Marine-Atmospheric Boundary Layer Characteristics over the South China Sea During the Passage of Strong Typhoon Hagupit          下载免费PDF全文

CHENG Xueling  WU Lin  SONG Lili  WANG Binglan  ZENG Qingcun 《Acta Meteorologica Sinica》2014,28(3):420-429

The structures and characteristics of the marine-atmospheric boundary layer over the South China Sea during the passage of strong Typhoon Hagupit are analyzed in detail in this paper. The typhoon was generated in the western Pacific Ocean, and it passed across the South China Sea, finally landfalling in the west of Guangdong Province. The shortest distance between the typhoon center and the observation station on Zhizi Island(10 m in height) is 8.5 km. The observation data capture the whole of processes that occurred in the regions of the typhoon eye, two squall regions of the eye wall, and weak wind regions,before and after the typhoon's passage. The results show that:(a) during the strong wind(average velocityˉu 10 m s-1) period, in the atmospheric boundary layer below 110 m, ˉu is almost independent of height,and vertical velocity ˉw is greater than 0, increasing with ˉu and reaching 2–4 m s-1in the squall regions;(b) the turbulent fluctuations(frequency 1/60 Hz) and gusty disturbances(frequency between 1/600 and1/60 Hz) are both strong and anisotropic, but the anisotropy of the turbulent fluctuations is less strong;(c) ˉu can be used as the basic parameter to parameterize all the characteristics of fluctuations; and(d) the vertical flux of horizontal momentum contributed by the average flow(ˉu ·ˉw) is one order of magnitude larger than those contributed by fluctuation fluxes(u w and v w), implying that strong wind may have seriously disturbed the sea surface through drag force and downward transport of eddy momentum and generated large breaking waves, leading to formation of a strongly coupled marine-atmospheric boundary layer. This results in ˉw 0 in the atmosphere, and some portion of the momentum in the sea may be fed back again to the atmosphere due to ˉu ·ˉw 0.  相似文献   

西北太平洋跨等密度面湍流混合的时空变化分析     

闫晓梅  李颖  徐永生 《海洋与湖沼》2014,45(6):1148-1157

基于细尺度参数化方法,利用2000—2007年的历史水文剖面资料,分析了西北太平洋海区(135°—180°E,25°—45°N)跨等密度面湍流混合的时空分布特征。结果表明,垂直平均的耗散率与地形粗糙度的空间分布基本一致,且随经度自西向东减弱。在地形粗糙的地方,耗散率达O(10–8m2/s3),而在地形平坦的地方,耗散率仅O(10–11m2/s3)。另外,上层海洋混合存在明显的季节变化,在日本近岸的海区,耗散率冬季最强而夏季最弱,与风生近惯性能量之间存在显著的正相关;在大洋内区,耗散率冬季最强而秋季最弱,与风生近惯性能量的相关关系较弱。进一步地,本文分析了风应力在不同海区对混合的影响深度,结果显示在伊豆-小笠原海脊以西,风应力的影响深度最浅为620m,而在该海脊以东最深可达1740m。  相似文献   

遥感SST产品误差在海-气CO2通量计算中的传递及贡献分析     

窦文洁 《海洋与湖沼》2014,45(1):148-156

海-气界面CO2通量的估算对于碳的生物地球化学循环和全球气候变化等研究具有重要的意义,利用遥感手段是进行全球尺度海表面碳通量估算的唯一手段,但是由于不确定性的存在限制了海-气界面CO2通量遥感估算产品在决策应用上的可靠性。本文通过建立海-气界面CO2通量直接控制参量(气体交换速率k、海表面CO2溶解度S和海表面CO2分压pCO2sw)误差结构图,以通量估算的主要影响因子—海表温度（SST）为例,建立了SST在通量计算中的误差传递流程图,并采用Monte Carlo方法模拟了SST误差在通量计算中的传递规律和对最终误差的贡献。结果表明在遥感SST误差为0.5℃并为正态分布的假设下,误差在k、S计算中的传递为指数分布和近似指数分布,而在pCO2sw模型计算中为正态分布,最终在通量FCO2中的传递为指数分布;在大气CO2分压为固定值370μatm的情况下,SST对最终的通量结果带来的误差为1.2mmol?m-2?day-1左右。本文以SST为例,提供了一种通量计算中遥感参数误差传递和贡献的计算方法,可以为其他遥感获取的参量提供分析依据和参考。  相似文献   

珠江口海域气溶胶中重金属含量的时间变化特征及入海通量初步估算     

王欣睿  刘梦南  董燕红  倪志鑫  江志华 《台湾海峡》2014,(1):133-139

采用2009～2011年珠江口海域获取的代表春、夏、秋、冬4个季节的240个气溶胶样品,分析重金属（Cu、Pb、Zn、ca）质量浓度和大气干沉降通量的年、季变化特征．结果表明：气溶胶中zn的质量浓度最高,其次是Pb和Cu,Cd的质量浓度最低,年平均质量浓度依次为69,2、31．2、12．6和0．58ng／m3．Cu、Pb和Zn的年平均质量浓度和入海通量表现为2009年〉2011年〉2010年．Cd的年平均质量浓度和入海通量呈现逐年递减的变化趋势．各金属质量浓度及大气干沉降通量均为秋季最高,冬春季次之,夏季最低,这种季节性差异主要与季风和雨水冲刷作用有关．气溶胶中Cu、Ph、Cd和Zn平均质量浓度的较低值出现在2010年夏季．Pb在4个季节的平均质量浓度低值均出现在2010年,平均质量浓度依次为18．9、3．8、56．7、20．2ng／m3,表明加强人为污染物排放的控制,可有效地降低气溶胶中重金属的含量,提高环境空气质量．通过评估金属元素分别从大气和河流进入珠江口海域的输入量,该海域金属物质输送入海仍以河流输入为主,但大气中Pb对该海域的输入具有重要作用．  相似文献   

春、夏季长江口及邻近海域溶解甲烷的分布与释放通量     

孙明爽  张桂玲  王岚  叶旺旺  任景玲 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2014,44(12):61-68

分别于2012年3和7月对长江口及其邻近海域进行了大面调查,测定了表、底层海水中溶解甲烷浓度,并对其海-气交换通量进行了估算。结果表明,春、夏季表层甲烷的平均浓度分别为(28.33±38.33)和(19.92±19.18)nmol·L-1,甲烷浓度从内河口向外海逐渐降低。长江口溶解甲烷浓度和饱和度有明显季节变化,其中春季内河口甲烷浓度和饱和度高于夏季,但外河口及邻近海域则相反,这主要是温度和长江冲淡水中甲烷浓度的季节差异造成的。该海域溶解甲烷的分布受陆源输入影响显著,夏季长江冲淡水影响范围较春季更广,但由于稀释效应夏季甲烷浓度低于春季。夏季沉积物的释放对河口区甲烷的贡献较春季更为明显。调查期间该海域溶解甲烷都处于过饱和状态,是大气甲烷的净源;根据W92公式初步估算出长江口及其邻近海区年释放CH4量约为8.81×108 mol·a-1,占全球海洋年释放量的0.08%,远高于其面积比0.01%,因此该海区是甲烷产生和释放的活跃海域。  相似文献   

利用TWP-ICE试验资料对比两种边界层参数化方案   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

沈新勇  黄文彦  王卫国  郭春燕 《应用气象学报》2014,25(4):385-396

利用高分辨率WRF单气柱模式,选取了两种边界层参数化方案(YSU,MYJ),对TWP-ICE(Tropical Warm Pool International Cloud Experiment)试验期间的个例进行数值模拟,比较了两种方案对边界层结构、云和降水模拟的影响。结果表明:季风活跃期,YSU方案模拟的湍流交换系数较小,湍流混合偏弱,边界层内热通量偏小,使地表热量和水汽不易向上输送,水汽含量在近地表明显偏多,而在边界层及其以上大气层具有显著的干偏差,因此该方案模拟的云中液态水和固态水含量偏低,云量偏少,降水率偏小;MYJ方案对于季风活跃期的边界层结构具有较好的模拟能力,其模拟的云和降水更为准确。季风抑制期,MYJ方案模拟的夜间边界层结构存在较大误差,这是因为该方案模拟的夜间湍流交换系数较大,湍流混合偏强,边界层内热通量偏大,模拟的位温和水汽混合比在边界层内随高度变化较小,而观测廓线在边界层内存在较大梯度。季风抑制期两种方案模拟的云和降水均比观测值偏多,方案之间的差异较小。  相似文献   

深水波浪破碎与气体交换速率之间的关系     

李竹花  赵栋梁  周桂地 《海洋与湖沼》2015,46(2):257-264

表面更新理论给出气体交换速率k与海面附近的海水湍动能耗散率呈1/4次方关系,而波浪能量耗散率Dt与湍动能耗散率密切相关。本文利用两种海浪谱耗散模型——Hasselmann模型和Phillips模型,结合深水浮标海浪频谱的观测数据计算了波浪能量耗散率。以前人给出的k与海面上10m高度处的风速U10关系式的平均值为标准,采用最小二乘的方法得到了k与Dt的经验关系。在此基础上,进一步利用SWAN和WAVEWATCHIII海浪数值模式计算了理想深水情况下的波浪能量耗散率,探讨了由海浪模式计算的波浪能量耗散率与气体交换速率之间的关系。结果表明,与SWAN模式相比,WAVEWATCHIII海浪数值模式结果与实际观测更为接近。  相似文献   

南海中部上层海洋湍流混合的空间分布特征及参数化模型   总被引：1，自引：1，他引：0  

周宇  陈桂英  尚晓东  梁长荣 《海洋学报》2015,37(5):24-33

通过对2010年5月南海16°N和14.5°N断面的湍流微结构剖面观测资料分析,给出了南海海盆上层湍流混合空间分布特征:在16°N断面上,上层10~400m垂向平均湍动能耗散率ερ在东侧略大于西侧;相反,在14.5°N断面上,西侧ερ均值约是东侧ερ的4倍,其中,西侧110.5°~111°E的ερ的平均值为2.6×10-6 W/m3,东侧118.5°E的ερ仅为5.89×10-7 W/m3。通过分析细结构剪切和湍流混合的相关性,发现剪切是南海中部上层强湍流混合的主要驱动力,揭示了高模态内波破碎可能是湍流混合的主要机制。另外,研究了大洋中的3种参数化模型,发现适用于大洋近海的参数化MacKinnon-Gregg(MG)模型能较好地用浮频和剪切估算南海中部深海区上层湍流耗散率。  相似文献   

青藏高原东南缘近地层微气象学特征对比分析     

李英  卢萍 《四川气象》2013,(4):49-55

本文利用位于青藏高原东南缘的温江和大理大气边界层野外观测资料,对比分析了两站包括风温湿、辐射、湍流通量等在内的近地层微气象学特征,主要结果如下：（1）两站风速值均随着高度的增加而增大,但温江站冬季4～10 m风速在白天出现随高度减小的现象.温江站冬季以东北风为主,夏季以西北风和南风为主;大理站冬季以东南风为主,其次为西南风,夏季则以东风和东南风为主.两站近地层逆温和逆湿现象都非常显著.（2）同一季节温江站大气逆辐射和地表长波辐射大于大理站,向下短波辐射小于大理站.温江站地表长波辐射总是大于大气逆辐射,而大理站白天地表长波辐射大于大气逆辐射,晚上则相反.（3）温江站感热通量冬季大于大理站,夏季小于大理站,而潜热通量无论冬夏都要小于大理站.两站潜热通量均大于感热通量,并且大理站潜热通量月平均日变化值全天始终大于零.无论冬夏,温江站土壤热通量都要小于大理站,随着深度的增加两站土壤热通量均有位相上的延迟.  相似文献   

SiB2和SiB3对高寒草甸和茶树地表能量通量模拟的比较   总被引：1，自引：1，他引：0  

张庚军  卢立新  蒋玲梅  蒋磊  IanBaker 《气象学报》2013,71(4):692-708

运用简单生物圈模式第2版(SiB2)和第3版(SiB3),分别模拟青藏高原两个观测站(那曲、安多)和长江三角洲苏州东山观测站的近地面能量收支,并与相应观测数据进行比较研究,分析SiB2、SiB3模拟结果和观测资料产生差异的原因,以此来认识上述地区地表能量收支特点。结果表明,SiB2和SiB3模拟的近地面能量通量与观测数据有较好的一致性。对感热通量,那曲和安多站SiB3比SiB2模拟的结果更接近观测资料,但苏州站SiB2模拟的结果与观测资料更吻合;对潜热通量,SiB3比SiB2模拟的日变化与观测资料更一致,SiB3的模拟结果与观测资料(除苏州站外)相关系数都在0.8以上;对地表土壤热通量,SiB2和SiB3模拟结果与观测数据相关系数都在0.8以上;对净辐射通量,SiB2和SiB3模拟结果与观测资料相关系数接近1.0。与SiB2相比,SiB3引用通用陆面模式的土壤描述并增加对冠层空间层温度、湿度和痕量气体的预报,使其能够改善潜热通量和土壤热通量的模拟,但对复杂下垫面的感热和净辐射通量模拟能力提高不明显。  相似文献