-derived current error associated with the marine geoid, but the resultant current field is much better than that obtained from Levitus data. Moreover, Argo data have an advantage in that they can be used to derive a three-dimensional current field, whereas the altimetric data can only be used to derive the surface current field. The seasonal variations in the vertical current structure and the Kuroshio transport east of Taiwan Island are also discussed; it is found that the thickness of the northward Kuroshio is about 700 m, and the seasonal zonal variation in the main axis of the Kuroshio is obvious. RÉSUMÉ?[Traduit par la rédaction] Nous étudions les caractéristiques saisonnières des masses d'eau, la profondeur de la couche de mélange et le champ de courant à l'est du détroit de Luçon à l'aide des données des flotteurs profileurs Argo. D'après les données recueillies entre mars 2006 et novembre 2010, la relation température-salinité indique que la variation saisonnière des masses d'eau n'est pas évidente, sauf que la température de surface est plus basse et la salinité plus élevée au printemps et en hiver; les masses d'eau dans les autres couches changent peu. Nous discutons aussi de la variation saisonnière de la profondeur de la couche de mélange, qui est maximale à plus de 170 m en hiver et minimale à environ 25 m en été. En nous basant sur la méthode des vecteurs P, nous utilisons les données Argo et les données Levitus pluriannuelles de moyennes saisonnières pour calculer les champs de courant respectifs. Nous comparons le courant géostrophique de surface déduit des données altimétriques avec ceux calculés à l'aide des données Argo et des données Levitus. Il apparait que le champ de courant calculé d'après les données Argo, qui montre clairement le Kuroshio et les remous, est semblable à celui obtenu des données altimétriques, sauf que la vitesse du courant est moindre dans le premier cas que dans le dernier; cela peut être lié à la rareté et à la distribution inégale des flotteurs Argo, aux erreurs subséquentes d'interpolation et d'extrapolation, aux faiblesses de la méthode des vecteurs P, au manque d'une composante barotropique dans les calculs ou à l'erreur dans le courant déduit des données altimétriques associée au géoïde marin, mais le champ de courant résultant est bien meilleur que celui obtenu à l'aide des données Levitus. De plus, les données Argo présentent l'avantage de pouvoir être utilisées pour déduire un champ de courant tridimensionnel, alors que les données altimétriques ne permettent que de déduire le champ de courant de surface. Nous discutons aussi des variations saisonnières dans la structure verticale du courant et dans le transport par le Kuroshio à l'est de l’île de Taïwan; nous trouvons que la profondeur du Kuroshio circulant vers le nord est d'environ 700 m et la variation saisonnière zonale dans l'axe principal du Kuroshio est évidente. 相似文献
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Sarah Lundrigan 《大气与海洋》2013,51(2):156-168
This article presents results from a model study of interannual and decadal variability in the Nordic Seas. Fifty years of simulations were conducted in an initial condition ensemble mode forced with the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis. We studied two major events in the interannual and interdecadal variability of the Nordic Seas during the past fifty years: the Great Salinity Anomaly in the 1960s and early 1970s and the warming of the Arctic and subarctic oceans in the late 1990s. Previous studies demonstrated that the Great Salinity Anomaly observed in the subarctic ocean in 1960 was originally generated by intensified sea-ice and freshwater inflow from the Arctic Ocean. Our model results demonstrate that the increase in the transport of fresh and cold waters through Fram Strait in the 1960s was concurrent with a reduction in the meridional water exchange over the Greenland–Scotland Ridge. The resulting imbalance in salinity and heat fluxes through the strait and over the ridge also contributed to the freshening of the water masses of the Nordic Seas and intensified the Great Salinity Anomaly in the Nordic Seas. The warming of the Atlantic Waters in the Nordic Seas and Arctic Ocean during the past two decades had an important impact on the variability of these two ocean basins. Some previous observational and model studies demonstrated that the warming of the subpolar Atlantic Ocean in the late 1990s and the meridional transport of the Atlantic Water mass (AW) into the Nordic Seas and Arctic Ocean contributed to this process. At the same time, observations show that the warming of the AW in the Nordic Seas started in the 1980s (i.e., earlier than the warming of the subpolar North Atlantic Ocean). Our model results suggest that this process was triggered by an imbalance in the lateral heat fluxes through Fram Strait and over the Greenland–Scotland Ridge. In the late 1980s the AW transport over the Greenland–Scotland Ridge was stronger than normal while the exchange through Fram Strait was close to normal. The related imbalance in the lateral heat fluxes through the strait and over the ridge warmed the Nordic Seas and caused an increase in the temperature of the AW inflow to the Arctic Ocean in the late 1980s (i.e., about a decade earlier than the warming of the source of the AW in the subpolar North Atlantic Ocean). Thus the model results suggest that the imbalance in lateral heat and salinity fluxes through the strait and over the ridge connecting the Nordic Seas to the North Atlantic and Arctic oceans could amplify the interannual variability in the subarctic ocean. [Traduit par la rédaction] Cet article présente les résultats d'une étude par modèle de la variabilité interannuelle et décennale dans les mers nordiques. Nous avons effectué des simulations sur une période de cinquante ans en mode d'ensemble de conditions initiales forcé avec les réanalyses des NCEP (National Centers for Environmental Prediction). Nous avons étudié deux événements majeurs survenus dans la variabilité interannuelle et décennale des mers nordiques au cours des cinquante dernières années : la grande anomalie de salinité des années 1960 et du début des années 1970 et le réchauffement des océans Arctique et subarctique vers la fin des années 1990. Des études précédentes ont démontrées que la grande anomalie de salinité observée dans l'océan subarctique en 1960 a été causée par une intensification de l'apport de glace de mer et d'eau douce depuis l'océan Arctique. Les résultats que nous avons obtenus du modèle montrent que l'accroissement du transport d'eau douce et froide à travers le détroit de Fram dans les années 1960 s'est produit en même temps qu'une réduction dans l’échange méridien d'eau au-dessus de la crête Groenland–Écosse. Le déséquilibre résultant dans les flux de salinité et de chaleur à travers le détroit et au-dessus de la crête a aussi contribué à l'adoucissement des masses d'eau des mers nordiques et a intensifié la grande anomalie de salinité dans les mers nordiques. Le réchauffement des eaux atlantiques dans les mers nordiques et dans l'océan Arctique au cours des deux dernières décennies a eu un impact important sur la variabilité de ces deux bassins océaniques. Des études observationnelles et par modèle précédentes ont établi que le réchauffement de l'océan Atlantique subpolaire dans les années 1990 et le transport méridien de la masse d'eau atlantique dans les mers nordiques et dans l'océan Arctique ont contribué à ce processus. En même temps, les observations montrent que le réchauffement des eaux atlantiques dans les mers nordiques a commencé dans les années 1980 (c.–à–d. plus tôt que le réchauffement de l'océan Nord-Atlantique subpolaire). Les résultats du modèle suggèrent que ce processus a été déclenché par un déséquilibre dans les flux de chaleur latéraux à travers le détroit de Fram et au-dessus de la crête Groenland–Écosse. À la fin des années 1980, le transport des eaux atlantiques au-dessus de la crête Groenland–Écosse était plus fort que la normale alors que l’échange à travers le détroit de Fram était près de la normale. Le déséquilibre résultant dans les flux de chaleur latéraux à travers le détroit et au-dessus de la crête a réchauffé les mers nordiques et causé une augmentation de la température des eaux atlantiques parvenant à l'océan Arctique à la fin des années 1980 (c.-à-d. environ une décennie avant le réchauffement de la source d'eaux atlantiques dans l'océan Nord-Atlantique subpolaire). Donc, les résultats du modèle suggèrent que le déséquilibre dans les flux de chaleur et de salinité latéraux à travers le détroit et au-dessus de la crête reliant les mers nordiques à l'Atlantique Nord et à l'Arctique pourrait amplifier la variabilité interannuelle dans l'océan subarctique. 相似文献
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《大气与海洋》2012,50(4):103-115
Based on monthly mean Argo profiler float data from 2004 to 2008 and monthly mean sea surface height and current velocity data from the Simple Ocean Data Assimilation (SODA) reanalysis for the period 1958–2007, the three-dimensional structure of the Mindanao Eddy (ME), its seasonal and interannual variability, and its impact on the thermohaline structure are analyzed. In addition, the displacement of the ME centre and its relation to ocean circulations are also discussed. The results showed that the ME spreads vertically from about 600 db depth upward to about 40 db depth. In addition to its strong seasonal variation, the strength of the ME displays strong interannual variability resulting from the interannual variability in the North Equatorial Current (NEC), the North Equatorial Counter Current (NECC) and the Mindanao Current (MC). The meridional movement of the centre of the ME has strong seasonal and interannual variability, and the zonal movement has a strong seasonal variation. The meridional movement is associated with the meridional displacement of the interface between the NECC and the NEC, whereas the zonal movement is associated with the zonal displacement of the interface between the MC and the northward branch of the NECC. The ME variability can greatly affect the pattern of the thermohaline structure in the local upper ocean. When the eddy is strong, the cold and low salinity water within it moves vigorously upward from the deep layer; the thermocline shoals significantly; the subsurface high salinity water shows a large decrease; and the upper mixed layer becomes thinner, and vice versa. RÉSUMÉ?[Traduit par la rédaction] En nous basant sur les données mensuelles moyennes des flotteurs profileurs Argo pour la période de 2004 à 2008 et sur les données mensuelles moyennes de hauteur de la surface de la mer et de vitesses vectorielles du courant fournies par les réanalyses SODA (Simple Ocean Data Assimilation) pour la période de 1958 à 2007, nous analysons la structure tridimensionnelle du remous de Mindanao, sa variabilité saisonnière et interannuelle et son impact sur la structure thermohaline. De plus, nous discutons du déplacement du centre du remous de Mindanao et de sa relation avec les circulations océaniques. Les résultats ont montré que le remous s'étend verticalement vers le haut à partir d'une profondeur de 600 db jusqu’à une profondeur d'environ 40 db. En plus de sa forte variabilité saisonnière, la force du remous de Mindanao affiche une forte variabilité interannuelle résultant de la variabilité interannuelle dans le courant nord-équatorial (NEC), le contre-courant nord-équatorial (NECC) et le courant de Mindanao (MC). Le mouvement méridien du centre du centre du remous de Mindanao affiche une forte variabilité saisonnière et interannuelle et le mouvement zonal possède une forte variabilité saisonnière. Le mouvement méridien est lié au déplacement méridien de l'interface entre le NECC et le NEC alors que le mouvement zonal est lié au déplacement zonal de l'interface entre le MC et le bras allant vers le nord du NECC. La variabilité du remous de Mindanao peut grandement modifier la configuration de la structure thermohaline dans les couches supérieures locales de l'océan. Quand le remous est fort, l'eau froide et de faible salinité qu'il renferme se déplace vigoureusement vers le haut à partir de la couche profonde; la thermocline s'élève de façon marquée; les eaux de subsurface de forte salinité affichent une diminution importante; et la couche de mélange supérieure devient plus mince, et inversement. 相似文献
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Résumé En mars 1982, le ministère de l'Environnement du Québec a entrepris un échantillonnage physico‐chimique de 64 lacs de tête de la région de Rouyn‐Noranda. Les objectifs de l'étude étaient de déterminer la sensibilité des lacs de cette région et de délimiter l'aire d'influence de la plus importante source anthropique d'émission d'anhydride sulfureux au Québec. Le traitement graphique et statistique des résultats, ainsi que l'application de modèles empiriques d'acidification ont permis de dégager les zones les plus vulnérables à l'acidification. L'application de ces techniques d'analyse a montré, entre autres, que les concentrations de sulfates en lac étaient beaucoup plus élevées à proximité de Rouyn‐Noranda où est située l'usine Mines Noranda Itée. De fait, la concentration de sulfates dans les lacs de cette région passe de 16 mg L?1, aux alentours de Rouyn‐Noranda, à moins de 2 mg L?1 en direction du nord‐est, alors qu'elle baisse à 8 mg L?1 en bordure de la rivière des Outaouais. De plus, en faisant abstraction de la distribution en forme de cloche des concentrations de sulfates autour de Rouyn‐Noranda, l'étude a permis de faire ressortir la décroissance générale des sulfates du sud‐ouest vers le nord‐est. Les points majeurs qui ressortent de cette étude sont la présence de lacs très acides à proximité de Rouyn‐Noranda et V extrême vulnérabilité des plans d'eau situés au sud et sud‐est de la ville. En effet, l'eau des lacs de la région du Témiscamingue est en général moins minéralisée et plus acide que celle des lacs au nord de cette région. Cette distinction est due à la nature géologique des substrats dans les bassins versants. Ainsi, les lacs sensibles à l'acidification sont principalement situés sur des bassins versants associés à des roches granitiques et gneissiques, comparativement aux roches volcaniques et aux dépôts d'argiles lacustres qui caractérisent les lacs aux eaux plus minéralisées. 相似文献
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Howard J. Freeland 《大气与海洋》2013,51(1):126-133
This paper presents a reanalysis of trends in water properties around the Gulf of Alaska. The datasets used are the lighthouse time series and the Line-P time series augmented with data from the Argo global float array. It is shown that though trends have changed, the essential story that was told 15 years ago has not changed in any meaningful way. Sea-surface temperatures are rising over a large part of the Gulf of Alaska, and sea-surface salinities are declining. Both of these lead to a decrease in surface density. We show that the temperature change extends deep into the Gulf of Alaska, and the freshening trend extends to a depth of about 100 db. Potential energy in the water column is decreasing, and the result of the decreasing potential energy and the increasing stratification implies a decrease in mid-winter mixed layer depths. RÉSUMÉ?[Traduit par la rédaction] Cet article présente une réanalyse des tendances des propriétés de l'eau dans le golfe d'Alaska. Les ensembles de données utilisés sont les séries chronologiques des phares et les séries chronologiques de la ligne P augmentés des données du réseau mondial de flotteurs Argo. Il ressort que même si les tendances ont changé, à peu près tout ce que l'on a pu dire il y a 15 ans demeure valable. Les températures de la surface de la mer augmentent dans une grande partie du golfe d'Alaska et les salinités de la surface diminuent. Ces deux facteurs entraînent une diminution de la densité de la surface. Nous montrons que le changement de température se produit jusqu’à une bonne profondeur dans le golfe d'Alaska et que la tendance à l'adoucissement s’étend jusqu’à une profondeur d'environ 100 db. L’énergie potentielle dans la colonne d'eau diminue et cette diminution, de pair avec l'accroissement de la stratification, implique une diminution des profondeurs de la couche de mélange au milieu de l'hiver. 相似文献
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The first thorough examination of oxygen concentrations in Canadian waters of the Pacific Ocean reveals several patterns in space and time. Sub-surface concentrations of oxygen tend to be lower in shelf waters than in deep-sea waters on the same isopycnal and lower in southern waters of the continental shelf than farther north. The lowest near-bottom concentration was 0.7 ml L?1 (31 μmol kg?1) in mid-shelf waters in summer off southwest Vancouver Island in the Juan de Fuca Eddy region. Oxygen concentration there declined at a rate of 0.019 ml L?1 y?1 (0.83 μmol kg?1 y?1) from 1979 to 2011. This decline is attributed mainly to changes in oxygen concentrations on the same density surfaces, rather than to changes in the depth of constant-density surfaces. A numerical simulation of ocean currents and nutrient concentrations in and surrounding the Juan de Fuca Eddy in summer reveals persistent upwelling into the centre of this eddy and slow bottom currents within the eddy. Upwelled water at bottom of the Juan de Fuca Eddy has water properties associated with the California Undercurrent on the 26.6 sigma-t surface at 200 m depth, where oxygen concentration is typically 2.0 ml L?1 (87 μmol kg?1) and declined at a rate of 0.025 ml L?1 y?1 (1.1 μmol kg?1 y?1) from 1981 to 2011, mainly as a result of changes on constant-density surfaces rather than to uplifting isopycnals. We propose that upwelling advects deep, oxygen-poor water onto the continental shelf bottom, and the slow bottom currents allow time for oxidation of organic material in bottom waters to further reduce the oxygen concentration. RÉSUMÉ?[Traduit par la rédaction] Le premier examen approfondi des concentrations d'oxygène dans les eaux canadiennes de l'océan Pacifique révèle plusieurs configurations dans le temps et dans l'espace. Les concentrations d'oxygène sous la surface ont tendance à être plus faibles dans les eaux de la plate-forme continentale que dans les eaux de l'océan profond sur la même isopycne et plus faibles dans les eaux du sud de la plate-forme que plus loin au nord. La concentration la plus faible près du fond était de 0.7 ml L?1 (31 μmol kg?1) dans les eaux du milieu de la plate-forme en été au large du sud-ouest de l’île de Vancouver dans la région du remous de Juan de Fuca. Les concentrations en oxygène à cet endroit ont diminué au rythme de 0.019 ml L?1 a?1 (0.83 μmol kg?1 a?1) entre 1979 et 2011. Cette diminution est principalement attribuée aux changements dans les concentrations d'oxygène sur les surfaces d’égale densité plutôt qu'aux changements dans la profondeur des surfaces de densité constante. Une simulation numérique des courants océaniques et des concentrations de nutrients dans le remous de Juan de Fuca et dans les régions avoisinantes en été révèle des remontées d'eau froide persistantes vers le centre de ce remous et des courants de fond lents à l'intérieur du remous. L'eau qui a remonté au fond du remous de Juan de Fuca a des propriétés liées au sous-courant de Californie sur la surface sigma–t 26.6 à une profondeur de 200 m, où la concentration en oxygène est normalement de 2.0 ml L?1 (87 μmol kg?1), et a diminué au taux de 0.025 ml L?1 a?1 (1.1 μmol kg?1 a?1) de 1981 à 2011, principalement à cause des changements sur les surfaces de densité constante plutôt que du soulèvement des isopycnes. Nous pausons l'hypothèse que les remontées d'eau advectent des eaux profondes pauvres en oxygène au bas de la plate-forme continentale et que les lents courants de fond donnent le temps à l'oxydation de la matière organique dans les eaux de fond, ce qui réduit davantage la concentration de l'oxygène. 相似文献
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《大气与海洋》2012,50(4):129-145
In the ensemble Kalman filter (EnKF), ensemble size is one of the key factors that significantly affects the performance of a data assimilation system. A relatively small ensemble size often must be chosen because of the limitations of computational resources, which often biases the estimation of the background error covariance matrix. This is an issue of particular concern in Argo data assimilation, where the most complex state-of-the-art models are often used. In this study, we propose a time-averaged covariance method to estimate the background error covariance matrix. This method assumes that the statistical properties of the background errors do not change significantly at neighbouring analysis steps during a short time window, allowing the ensembles generated at previous steps to be used in present steps. As such, a joint ensemble matrix combining ensembles of previous and present steps can be constructed to form a larger ensemble for estimating the background error covariance. This method can enlarge the ensemble size without increasing the number of model integrations, and this method is equivalent to estimating the background error covariance matrix using the mean ensemble covariance averaged over several assimilation steps. We apply this method to the assimilation of Argo and altimetry datasets with an oceanic general circulation model. Experiments show that the use of this time-averaged covariance can improve the performance of the EnKF by reducing the root mean square error (RMSE) and improving the estimation of error covariance structure as well as the relationship between ensemble spread and RMSE. RÉSUMÉ [Traduit par la rédaction] Dans le filtre de Kalman d'ensemble (EnKF), la taille de l'ensemble est l'un des facteurs clés qui ont une influence importante sur la performance d'un système d'assimilation de données. Il faut souvent choisir une taille d'ensemble assez petite à cause des limites des ressources informatiques, ce qui biaise souvent l'estimation de la matrice de covariance de l'erreur de fond. Cette question revêt une importance particulière pour l'assimilation des données Argo, qui fait souvent appel à des modèles de pointe très complexes. Dans cette étude, nous proposons une méthode de covariance moyennée dans le temps pour estimer la matrice de covariance de l'erreur de fond. Cette méthode suppose que les propriétés statistiques des erreurs de fond ne changent pas de façon importante d'une étape d'analyse à la suivante durant un court laps de temps, ce qui permet d'utiliser dans les étapes courantes les ensembles générés aux étapes précédentes. Ainsi, on peut construire une matrice d'ensembles conjoints combinant les ensembles des étapes précédentes et courantes pour former un plus grand ensemble dans le but d'estimer la covariance de l'erreur de fond. Cette méthode peut accroître la taille de l'ensemble sans augmenter le nombre d'intégrations du modèle; elle équivaut à estimer la matrice de covariance de l'erreur de fond en utilisant la covariance moyenne de l'ensemble calculée sur plusieurs étapes d'assimilation. Nous appliquons cette méthode à l'assimilation des ensembles de données Argo et d'altimétrie avec un modèle de circulation océanique générale. Des essais montrent que l'emploi de cette covariance moyennée dans le temps peut améliorer la performance de l'EnKF en réduisant l’écart-type et en améliorant l'estimation de la structure de la covariance de l'erreur de même que la relation entre l'étalement et l'écart-type l'ensemble. 相似文献
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Conrad East 《大气与海洋》2013,51(4):112-122
Par des sondages de température effectués en hélicoptère à 12 sites de l'île de Montréal, on a pu mesurer la chaleur générée par la ville en 37 jours assez bien distribués à travers l'année. Cette chaleur fut mise en relation avec deux fonctions exprimant l'intensité du chauffage, la première, selon le nombre de degrés sous 65°F de l'air ambiant, et la seconde fonction, selon la même variable multipliée par la vitesse du vent. Une relation linéaire fut établie dans l'un et l'autre cas entre la chaleur urbaine et l'intensité du chauffage, mais avec une dispersion minimale dam le second cas. Un calcul à partir de la meilleure droite de régression permet de déterminer la chaleur totale génétrée par la ville dans une année, soit 40.2×1016 calories‐gramme Cette quantité de chaleur est de beaucoup supérieure à la chaleur artificielle générée par les combustions, soit 8.40 × 1016 calories. On en conclut que la chaleur urbaine ne peut être expliquée sans faire appel au rayonnement so‐Iaire. 相似文献
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We conduct a retrospective study of ozone formation in the Lower Fraser Valley (LFV), using numerical models, observations, and emission inventories in order to understand relationships between reductions in local precursor emissions and episodic ozone concentrations. Because there appears to be little or no impact from precursor emissions upwind of the LFV during ozone episodes and because background concentrations of ozone and its precursors are generally from the North Pacific Ocean and quite low, summertime ozone formation in the LFV is mostly caused by local emissions. The observed change in behaviour of ozone formation must, therefore, arise from reductions in local precursor emissions. We exploit the observed changing precursor emission–ozone concentration relationship to perform a dynamical model evaluation. Complicating the analyses are an observed shift in the population patterns within the valley over the last 25 years and a small but documented change in the tropospheric background concentration of ozone. Ozone formation for four episodes, which capture the observed changes in ozone reduction and the different meteorological types that occur during LFV ozone events, are investigated using the Weather Research and Forecasting (WRF)-Sparse Matrix Operator Kernel Emissions (SMOKE)-Community Multiscale Air Quality (CMAQ) modelling system. In order to provide realistic simulations of past events, the SMOKE emission inventory is adjusted to account for temporal changes in the amount of emissions and locations of emission sources. Model output is compared with continuous observations, data collected from field campaigns, and previous modelling efforts. The WRF-SMOKE-CMAQ modelling framework is able to capture the changes in both the magnitude of the ozone concentrations and its spatial behaviour over the period of study. Many of the simulations show that the highest ozone concentrations occur outside the area sampled by the fixed monitoring network and within the LFV's numerous tributary valleys. Not all modelled episodes achieved the same agreement with observations and some of these discrepancies are likely related to shortcomings in the meteorological modelling. The model consistently overpredicts ozone at a number of stations within the City of Vancouver and underpredicts daytime NOx concentrations there. Both results are consistent with a deficiency in NOx emissions. The model shows a changing bias over time which also suggests uncertainties in the emission backcasting. RÉSUMÉ?[Traduit par la rédaction] Nous menons une étude rétrospective de la formation de l'ozone dans le vallée du bas Fraser (VBF) à l'aide de modèles numériques, d'observations et d'inventaires d’émissions dans le but de comprendre les relations entre les réductions dans les émissions locales de polluants précurseurs et les concentrations épisodiques d'ozone. Parce qu'il semble n'y avoir que peu ou pas d'impact des émissions de polluants précurseurs en amont de la VBF durant les épisodes d'ozone et parce que les concentrations de fond de l'ozone et de ses précurseurs proviennent généralement du Pacifique Nord et sont très faibles, la formation d'ozone en été dans la VBF est principalement attribuable aux émissions locales. Le changement de comportement observé dans la formation d'ozone doit par conséquent résulter de réductions dans les émissions locales de précurseurs. Nous exploitons la relation changeante observée entre les émissions de précurseurs et la concentration de l'ozone pour effectuer une évaluation par modèle dynamique. Un déplacement observé dans les configurations de population à l'intérieur de la vallée au cours des 25 dernières années et un changement, petit mais documenté, dans la concentration troposphérique de fond de l'ozone viennent compliquer les analyses. Nous étudions la formation d'ozone lors de quatre épisodes qui capturent les changements observés dans la réduction d'ozone et les différents types météorologiques qui se produisent pendant les événements d'ozone dans la VBF en nous servant du système de modélisation SMOKE (Sparse Matrix Operator Kernel Emissions) – CMAQ (Community Multiscale Air Quality) du WRF (Weather Research and Forecasting). Afin de fournir des simulations réalistes des événements passés, nous avons ajusté l'inventaire d’émissions SMOKE pour tenir compte des changements au cours du temps dans la quantité d’émissions et dans la position des sources d’émissions. Nous comparons la sortie du modèle avec les observations continues, les données recueillies lors d’études sur le terrain et les efforts de modélisation précédents. Le cadre de modélisation WRF-SMOKE-CMAQ est capable de capturer les changements dans la grandeur des concentrations d'ozone ainsi que dans son comportement spatial durant la période de l’étude. Plusieurs des simulations montrent que les plus fortes concentrations d'ozone se produisent en dehors de la région échantillonnée par le réseau fixe de surveillance et à l'intérieur des nombreuses vallées affluentes de la VBF. Tous les épisodes modélisés n'ont pas exhibé le même accord avec les observations et certaines de ces divergences sont vraisemblablement dues à des lacunes dans la modélisation météorologique. Le modèle surprévoit constamment l'ozone à certaines stations dans la ville de Vancouver et sous-prévoit les concentrations de NOx le jour à cet endroit. Les deux résultats sont cohérents avec un déficit dans les émissions de NOx. Le modèle montre un biais qui change avec le temps, ce qui porte à croire à des incertitudes dans les émissions rétrospectives. 相似文献
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Ocean Responses to Typhoon Namtheun Explored with Argo Floats and Multiplatform Satellites 总被引：1，自引：0，他引：1
《大气与海洋》2012,50(4):15-26
Argo salinity and temperature profiles, along with other sea surface measurements, were used to explore the impacts of Typhoon Namtheun (2004) on the ocean. Namtheun took local enthalpy heat from the sea (0.39–0.7?×?108 J m?2), cooled the sea surface water as a result of vertical mixing (maximum 3–4°C) and produced heavy precipitation over the sea (100–180 mm). During this time, the vast latent heat released (2.6–4.4?×?108 J m?2) by the precipitation made a larger contribution to the typhoon's energy budget than the local air-sea enthalpy flux. In the upper ocean, the oceanic responses can be separated into two sub-processes, the fast spin-up accompanied by one-dimensional vertical mixing and the slow spin-down accompanied by the convergence of surface water. From Argo profiles on 28 July, it can be seen that the typhoon-induced surface mixing broke down the seasonal thermocline (approximately 20 db) within one day. In addition, the shallower (<200 db) convergence of the sea surface fresh water as a result of precipitation also made the post-typhoon water fresher (0.04 (practical salinity scale used)). In the deep ocean, the rapid upwelling at the top of the permanent thermocline suggests that the fast spin-up is a barotropic mechanism, probably gravity pressure. During the slow spin-down stage, the upwelling signal propagated downward (approximately 2 m h?1) from the shallow water to the deep ocean for about 10 days; this was a baroclinic process. The baroclinic mechanism was more effective in maintaining a cyclonic eddy than in maintaining an inertial wave, and the low sea surface height anomaly and upwelling lasted much longer than the inertial oscillation (>20 days as opposed to approximately 10 days). This change in vertical structure and long-term upwelling could have impacts on the ocean environment and even on the short-term climate. RÉSUMÉ?[Traduit par la rédaction] Nous nous sommes servis des profils de salinité et de température Argo, de pair avec d'autres mesures de la surface de la mer, pour explorer les répercussions du typhon Namtheun (2004) sur l'océan. Namtheun a pris de la chaleur enthalpique locale de la mer (0.39–0.7?×?108 J m?2), a refroidi l'eau de la surface de la mer par suite d'un mélange vertical (maximum 3°–4 °C) et a produit de fortes précipitations au-dessus de la mer (100–180 mm). Durant ce temps, l'importante quantité de chaleur latente (2.6–4.4?×?108 J m?2) relâchée par les précipitations a apporté une plus grande contribution au bilan énergétique du typhon que le flux enthalpique air-mer local. Dans la couche supérieure de l'océan, les réponses océaniques peuvent être divisées en deux sous-processus, la surgyration rapide accompagnée d'un mélange vertical unidimensionnel et la dégyration lente accompagnée de la convergence d'eau de surface. Sur les profils Argo du 28 juillet, on peut voir que le mélange en surface produit par le typhon a brisé la thermocline saisonnière (approximativement 20 db) à l'intérieur d'une journée. De plus, la convergence moins profonde (<200 db) de l'eau douce à la surface de la mer provenant des précipitations a aussi rendu l'eau post-typhon plus douce (0.04 — en utilisant l’échelle de salinité pratique). Dans l'océan profond, la remonté d'eau rapide au sommet de la thermocline permanente suggère que la surgyration rapide est un mécanisme barotrope, probablement de pression gravitationnelle. Durant la phase de dégyration lente, le signal de remonté d'eau s'est propagé vers le bas (approximativement à 2 m h?1) de la couche superficielle vers l'océan profond pendant environ 10 jours; c’était un processus barocline. Le mécanisme barocline était plus efficace à entretenir un remous cyclonique qu’à entretenir une onde d'inertie, et l'anomalie de basse hauteur de la surface de la mer ainsi que la remonté d'eau ont duré beaucoup plus longtemps que l'oscillation d'inertie (>20 jours contre environ 10 jours). Ce changement dans la structure verticale et la remontée d'eau à long terme pourrait avoir des répercussions sur l'environnement océanique et même sur le climat à court terme. 相似文献
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Résumé Un modèle bidimensionnel dans le sens vertical est utilisé afin d'étudier et de simuler la circulation marine engendrée par la marée dans l'estuaire du Saint‐Laurent. A partir d'une schématisation de l'Estuaire et de conditions en niveaux d'eau et salinités aux extrémités aval et amont du domaine d'étude, ce modèle génère la répartition des hauteurs d'eau et les distributions longitudinales et verticales de vitesses et salinités. Les résultats permettent alors de déduire les circulations instantanées obtenues aux différentes heures de la marée. Celles‐ci mettent en évidence des phénomènes physiques caractéristiques de l'estuaire du Saint‐Laurent et qui ont été plusieurs fois observés. Parmi ceux‐ci, les processus les plus importants concernent les marées internes, la remontée d'eau profonde et les effets des gradients horizontaux de salinités sur les profils verticaux de vitesse. 相似文献
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《大气与海洋》2012,50(4):116-128
Combining Argo temperature and salinity profiles with satellite-derived sea surface temperature (SST), weekly three-dimensional temperature fields of the Pacific Ocean were reconstructed for the period January 2000 to December 2010. The data reconstruction methodology we used has three salient features: the first is a combined application of the Optimal Interpolation (OI) and the Multivariate Data Interpolating Empirical Orthogonal Function (MDINEOF) methods, the second is an emphasis on the multivariate nature of the vertical thermohaline structure, and the third is the inclusion of a continuous satellite-derived SST dataset to compensate for the discontinuities and the lack of surface observations in Argo data. Comparisons with other observations and data products indicate that our gridded temperature product is able to capture the main features of temperature distribution as well as its variability from intraseasonal to interannual time scales, thus providing a useful new dataset for ocean and climate studies. RÉSUMÉ?[Traduit par la rédaction] En combinant les profils de température et de salinité Argo avec les températures de la surface de la mer dérivées des données satellitaires, nous avons reconstruit les champs tridimensionnels hebdomadaires de température de l'océan Pacifique pour la période de janvier 2000 à décembre 2010. La méthodologie de reconstruction des données que nous avons utilisée présente trois points saillants : le premier est une application combinée des méthodes de l'interpolation optimale et de la fonction orthogonale empirique d'interpolation de données multivariées (MDINEOF), le deuxième est une mise en évidence de la nature multivariée de la structure thermohaline verticale et le troisième est l'inclusion d'un ensemble continu de données de température de la surface de la mer dérivées des données satellitaires pour compenser les discontinuités et le manque d'observations de surface dans les données Argo. Les comparaisons avec d'autres observations et produits de données montrent que notre produit de températures à des points de grille est capable de discerner les caractéristiques principales de la distribution des températures de même que sa variabilité de l’échelle intrasaisonnière à l’échelle interannuelle, ce qui fournit un nouvel ensemble de données utile pour les études océaniques et climatiques. 相似文献
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《大气与海洋》2012,50(4):4-14
This study takes advantage of the newly established observational network of Argo floats to investigate the variability of the oceanic surface mixed layer (ML) in response to typhoons occurring over the period 2000–08 in the western North Pacific Ocean. After removing the background variability due to the seasonal cycle, the regionally averaged ML response is statistically analyzed as a function of the distance from the typhoon centre, the time after typhoon passage, the geographic location, the translation speed of the typhoon and the pre-existing patterns of oceanic circulation. Based on an unprecedented amount of new observational data, our analysis reveals some notable differences between ML temperature and ML depth changes induced by a typhoon, including the delayed response of ML temperature relative to ML depth, the longer restoring time of ML temperature, and the tendency of pre-existing cold-core features to favour ML cooling while warm-core features favour ML deepening. RÉSUMÉ?[Traduit par la rédaction] La présente étude tire profit du nouveau réseau de balises d'observation Argo qui étudie la variabilité de la couche de mélange de la surface océanique en réponse aux typhons survenus durant la période 2000–2008 dans l'ouest du Pacifique Nord. Après avoir éliminé la variabilité de fond due au cycle saisonnier, nous faisons une analyse statistique de la réponse de la couche de mélange, moyennée dans une région, en fonction de la distance du centre du typhon, du temps écoulé depuis le passage du typhon, du lieu géographique, de la vitesse de déplacement du typhon et des configurations de circulation océanique préexistantes. En se basant sur une quantité sans précédent de nouvelles données d'observation, notre analyse révèle des différences notables entre les changements de température et de profondeur de la couche de mélange produits par le typhon, y compris la réponse retardée de la température de la couche de mélange par rapport à la profondeur de la couche de mélange, le temps de rétablissement plus long de la température de la couche de mélange et la tendance des caractéristiques de noyaux froids préexistantes à favoriser le refroidissement de la couche de mélange pendant que les caractéristiques de noyaux chauds favorisent l'approfondissement de la couche de mélange. 相似文献
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E. Yakimiw 《大气与海洋》2013,51(3):260-280
Résumé Nous présentons les résultats d'une expérience numérique concernant la sensibilité d'un modèle de prévisions atmosphériques. Cette expérience a consisté à pertuber les conditions initiales dans le golfe de l'Alaska et à comparer les prévisions de cinq jours obtenues à partir des mêmes conditions initiales avec et sans perturbation. La perturbation introduite dans la fonction de courant est une dépression à symétrie radiale, d'environ 2000 km de rayon et de valeur centrale maximum de ‐10 dam. Le modèle utilisé est un modèle spectral barocline à cinq niveaux, tronqué “rhomboïdalement” à 20 ondes. La même perturbation a été introduite à tous les niveaux. Nous avons trouvé, que, dans ce modèle, 1. la vitesse de propagation de la majeure partie de l'erreur moyenne et de l'écart type était égale à tous les niveaux, compte tenu de la marge d'erreur, et ne semble pas être directement reliée à la vitesse zonale moyenne. Elle vaut 18 ± 2ms‐1. 2. la vitesse de propagation des centres d'erreur moyenne et d'écart type est plus faible. Elle est voisine de 12 ±2 m s‐1 independamment du niveau. 3. l'intensité de l'erreur moyenne et de l'écart type augmente avec la hauteur provoquant ainsi un déplacement vers l'est plus rapide du contour de 1 dam de cette erreur ou de cet écart. Cette vitesse est de 20 m s‐1 à la 85 kPa, 33 m s‐1 à la 50 kPa et 37 m s‐1 à la 20 kPa. En moyenne, cette vitesse est 50% supérieure à la vitesse zonale moyenne du niveau. Au cinquième jour, la valeur du centre initial de l'écart type ne dépasse pas 4 dam tandis que d'autres centres se sont formés à l'avant pendant la période de prévision et valent entre 4 et 11 dam selon le niveau. 4. l'écart type total de l'hémisphère décroît plus ou moins rapidement au début de la période de prévision en fonction de la hauteur. Cet écart double ensuite sur une période de 2¼ jours à partir de 36 h à la 20 kPa, à partir de 60 h à la 50 kPa et à partir de 72 h à la 85 kPa, jusqu'à la fin de la période de prévision. 相似文献
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《大气与海洋》2012,50(4):59-76
Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) measurements of the velocity structure in the thermocline in Luzon Strait are presented. The statistics for current, vertical variation of the inertia-gravity waveband, parametric subharmonic instability (PSI), and current shear are analyzed. It was found that 1) barotropic flow primarily consists of a nearly circular mixed tide. Diurnal tides are strongest and show smooth variance with a fortnightly spring-neap cycle, indicative of the astronomical tide-generating force. However, the semi-diurnal band power exhibits a high-frequency oscillation as a result of non-linear interactions. The high-frequency band power with high values during the spring tide oscillates with the tidal cycle. Near-inertial wave motions showing random variance may be caused by changes in the wind forcing at the sea surface or by random forcing. 2) Baroclinic velocities exhibit strong shear structure. The observed large changes in the amplitude of the baroclinic velocity and the limited vertical extent of the high-velocity cores may be interpreted as internal wave beams that pass through the observed water column. Semi-diurnal tides are dominant in the baroclinic velocity. Kinetic energy spectra also revealed that additional peaks were centred at sum-tidal-inertial interaction frequencies (such as M2 ?+?f) and difference-interaction frequencies (such as M2 ???f). The spectral exponent of the baroclinic velocity is ω?α (1?<?α?<?3). 3) Strong non-linear interactions among internal waves exist, and the semi-diurnal (M2) component plays a key role in these interactions. Bicoherence analysis showed that M2/2 waves were non-linearly coupled with the dominant M 2 internal tide. 4) The polarization relations were used to diagnose observational internal tidal motions. Diurnal waves propagate to the east-northeast, and the semi-diurnal–diurnal waves propagate westward. In the case of diurnal tides, the minor to major axis ratio is different from the expected value of f/ωK 1 because of the deviation of inclinations, whereas, for semi-diurnal tides, it is close to the expected value of f/ω M2 at depths from 30 to 150 m. RÉSUMÉ?[Traduit par la rédaction] Nous présentons les mesures de la structure des vitesses dans la thermocline faites par profileur de courant à effet Doppler (ADCP) dans le détroit de Luçon. Nous analysons les statistiques sur le courant, la variation verticale de la gamme d'ondes d'inertie-gravité, l'instabilité subharmonique paramétrique (PSI) et le cisaillement du courant. Il ressort que 1) l’écoulement barotrope consiste principalement en une marée mixte presque circulaire. Les marées diurnes sont les plus fortes et présentent une variance régulière dans un cycle vives-eaux mortes-eaux de deux semaines qui révèle la nature astronomique de la force qui produit les marées. Cependant, la puissance de bande semi-diurne affiche une oscillation de haute fréquence causée par des interactions non linéaires. La puissance de bande de haute fréquence avec des valeurs élevées durant les vives-eaux oscille avec le cycle des marées. Les mouvements des ondes quasi inertielles affichant une variance aléatoire peuvent être dus à des variations dans le forçage par le vent à la surface de la mer ou à un forçage aléatoire. 2) Les vitesses baroclines exhibent une structure fortement cisaillée. Les changements marqués observés dans l'amplitude des vitesses baroclines et l'extension verticale limitée des c?urs de vitesse élevée peuvent être interprétés comme des faisceaux d'ondes internes qui traversent la colonne d'eau observée. Les marées semi-diurnes sont dominantes dans les vitesses baroclines. Les spectres d’énergie cinétique ont aussi révélé que des crêtes additionnelles étaient centrées aux fréquences d'interaction cumulative marée-inertie (comme à M2 ?+?f) et aux fréquences d'interaction différentielle (comme à M2 ???f). L'exposant spectral de la vitesse barocline est ω?α (1?<?α?<?3). 3) Il existe de fortes interactions non linéaires entre les ondes internes et la semi-diurne (M2) joue un rôle clé dans ces interactions. L'analyse de bicohérence a montré que les ondes M2/2 étaient non-linéairement couplées avec la marée interne dominante M2 . 4) Nous avons utilisé les relations de polarisation pour diagnostiquer les mouvements de marée internes déduits des observations. Les ondes diurnes se propagent vers l'est-nord-est et les ondes semi-diurnes se propagent vers l'ouest. Dans le cas des marées diurnes, le rapport de l'axe secondaire à l'axe principal diffère de la valeur attendue (f/ωK 1 ) à cause de l’écart des inclinaisons alors que pour les marées semi-diurnes, il est proche de la valeur attendue (f/ω M2 ) à des profondeurs de 30 à 150 m. 相似文献
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Gaston Paulin 《大气与海洋》2013,51(4):286-303
Résumé Le régime journalier du rayonnement solaire global au sol a été reconstitué aux six stations du réseau radiométrique de base canadien situées au Québec à l'aide d'un modèle numérique simulant le transfert de l'énergie solaire à travers l'atmosphère. Les données d'humidité atmosphérique, de trouble atmosphérique et d'albédo au sol ont été interpolées dans le temps et l'espace à partir de la climatologie mensuelle connue de ces champs. La nébulosité a été tirée des séquences horaires des durées d'ensoleillement observées à ces mêmes stations et échelonnées sur une même période de 974 jours. On a estimé les limites de précision du modèle en déterminant l'erreur quadratique moyenne entre la valeur calculée et mesurée pour 1, 2, 3, … et 20 jours consécutifs. On a ainsi trouvé que l'erreur quadratique moyenne diminue rapidement pour les regroupements de 1 à 10 jours et se stabilise pour les périodes plus longues. L'amplitude de l'erreur quadratique moyenne varie saisonnièrement et latitudinalement étant en général plus faible en été et au sud. La variabilité des valeurs journalières simulées n'est que légèrement supérieure à celle des données journalières mesurées. Il est démontré finalement que l'utilisation journalière des résultats du modèle est préférable à l'utilisation de la climatologie du régime solaire. 相似文献
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A mechanistic exploration of how ozone formation in the Lower Fraser Valley (LFV) has changed over a 20-year (1985–2005) retrospective period was performed using numerical models, observations, and emissions data from four key episodes selected from the 20-year period. The motivation for this study was the observed differences in trends in summertime episodic ozone concentrations recorded at various monitoring stations within the valley; stations in the western part of the valley have generally shown a noticeable reduction in episodic ozone concentrations whereas stations in the eastern part of the valley have shown little or no improvement in their maximum 8-hour averaged ozone concentrations. Concurrent with these air quality changes, there has been a well-documented reduction in ozone precursor emissions along with an observed shift in the population patterns within the valley over the 20-year period. Ozone formation for four episodes, encompassing the different meteorological regimes that occur during LFV ozone events and spanning the retrospective period, were investigated using the Weather Research and Forecasting (WRF)-Sparse Matrix Operator Kernel Emission (SMOKE)-Community Multiscale Air Quality (CMAQ) modelling system. For each episode, two simulations, intended to isolate the effects of emission changes from meteorological changes, were performed: one with emissions set at the 1985 level and the other with emissions set at the 2005 level. Based on analysis of the model output, observational data, and precursor emission inventories, we find that the Port Moody station in the western LFV remains a volatile organic compound (VOC)-sensitive location; the central part of the LFV around the town of Chilliwack has generally changed from being VOC-limited to being NOx-limited; the easternmost part of the valley around the town of Hope has been and remains NOx-limited. Furthermore, based on the observational data and numerical model output, ozone production efficiency as a function of NO has increased noticeably at Chilliwack and likely in the other eastern parts of the valley. This efficiency increase has likely offset some of the benefits resulting from local NOx emission reductions. RÉSUMÉ?[Traduit par la rédaction] Nous avons effectué une exploration mécaniste de la façon dont la formation de l'ozone dans la vallée du bas Fraser (VBF) a changé au cours d'une période rétrospective de 20 ans (1985–2005) en nous servant de modèles numériques, d'observations et de données sur les émissions pour quatre épisodes clés choisis dans la période de 20 ans. Ce sont les différences observées entre les tendances dans les concentrations épisodiques d'ozone enregistrées à certaines stations de surveillance dans la vallée qui ont motivé cette étude : les stations dans la partie ouest de la vallée ont généralement affiché une réduction notable des concentrations épisodiques d'ozone alors que les stations dans la partie est de la vallée n'ont montré que peu ou pas d'amélioration dans les valeurs maximales des concentrations moyennes d'ozone sur 8 heures. Concurremment avec ces changements dans la qualité de l'air, il s'est produit une réduction bien documentée dans les émissions de précurseurs de l'ozone en même temps qu'un déplacement observé dans les configurations de population dans la vallée au cours de la période de 20 ans. Nous avons étudié la formation d'ozone au cours de quatre épisodes, englobant les différents régimes météorologiques survenus lors des événements d'ozone dans la VBF et couvrant la période rétrospective, à l'aide du système de modélisation SMOKE (Sparse Matrix Operator Kernel Emissions) – CMAQ (Community Multiscale Air Quality) du WRF (Weather Research and Forecasting). Pour chaque épisode, nous avons effectué deux simulations visant à isoler l'effet des changements dans les émissions de l'effet des changements météorologiques, l'une avec les émissions réglées au niveau de 1985 et l'autre avec les émissions réglées au niveau de 2005. En nous basant sur l'analyse de la sortie du modèle, les données d'observation et les inventaires des émissions de précurseurs, nous trouvons que la stations de Port Moody dans l'ouest de la VBF demeure un endroit sensible aux composés organiques volatiles (COV); la partie centrale de la VBF, autour de la ville de Chilliwack, a généralement changé de « limitée par les COV » à « limitée par les NOx »; la partie la plus à l'est de la vallée, autour de la ville de Hope, était et est restée « limitée par les NOx ». De plus, d'après les données d'observation et la sortie du modèle numérique, l'efficacité de la production d'ozone en fonction de NO a notablement augmenté à Chilliwack et vraisemblablement dans les autres parties de l'est de la vallée. Cette augmentation d'efficacité a probablement annulé certains gains provenant des réductions dans les émissions locales de NOx. 相似文献
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This article examines the current practice of streamflow modelling, a field under development for over a century. A sample of the wide range of assessment and planning applications of streamflow models is presented. The diversity in the use of these models is mirrored in the diversity of model complexity, and modelling approaches ranging from empirical to physically based and from lumped to fully distributed are described with examples. Predictions derived from hydrological models are subject to many sources of error; these are discussed along with methods for error minimization or anticipation. Model error is generally quantified using an ensemble of forecasts meant to sample the range of predictive uncertainty. This ensemble can be used to generate reliable probabilistic forecasts of hydrological quantities if all sources of error are accounted for. To date, applications of ensemble methods in streamflow forecasting have typically focused on only one or two error sources. A challenge will be to develop ensemble streamflow forecasts that sample a wider range of predictive uncertainty. [Traduit par la rédaction] Le présent article examine la pratique actuelle en modélisation d’écoulement fluvial, un domaine qui évolue depuis plus d'un siècle. Nous présentons un échantillon de la vaste gamme d'applications d’évaluation et de planification des modèles d’écoulement fluvial. La diversité dans l'utilisation de ces modèles est le reflet de la diversité dans la complexité des modèles, et nous décrivons à l'aide d'exemples les approches de modélisation qui peuvent être empiriques ou basées sur la physique ou encore localisées ou entièrement réparties. Plusieurs sources d'erreur peuvent affecter les prévisions issues des modèles hydrologiques; nous discutons de ces sources d'erreur de même que des méthodes de réduction ou d'anticipation des erreurs. L'erreur du modèle est généralement quantifiée à l'aide d'un ensemble de prévisions servant à échantillonner la grandeur de l'incertitude prévisionnelle. Cet ensemble peut servir à produire des prévisions probabilistes fiables des grandeurs hydrologiques si toutes les sources d'erreur sont prises en compte. Jusqu’à maintenant, les applications des méthodes d'ensemble à la prévision des écoulements fluviaux n'ont généralement tenu compte que d'une ou deux sources d'erreur. Ce sera un défi de mettre au point des prévisions d'ensemble d’écoulement fluvial qui échantillonnent un plus large éventail d'incertitude prévisionnelle. 相似文献