《中國海洋湖沼學報》(英文版, SCI-E收錄)

《中國海洋湖沼學報》(英文版, SCI-E收錄)

Chinese Journal of Oceanology and Limnology

2010年第5期論文導讀

Vertical structure and evolution of the Luzon Warm Eddy

陳更新, 侯一筠, 儲小青, 齊鵬： 結合浮標和高度計資料, 研究了呂宋暖渦的垂直結構和時空演化特征。呂宋暖渦垂向超過500 m, 在溫躍層附近造成5°C的高溫異常和 0.5℃的低溫異常; 因卷入黑潮水而可能有較高的溫鹽特征。該渦產生于7月, 8月、9月逐漸增強, 10月脫離呂宋島而大致沿19°N西傳, 12月開始減弱并次年2月消失于海南島東南。傳播過程中, 渦旋的半徑形狀等有較大變化, 傳播速度為6.6 cm/s。

A new method for the estimation of oceanic mixed-layer depth using shipboard X-band radar images

呂海濱, 何宜軍, 申輝, 崔利民, 竇長娥： 利用 2009年6月24日獲取的船載X波段雷達影像研究了南海東北部非線性內波的特征。圖像顯示1個波包含有3個非線性波。利用Radon變換從雷達的后向散射圖像求取內波的波向、波速。利用兩層有限深混合層計算公式, 結合雷達求得的內波波速, 求取混合層深度, 結果與現場溫度鏈和CTD對比, 顯示很好的一致性。

Eddy generation and evolution in the North Pacific Subtropical Countercurrent (NPSC) zone

康霖, 王凡, 陳永利： 利用1992年到2007年共15 a的衛星高度計資料對該地區的中尺度渦進行研究, 發現該區域和相鄰區域的北赤道流之間所產生的速度切變是該區域中尺度渦生成的一個主要原因。結果表明, 由于速度切變的原因, 導致該區域渦動能發生變化, 有利于產生中尺度渦, 在此之后還需要 2～3個月的生成和相互作用時間才能達到相對穩定狀態。

Currents and mixing in the northern South China Sea

劉軍亮, 蔡樹群, 王盛安： 利用某觀測點在 2007年8～9月的流速資料, 研究了南海北部陸架區的正、斜壓潮,發現該海區以全日潮為主。當臺風帕布經過后, 整個水層混合加強; 而當一個突發強流經過后, 則僅在其經過水層的混合得到加強。

Comparison of nonlinear and linear PCA on surface wind,surface height, and SST in the South China Sea

陳海英, 尹寶樹, 方國洪, 王永剛： 基于前饋型神經網絡, 對南海 1993～2003年海面風場(SWA)、海面高度(SSHA)及海表溫度(SSTA)的月平均距平數據進行非線性主成分分析(NLPCA), 并與傳統線性主成分分析進行對比：非線性方法(NLPCA)得到的第一模態的方差貢獻與傳統線性方法(LPCA)相比均有相應提高： 其中SWA、SSHA的非線性較強, NLPCA第一模態對原變量場的方差貢獻與LPCA方法相比分別從54.75%提高到67.26%和從50.43%提高至 60.24%, 非線性特征較強的空間范圍占據絕大部分南海海域; 相比較而言, 南海SSTA場的NLPCA第一模態的方差貢獻與LPCA相比提高不明顯, 非線性特征明顯的區域僅在南海北部和南部靠近大陸海區。

Geoacoustic inversion for sediments in the South China Sea based on a hybrid inversion scheme

李整林, 李風華： 2004年 11月在南海海域進行了 1次遠距離聲傳播實驗, 由于實驗期間的水文為等溫層, 所以沒有水體起伏對聲傳播的影響, 聲傳播信號可很好地用來反演海底聲學參數。采用匹配場反演方法結合Hamilton經驗公式和聲傳播損失反演出了實驗海區的海底聲學參數。反演結果可很好地用來解釋實驗數據, 證明了反演的有效性。

Nonlinear interactions among internal tidal waves in the northeastern South China Sea

謝曉輝, 尚曉東, 陳桂英： 使用 1套聲學多普勒流速剖面儀所觀測的 75 d海流數據來調查南海東北部內潮波之間的非線性相互作用。在動能譜上, 一些與潮頻率有關的高頻諧波均顯示了有意義的能量譜峰。這些具有較高能量的高頻潮諧波與基本潮頻率的動能譜峰隨著頻率的增長呈現σ-2.3遞減。旋轉譜以及雙相干譜的分析表明了由非線性平流項所引發的內潮波之間強非線性相互作用是這些高頻潮諧波產生的主要物理機制。而半日內潮M2在這些相互作用中起著最為關鍵的作用。

Response of upper ocean currents to typhoons at two ADCP moorings west of Luzon Strait

陳飛, 杜巖, 嚴厲, 王東曉, 施平： 2008年8～9月份兩套深水潛標布放在呂宋海峽西側海域, 對上層海洋進行了為期1個月的高頻率ADCP海流采樣。觀測期間, 有兩次臺風經過潛標布設海域附近。通過分析該ADCP海流觀測, 結合同期衛星遙感風場、熱通量以及高分辨率數值模擬同化產品, 作者再現了臺風過境前后上層海洋流場的調整過程。第一次臺風“鸚鵡”軌跡直接經過潛標, 過境期間局地上層海洋出現暫時性的海流異常, 表現為強輻散的Ekman流; 臺風過后, 上層流場迅速調整為可以由局地海面高度分布解釋的地轉平衡。第二次過境臺風“森拉克”從呂宋海峽東側北上, 沒有直接影響潛標附近的流場, 它通過影響呂宋海峽處黑潮表層流, 改變了呂宋海峽的表層水交換。

Observations of the Kuroshio intrusion into the South China Sea

劉澤, 侯一筠, 齊鵬, 胡珀： 使用 2008年 8～9月間的CTD實測數據, 和2008年9月至2009年6月的長時間序列ADCP定點測流數據。CTD共設119°～122°E 4條經向斷面, 對溫鹽數據的研究發現, 等密度面由南海向大洋傾斜, 且具有高溫、高鹽舌狀結構由呂宋海峽東側向西伸展。計算南海內的浮力頻率大于大洋典型頻率約一個量級,說明南海北部的強層結現象明顯。ADCP數據顯示, 在200～450 m層, 南海水主要由呂宋海峽流出。

Measurements of ocean wave and current field using dual polarized X-band radar

崔利民, 何宜軍, 申輝, 呂海濱： 開發了 1套基于雙極化天線X波段雷達的波流監測系統, 并在黃海海域獐子島和南海海域進行了定標和結果驗證試驗。基于特定的反演算法, 波流參數從雙極化X波段雷達圖像中獲得, 并與現場測量設備浮標和海流計的觀測結果進行了比對。結果表明 X波段雷達反演的波流參數與現場測量設備觀測結果吻合較好。特別是相對水平極化方式的雷達數據, 垂直極化方式在反演波流參數有一定的優勢, 對探測波高小于1 m的海浪效果更好。

Numerical simulations of the coastal effects of tsunami waves caused by the 1993 Hokkaido-Nansei-Oki earthquake

潘文亮, 王盛安, 蔡樹群： 作者利用一個基于非線性淺水波方程的有限差分模型對 1993年奧尻島海嘯進行了數值模擬。以爬高、漫灘、流場為對象, 關注海嘯波在近岸的傳播效應, 如能量集聚、泥沙輸運等, 分析了近岸的地形地貌、網格分辨率等對海嘯波傳播與模擬的重要性。A continuously stratified nonlinear model for internal solitary waves in the northern South China Sea

謝皆爍, 蔡樹群, 何映暉： 建立了 1個連續分層非線性數值模式, 模擬了潮流在海底山坡附近激發孤立內波或內潮并傳播的過程, 表明生成的內波振幅取決于海山坡度的大小, 揭示呂宋海峽生成的孤立內波向西傳入南海、而很少向東傳入太平洋的現象與海峽的坡度有關。

Highly nonlinear internal solitary waves over the continental shelf of the northwestern South China Sea

徐振華, 尹寶樹, 侯一筠： 大振幅內孤立波通常表現出強非線性特征, 并且對海洋中的混合效應和能量傳輸產生重要影響。迄今對南海西北部海域內孤立波的研究較少,作者通過在南海西北部陸架海域實施的“文昌內波實驗”中所得到的溫鹽鏈和 ADCP的現場觀測資料, 發現 2005年5月在該海域存在強非線性內孤立波。通過將觀測內孤立波的特征與內波理論進行比較發現： 相對于經典的一階KdV模型, 二階 KdV理論能更好地模擬觀測內孤立波的波形特征和振幅-波寬關系。立方非線性系數相對于平方非線性系數, 對陸架淺海大振幅內孤立波的理論模擬起更重要的作用。研究表明南海西北部存在的大振幅內孤立波在南海北部內波能量傳遞過程中是不可忽視的。

Pathways of mesoscale variability in the South China Sea

莊偉, 杜巖, 王東曉, 謝強, 謝尚平： 基于衛星高度計資料和渦分辨全球海洋模型的模擬結果, 采用最大相關系數法分析了南海海洋中尺度變化信號的傳播特征。結果表明, 南海的中尺度變化存在兩個帶狀的活躍區域。北部帶狀區域位于呂宋海峽西側, 是由渦旋沿著北部陸坡南側的等深線向西南運動而形成的。南部帶狀區域位于海盆的西南部, 大致呈南北走向。它主要是由于中尺度信號在秋季期間向南傳播所導致。這一渦旋傳播路徑與平均流的平流作用無關, 可用西邊界流的非線性效應導致的次級渦旋生成和脫落過程來解釋。

Characteristics of nonlinear internal waves observed in the northern South China Sea

司廣成, 侯一筠, 齊鵬, 胡珀： 采用 2009年 6月 24日～25日 1 d的高分辨率的溫度鏈數據, 分析了南海北部東沙附近一點的非線性內孤立波特征。結合 TPXO7.1調和常數集得到的此點及周邊的潮汐特征, 發現了此處 1個振幅達120 m的大振幅內孤立波, 周期約20 min, 引起的水平和垂向速度可達2 m/s和0.5 m/s。此內孤立波發生于1個大潮后的2～3 d。

Submesoscale activity over the shelf of the northern South China Sea in summer: simulation with an embedded model

劉國強, 何宜軍, 申輝, 丘仲鋒： 利用原始方程數值模式和 1-way 嵌套技術模擬了南海北部陸架海域次級中尺度現象。從模擬的溫度和密度場來看, 在南海北部的陸架海區次級中尺度現象是非常普遍的, 并且次級中尺度過程明顯增強了此海區的垂向運動速度, 在此表層能夠達到58 m/d。此外, 次級中尺度運動也導致了混合層深度沿著鋒面相應的加深, 在次級中尺度活動劇烈的海區海表面的動能增加明顯。次級中尺度運動對溫度、鹽度以及營養鹽和溶解氧的混合有著重要的作用。

Matched-field inversion of sound speed profile in shallow water using a parallel genetic algorithm

余炎欣, 李整林, 何利： 聲速剖面是影響淺海水聲傳播規律的重要因素。采用匹配場處理結合遺傳算法反演淺海聲速剖面, 并將算法移植到并行平臺以提高計算速度。利用ASIAEX 2001 東中國海實驗數據對算法的穩定性和有效性進行了驗證。

Web-based spatiotemporal visualization of marine environment data

何亞文, 蘇奮振, 杜云艷, 肖如林： 隨著長期的海洋觀測、研究的發展, 特別是新的海洋環境觀測技術的出現,積累了大量的海洋環境數據, 并且數據量不斷增長, 數據具有海量、分布式、多源、異構、多維和時空的動態性。針對數據的特點, 提出了一種集成可視化的解決方案, 增強了數據的可視化顯示和獲取能力, 便于不同的組織機構之間集成、共享數據。結合web服務技術和網格技術, 提出了海洋信息網格的概念, 提出了面向過程的海洋環境的數據組織、數據服務封裝和時空可視化方法。以 Argo浮標數據、海表面溫度場數據、海流場數據、現場和臺站觀測數據為實驗基礎, 構建了以南海海區為實驗區的原型系統。

Impacts of internal waves on chlorophyll a distribution in the northern portion of the South China Sea

楊頂田, 葉海彬, 王桂芬： 南海北部內波發生較為頻繁, 對此區域葉綠素濃度的分布有較大的影響。利用現場觀測和衛星遙感的葉綠素a資料研究了內波對南海北部葉綠素 a分布的影響。現場觀測發現, 在中層和底層, 內波高頻發生區的葉綠素濃度相對較低, 而表層葉綠素濃度呈現不規則增加, 在東沙島附近出現小面積葉綠素a濃度較高的區域。衛星遙感觀測發現, 在內波發生頻率較高的東沙島海區有較高葉綠素a出現。東沙島附近出現表層高葉綠素a的現象說明, 內波能夠將底層浮游植物提升并促進浮游植物的光合作用。

Mesoscale structure of the central South China Sea detected by SCSMEX Buoy and Argo float

曾麗麗, 王東曉, 杜巖, 施平： 利用長期Argo浮標和1個高精度的Atlas浮標觀測數據, 研究了1998～2002年南海中部的中尺度變化。研究發現, 2000和2001年的上層水團較1998年溫度低 1～1.7°C, 鹽度低 0.5～0.8。熱通量和淡水通量的年際差異是引起水團年際變化的主要因素。南海中部水團季節內變化也很顯著, 變化最大帶位于溫躍層。上層溫度(鹽度)季節內信號的最大振幅約為 2°C(0.5), 周期主要為30～60 d(35～60 d)。海面風場、熱通量和凈淡水通量是引起季節內震蕩的主要因子。混合層的熱鹽收支分析發現水平平流也有重要作用。東邊界激發的中尺度渦的西向傳播對冬季的季節內波動也可能存在一定影響。

Factors influencing the climatological mixed layer depth in the South China Sea: numerical simulations

范聰慧, 王娟娟, 宋金寶： 通過高分辨率環流模式數值模擬, 分析了影響海洋上混合層深度(MLD)的幾個主要因素。結果表明南海 MLD對風應力變化最為敏感; 凈熱通量的影響次之; 蒸降差的影響比較小。另外探討了南海 MLD的時、空分布特征。通過模擬結果與實測的對比, 同時也表明ROMS模式應用于南海的MLD模擬研究是可行的。

Effects of internal waves on signal temporal correlation length in the South China Sea

任云, 李整林： 用 2009年南海實驗中 1個溫度鏈的溫度數據, 通過1個二維平流模型數值仿真了聲場的時間相關。擬合了聲場時間相關半徑同收發距離和由孤立子內波引起的傳播路徑上最大聲速起伏之間的關系式。結果顯示, 聲場時間相關半徑與收發距離的-1.2次方成正比, 與最大聲速起伏的-0.9次方成正比。

(文/《中國海洋湖沼學報》(英文版)編輯部; 編輯/譚雪靜)