《中國(guó)海洋湖沼學(xué)報(bào)》(英文版, SCI-E收錄)

Chinese Journal of Oceanology and Limnology

2010年第5期論文導(dǎo)讀

Vertical structure and evolution of the Luzon Warm Eddy

陳更新, 侯一筠, 儲(chǔ)小青, 齊鵬： 結(jié)合浮標(biāo)和高度計(jì)資料, 研究了呂宋暖渦的垂直結(jié)構(gòu)和時(shí)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(chǎn)生于7月, 8月、9月逐漸增強(qiáng), 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(zhǎng)娥： 利用 2009年6月24日獲取的船載X波段雷達(dá)影像研究了南海東北部非線性內(nèi)波的特征。圖像顯示1個(gè)波包含有3個(gè)非線性波。利用Radon變換從雷達(dá)的后向散射圖像求取內(nèi)波的波向、波速。利用兩層有限深混合層計(jì)算公式, 結(jié)合雷達(dá)求得的內(nèi)波波速, 求取混合層深度, 結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)溫度鏈和CTD對(duì)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(wèi)星高度計(jì)資料對(duì)該地區(qū)的中尺度渦進(jìn)行研究, 發(fā)現(xiàn)該區(qū)域和相鄰區(qū)域的北赤道流之間所產(chǎn)生的速度切變是該區(qū)域中尺度渦生成的一個(gè)主要原因。結(jié)果表明, 由于速度切變的原因, 導(dǎo)致該區(qū)域渦動(dòng)能發(fā)生變化, 有利于產(chǎn)生中尺度渦, 在此之后還需要 2～3個(gè)月的生成和相互作用時(shí)間才能達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

Currents and mixing in the northern South China Sea

劉軍亮, 蔡樹群, 王盛安： 利用某觀測(cè)點(diǎn)在 2007年8～9月的流速資料, 研究了南海北部陸架區(qū)的正、斜壓潮,發(fā)現(xiàn)該海區(qū)以全日潮為主。當(dāng)臺(tái)風(fēng)帕布經(jīng)過后, 整個(gè)水層混合加強(qiáng); 而當(dāng)一個(gè)突發(fā)強(qiáng)流經(jīng)過后, 則僅在其經(jīng)過水層的混合得到加強(qiáng)。

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(guó)洪, 王永剛： 基于前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò), 對(duì)南海 1993～2003年海面風(fēng)場(chǎng)(SWA)、海面高度(SSHA)及海表溫度(SSTA)的月平均距平數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性主成分分析(NLPCA), 并與傳統(tǒng)線性主成分分析進(jìn)行對(duì)比：非線性方法(NLPCA)得到的第一模態(tài)的方差貢獻(xiàn)與傳統(tǒng)線性方法(LPCA)相比均有相應(yīng)提高： 其中SWA、SSHA的非線性較強(qiáng), NLPCA第一模態(tài)對(duì)原變量場(chǎng)的方差貢獻(xiàn)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(qiáng)的空間范圍占據(jù)絕大部分南海海域; 相比較而言, 南海SSTA場(chǎng)的NLPCA第一模態(tài)的方差貢獻(xiàn)與LPCA相比提高不明顯, 非線性特征明顯的區(qū)域僅在南海北部和南部靠近大陸海區(qū)。

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

李整林, 李風(fēng)華： 2004年 11月在南海海域進(jìn)行了 1次遠(yuǎn)距離聲傳播實(shí)驗(yàn), 由于實(shí)驗(yàn)期間的水文為等溫層, 所以沒有水體起伏對(duì)聲傳播的影響, 聲傳播信號(hào)可很好地用來(lái)反演海底聲學(xué)參數(shù)。采用匹配場(chǎng)反演方法結(jié)合Hamilton經(jīng)驗(yàn)公式和聲傳播損失反演出了實(shí)驗(yàn)海區(qū)的海底聲學(xué)參數(shù)。反演結(jié)果可很好地用來(lái)解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 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(xué)多普勒流速剖面儀所觀測(cè)的 75 d海流數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)查南海東北部?jī)?nèi)潮波之間的非線性相互作用。在動(dòng)能譜上, 一些與潮頻率有關(guān)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(dòng)能譜峰隨著頻率的增長(zhǎng)呈現(xiàn)σ-2.3遞減。旋轉(zhuǎn)譜以及雙相干譜的分析表明了由非線性平流項(xiàng)所引發(fā)的內(nèi)潮波之間強(qiáng)非線性相互作用是這些高頻潮諧波產(chǎn)生的主要物理機(jī)制。而半日內(nèi)潮M2在這些相互作用中起著最為關(guān)鍵的作用。

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

陳飛, 杜巖, 嚴(yán)厲, 王東曉, 施平： 2008年8～9月份兩套深水潛標(biāo)布放在呂宋海峽西側(cè)海域, 對(duì)上層海洋進(jìn)行了為期1個(gè)月的高頻率ADCP海流采樣。觀測(cè)期間, 有兩次臺(tái)風(fēng)經(jīng)過潛標(biāo)布設(shè)海域附近。通過分析該ADCP海流觀測(cè), 結(jié)合同期衛(wèi)星遙感風(fēng)場(chǎng)、熱通量以及高分辨率數(shù)值模擬同化產(chǎn)品, 作者再現(xiàn)了臺(tái)風(fēng)過境前后上層海洋流場(chǎng)的調(diào)整過程。第一次臺(tái)風(fēng)“鸚鵡”軌跡直接經(jīng)過潛標(biāo), 過境期間局地上層海洋出現(xiàn)暫時(shí)性的海流異常, 表現(xiàn)為強(qiáng)輻散的Ekman流; 臺(tái)風(fēng)過后, 上層流場(chǎng)迅速調(diào)整為可以由局地海面高度分布解釋的地轉(zhuǎn)平衡。第二次過境臺(tái)風(fēng)“森拉克”從呂宋海峽東側(cè)北上, 沒有直接影響潛標(biāo)附近的流場(chǎng), 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(shí)測(cè)數(shù)據(jù), 和2008年9月至2009年6月的長(zhǎng)時(shí)間序列ADCP定點(diǎn)測(cè)流數(shù)據(jù)。CTD共設(shè)119°～122°E 4條經(jīng)向斷面, 對(duì)溫鹽數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn), 等密度面由南海向大洋傾斜, 且具有高溫、高鹽舌狀結(jié)構(gòu)由呂宋海峽東側(cè)向西伸展。計(jì)算南海內(nèi)的浮力頻率大于大洋典型頻率約一個(gè)量級(jí),說(shuō)明南海北部的強(qiáng)層結(jié)現(xiàn)象明顯。ADCP數(shù)據(jù)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(fā)了 1套基于雙極化天線X波段雷達(dá)的波流監(jiān)測(cè)系統(tǒng), 并在黃海海域獐子島和南海海域進(jìn)行了定標(biāo)和結(jié)果驗(yàn)證試驗(yàn)?；谔囟ǖ姆囱菟惴? 波流參數(shù)從雙極化X波段雷達(dá)圖像中獲得, 并與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量設(shè)備浮標(biāo)和海流計(jì)的觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比對(duì)。結(jié)果表明 X波段雷達(dá)反演的波流參數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量設(shè)備觀測(cè)結(jié)果吻合較好。特別是相對(duì)水平極化方式的雷達(dá)數(shù)據(jù), 垂直極化方式在反演波流參數(shù)有一定的優(yōu)勢(shì), 對(duì)探測(cè)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(gè)基于非線性淺水波方程的有限差分模型對(duì) 1993年奧尻島海嘯進(jìn)行了數(shù)值模擬。以爬高、漫灘、流場(chǎng)為對(duì)象, 關(guān)注海嘯波在近岸的傳播效應(yīng), 如能量集聚、泥沙輸運(yùn)等, 分析了近岸的地形地貌、網(wǎng)格分辨率等對(duì)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(gè)連續(xù)分層非線性數(shù)值模式, 模擬了潮流在海底山坡附近激發(fā)孤立內(nèi)波或內(nèi)潮并傳播的過程, 表明生成的內(nèi)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(nèi)波向西傳入南海、而很少向東傳入太平洋的現(xiàn)象與海峽的坡度有關(guān)。

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(nèi)孤立波通常表現(xiàn)出強(qiáng)非線性特征, 并且對(duì)海洋中的混合效應(yīng)和能量傳輸產(chǎn)生重要影響。迄今對(duì)南海西北部海域內(nèi)孤立波的研究較少,作者通過在南海西北部陸架海域?qū)嵤┑摹拔牟齼?nèi)波實(shí)驗(yàn)”中所得到的溫鹽鏈和 ADCP的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料, 發(fā)現(xiàn) 2005年5月在該海域存在強(qiáng)非線性內(nèi)孤立波。通過將觀測(cè)內(nèi)孤立波的特征與內(nèi)波理論進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)： 相對(duì)于經(jīng)典的一階KdV模型, 二階 KdV理論能更好地模擬觀測(cè)內(nèi)孤立波的波形特征和振幅-波寬關(guān)系。立方非線性系數(shù)相對(duì)于平方非線性系數(shù), 對(duì)陸架淺海大振幅內(nèi)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(nèi)孤立波在南海北部?jī)?nèi)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(qiáng), 謝尚平： 基于衛(wèi)星高度計(jì)資料和渦分辨全球海洋模型的模擬結(jié)果, 采用最大相關(guān)系數(shù)法分析了南海海洋中尺度變化信號(hào)的傳播特征。結(jié)果表明, 南海的中尺度變化存在兩個(gè)帶狀的活躍區(qū)域。北部帶狀區(qū)域位于呂宋海峽西側(cè), 是由渦旋沿著北部陸坡南側(cè)的等深線向西南運(yùn)動(dòng)而形成的。南部帶狀區(qū)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(hào)在秋季期間向南傳播所導(dǎo)致。這一渦旋傳播路徑與平均流的平流作用無(wú)關(guān), 可用西邊界流的非線性效應(yīng)導(dǎo)致的次級(jí)渦旋生成和脫落過程來(lái)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(shù)據(jù), 分析了南海北部東沙附近一點(diǎn)的非線性內(nèi)孤立波特征。結(jié)合 TPXO7.1調(diào)和常數(shù)集得到的此點(diǎn)及周邊的潮汐特征, 發(fā)現(xiàn)了此處 1個(gè)振幅達(dá)120 m的大振幅內(nèi)孤立波, 周期約20 min, 引起的水平和垂向速度可達(dá)2 m/s和0.5 m/s。此內(nèi)孤立波發(fā)生于1個(gè)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(guó)強(qiáng), 何宜軍, 申輝, 丘仲鋒： 利用原始方程數(shù)值模式和 1-way 嵌套技術(shù)模擬了南海北部陸架海域次級(jí)中尺度現(xiàn)象。從模擬的溫度和密度場(chǎng)來(lái)看, 在南海北部的陸架海區(qū)次級(jí)中尺度現(xiàn)象是非常普遍的, 并且次級(jí)中尺度過程明顯增強(qiáng)了此海區(qū)的垂向運(yùn)動(dòng)速度, 在此表層能夠達(dá)到58 m/d。此外, 次級(jí)中尺度運(yùn)動(dòng)也導(dǎo)致了混合層深度沿著鋒面相應(yīng)的加深, 在次級(jí)中尺度活動(dòng)劇烈的海區(qū)海表面的動(dòng)能增加明顯。次級(jí)中尺度運(yùn)動(dòng)對(duì)溫度、鹽度以及營(yíng)養(yǎng)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(guī)律的重要因素。采用匹配場(chǎng)處理結(jié)合遺傳算法反演淺海聲速剖面, 并將算法移植到并行平臺(tái)以提高計(jì)算速度。利用ASIAEX 2001 東中國(guó)海實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)算法的穩(wěn)定性和有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。

Web-based spatiotemporal visualization of marine environment data

何亞文, 蘇奮振, 杜云艷, 肖如林： 隨著長(zhǎng)期的海洋觀測(cè)、研究的發(fā)展, 特別是新的海洋環(huán)境觀測(cè)技術(shù)的出現(xiàn),積累了大量的海洋環(huán)境數(shù)據(jù), 并且數(shù)據(jù)量不斷增長(zhǎng), 數(shù)據(jù)具有海量、分布式、多源、異構(gòu)、多維和時(shí)空的動(dòng)態(tài)性。針對(duì)數(shù)據(jù)的特點(diǎn), 提出了一種集成可視化的解決方案, 增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的可視化顯示和獲取能力, 便于不同的組織機(jī)構(gòu)之間集成、共享數(shù)據(jù)。結(jié)合web服務(wù)技術(shù)和網(wǎng)格技術(shù), 提出了海洋信息網(wǎng)格的概念, 提出了面向過程的海洋環(huán)境的數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)服務(wù)封裝和時(shí)空可視化方法。以 Argo浮標(biāo)數(shù)據(jù)、海表面溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)、海流場(chǎng)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)和臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ), 構(gòu)建了以南海海區(qū)為實(shí)驗(yàn)區(qū)的原型系統(tǒng)。

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?jī)?nèi)波發(fā)生較為頻繁, 對(duì)此區(qū)域葉綠素濃度的分布有較大的影響。利用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和衛(wèi)星遙感的葉綠素a資料研究了內(nèi)波對(duì)南海北部葉綠素 a分布的影響。現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn), 在中層和底層, 內(nèi)波高頻發(fā)生區(qū)的葉綠素濃度相對(duì)較低, 而表層葉綠素濃度呈現(xiàn)不規(guī)則增加, 在東沙島附近出現(xiàn)小面積葉綠素a濃度較高的區(qū)域。衛(wèi)星遙感觀測(cè)發(fā)現(xiàn), 在內(nèi)波發(fā)生頻率較高的東沙島海區(qū)有較高葉綠素a出現(xiàn)。東沙島附近出現(xiàn)表層高葉綠素a的現(xiàn)象說(shuō)明, 內(nèi)波能夠?qū)⒌讓痈∮沃参锾嵘⒋龠M(jìn)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(zhǎng)期Argo浮標(biāo)和1個(gè)高精度的Atlas浮標(biāo)觀測(cè)數(shù)據(jù), 研究了1998～2002年南海中部的中尺度變化。研究發(fā)現(xiàn), 2000和2001年的上層水團(tuán)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(tuán)年際變化的主要因素。南海中部水團(tuán)季節(jié)內(nèi)變化也很顯著, 變化最大帶位于溫躍層。上層溫度(鹽度)季節(jié)內(nèi)信號(hào)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(fēng)場(chǎng)、熱通量和凈淡水通量是引起季節(jié)內(nèi)震蕩的主要因子?；旌蠈拥臒猁}收支分析發(fā)現(xiàn)水平平流也有重要作用。東邊界激發(fā)的中尺度渦的西向傳播對(duì)冬季的季節(jié)內(nèi)波動(dòng)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(huán)流模式數(shù)值模擬, 分析了影響海洋上混合層深度(MLD)的幾個(gè)主要因素。結(jié)果表明南海 MLD對(duì)風(fēng)應(yīng)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(shí)、空分布特征。通過模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)的對(duì)比, 同時(shí)也表明ROMS模式應(yīng)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(shí)驗(yàn)中 1個(gè)溫度鏈的溫度數(shù)據(jù), 通過1個(gè)二維平流模型數(shù)值仿真了聲場(chǎng)的時(shí)間相關(guān)。擬合了聲場(chǎng)時(shí)間相關(guān)半徑同收發(fā)距離和由孤立子內(nèi)波引起的傳播路徑上最大聲速起伏之間的關(guān)系式。結(jié)果顯示, 聲場(chǎng)時(shí)間相關(guān)半徑與收發(fā)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(guó)海洋湖沼學(xué)報(bào)》(英文版)編輯部; 編輯/譚雪靜)