北大西洋海表风速季节特征及长期变化趋势分析
世界著名大风浪海区情况介绍
世界著名大风浪海区情况介绍[ 来源:江苏海员服务网 点击数: 523 更新时间:2010-8-20 文章录入:wuqian ]一、中国近海 中国近海冬夏季风交替显著,为季风气候区。
中国近海大致可分4个气候区:渤、黄海为暖温带季风气侯区,东海为亚热带季风气候区,南海大部分海域为热带季风气候区,北纬10°以南的南海属赤道季风气候。
10月~翌年3月盛行偏北季风,渤海和黄海北部多西北风,黄海南部和东海北部多北风,南海则多东北风,风速由北往南增大;1月6级以上大风频率在20%以上,济州岛附近和台湾海峡大风频率高达40~50%。
6~9月盛行夏季季风,渤、黄、东海多东南或南风,南海多南或西南风。
风速由北向南增强,大风频率,渤海和黄海北部不到5%,黄海南部和东海为5~10%,南海为5~20%。
此外,各海区还不同程度地受冷空气、温带气旋、热带气旋和台风的影响。
10月~翌年5月,来自西伯利亚冷高压的冷空气常影响中国近海。
冷空气过境时,常有大风,最大可达10级以上,并持续数天。
冷空气强盛时就成为寒潮,渤、黄海近岸最低温在5℃以卜,降温幅度达10~21℃,寒潮持续天数最短为2~3天,最长为8~10天。
气旋 7~9月为中国近海热带气旋的盛期,平均每年出现热带气旋29次,以南海最多,东海次之,渤海最少。
热带气旋,渤海最频繁在7月,东海在8月,南海在9月。
台风(8~11级)和强台风(大于12级)在热带气旋中所占的比例,南部海区大于北部海区。
黄、东、南海台风占热带气旋的比例分别为31.5%、37.7%和59.4%,强台风的比例分别为31.9%、40%和13.5%。
渤海仅7~8月有热带气旋活动,于1949~1978年间,侵入渤海的强台风2次(1972和1973年7月),台风3次,热带气旋4次。
热带气旋的移动途径分向西、向东北和在中国登陆3类,各占19%、49%和27%。
每年平均有7次在中国登陆。
南海生成的热带气旋,无一定移动规律性,仅25%在越南登陆。
北大西洋海表风速季节特征及长期变化趋势分析
Ab s t r a c t : I n t h i s s t u d y, t h e s e a s o n a l c ha r a c t e r i s t i c s o f s e a s u r f a c e wi n d f i e l d a nd i t s l o n g t e r m l i n e a r t r e n d i n t he No r t h At l a n t i c Oc e a n
Y a o Qi ’ Zh e n g Ch o n g we i “ Li a n g Xi n y o u ’ L i Yu n b o ’ Wa n g G u a n 。
( 1 . N a v y Ma r i n a H y d r o me t e r o I o g i c a I C e n t e r , B e i j i n g 1 0 0 1 6 1 。 C h i n a ;2 . N O. 9 2 5 3 8 A r my o f P L A。 D a l i a n L i a o N i n g 1 1 6 0 4 1 。 C h i n a 3 . u n i t 3 7 o f E a s t C h i n a S e a F l e e t , N i n g b o Z h e J i a n g 3 1 5 1 2 2 。 C h i n a )
北大西洋涛动的特征及其对东亚地区气候的影响
Advances in Marine Sciences 海洋科学前沿, 2021, 8(1), 1-10Published Online March 2021 in Hans. /journal/amshttps:///10.12677/ams.2021.81001北大西洋涛动的特征及其对东亚地区气候的影响汪迁迁1,21成都信息工程大学大气科学学院,四川成都2象辑知源(武汉)科技有限公司,湖北武汉收稿日期:2020年6月25日;录用日期:2021年1月10日;发布日期:2021年3月10日摘要本文利用NCEP/NCAR近70年(1948~2020年)的海平面气压、气温、位势高度等再分析资料和GPCP近50年(1979~2020年)全球月平均降水资料,讨论了北大西洋涛动及其正负相位转换过程的基本特征,研究表明:NAO全年均存在但在冬季最强,且NAO正负相位的转换对东亚大气环流形式有着显著影响。
采用相关分析和合成分析方法,对冬夏两季的NAO与东亚地区的环流形势、冬季气温和夏季降水进行研究,发现北大西洋涛动与东亚地区的气候有着明显的相关性,且因季节不同,对冬夏两季东亚地区的气候影响也不同。
当北大西洋涛动表现较强时,东亚冬季风偏弱,夏季风偏强,东亚地区冬季气温整体偏高,夏季东亚北部地区降水偏多,南部及西南部降水偏少;反之,当北大西洋涛动较弱时,东亚冬季风偏强,夏季风偏弱,东亚冬季气温偏低,夏季东亚北部地区降水偏少,南部偏多。
关键词北大西洋涛动,相位转换,NAO指数,东亚地区气候Characteristics of the North AtlanticOscillation and Its Impact onEast AsiaQianqian Wang1,21School of Atmospheric Sciences, Chengdu University of Information Technology, Chengdu Sichuan2Xiangji Zhiyuan (Wuhan) Technology Co., Ltd., Wuhan HubeiReceived: Jun. 25th, 2020; accepted: Jan. 10th, 2021; published: Mar. 10th, 2021汪迁迁Abstract In order to further study the characteristics of the North Atlantic Oscillation (NAO) and its influ-ence on East Asia, this paper discusses the basic features of the North Atlantic Oscillation and its positive and negative phases conversion process by using the monthly average reanalysis data of sea level pressure, temperature and potential height of NCEP/NCAR in the past 70 years (1948~2020) and the global monthly average precipitation data of GPCP in the past 50 years (1979~2020). Re-search shows that NAO exists all year round but performs best in winter, and the phase conversion of NAO has significant effects on the atmospheric circulation in East Asia. After that, we used cor-relation analysis and synthetic analysis methods to study the relationship between NAO and the circulation situation in East Asia, winter temperature and summer precipitation in the different seasons. The results show that there is a significant correlation between the North Atlantic Oscil-lation and the climate of East Asia, and its influence performed quite differently in winter and summer. When the North Atlantic Oscillation is strong, the East Asian winter monsoon is weak and the summer monsoon is strong. The overall winter temperature in East Asia is relatively high. In summer, there is more precipitation in the northern part of East Asia and less precipitation in the south and southwest; conversely, when the North Atlantic Oscillation is weak, the East Asian win-ter monsoon is strong, the summer monsoon is weak, the East Asian winter temperature is rela-tively low, and in summer the northern part of East Asia has less precipitation and the southern part is more. KeywordsNorth Atlantic Oscillation, Phase Conversion, NAO Index, Climate in East AsiaCopyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言近年来,越来越多的人们开始关注NAO 对各个国家及地区气候要素的影响,特别是2000年以后,北大西洋洋面和其东部邻近地区的温度上升趋势逐渐加强。
海洋环流复习
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为什么流速强?
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第六节 泰勒-普劳德曼定理
• 涡度方程中如果运动达到定常状态,同时外力作用可以
忽略(大尺度运动),斜压项为0(正压流体):
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加纳利上升流系统
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安哥拉海流
印度洋的季风与环流
南赤道流都有 印度洋不会到达赤道以北 赤道上有夏季西南季风流 冬季东北赤道 流 太、西在赤道以北 冬季赤道逆流只有 一条 西边界夏季索马里海流
南部的环流型,在总的特征上与南太平洋和南大西洋 的环流型相似,而北部则为季风型环流,冬夏两半年 环流方向相反。
阿古拉斯海流
• 位于30°S以南,世界上最强的海流之一,季节变 化较小
• 平均流速1.6 m/s,最大可达2.5 m/s • 流量31°S约为70 Sv,向南逐渐增加,35°S达到
95~135 Sv • 存在上升流,与风应力无关,而与等温线倾斜程
度有关
非洲南岸存在着
强大的西向阿古
拉斯海流,根据
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科氏力总是和
离心力包含在
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旋转坐标系下的运动方程和非旋转坐标系下的方程
相比,多了惯性力项,特别是科氏力的出现,使得 旋转坐标系下的运动更具特点
海洋温度、盐度和密度的分布与变化
3.4。
1海洋温度、盐度和密度的分布与变化世界大洋的温度、盐度和密度的时空分布和变化,是海洋学研究最基本的内容之一。
它几乎与海洋中所有现象都有密切的联系.从宏观上看,世界大洋中温、盐、密度场的基本特征是,在表层大致沿纬向呈带状分布,即东—西方向上量值的差异相对很小;而在经向,即南-北方向上的变化却十分显著。
在铅直方向上,基本呈层化状态,且随深度的增加其水平差异逐渐缩小,至深层其温、盐、密的分布均匀。
它们在铅直方向上的变化相对水平方向上要大得多,因为大洋的水平尺度比其深度要大几百倍至几千倍。
图3—10为大洋表面温、盐、密度平均值随纬度的变化.一、海洋温度的分布与变化对整个世界大洋而言,约75%的水体温度在0~6℃之间,50%的水体温度在1。
3~3。
8℃之间,整体水温平均为3.8℃。
其中,太平洋平均为3.7℃,大西洋4。
0℃,印度洋为3.8℃.当然,世界大洋中的水温,因时因地而异,比上述平均状况要复杂得多,且一般难以用解析表达式给出.因此,通常多借助于平面图、剖面图,用绘制等值线的方法,以及绘制铅直分布曲线,时间变化曲线等,将其三维时空结构分解成二维或者一维的结构,通过分析加以综合,从而形成对整个温度场的认识.这种研究方法同样适应于对盐度、密度场和其它现象的研究.(一)海洋水温的平面(水平)分布1。
大洋表层的水温分布进入海洋中的太阳辐射能,除很少部分返回大气外,余者全被海水吸收,转化为海水的热能。
其中约60%的辐射能被1m厚的表层吸收,因此海洋表层水温较高。
大洋表层水温的分布,主要决定于太阳辐射的分布和大洋环流两个因子。
在极地海域结冰与融冰的影响也起重要作用。
大洋表层水温变化于-2~30℃之间,年平均值为17。
4℃。
太平洋最高,平均为19.1℃;印度洋次之,为1 7。
0℃;大西洋为16.9℃.相比各大洋的总平均温度而言,大洋表层是相当温暖的。
各大洋表层水温的差异,是由其所处地理位置、大洋形状以及大洋环流的配置等因素所造成的。
新高考地理气压带和风带及气候(解析版)
气压带和风带及气候1.(2022·福建漳州·三模)阅读图文材料,完成下列要求。
在东非高原的塞伦盖蒂和马萨伊马拉之间,每年都会出现壮观的动物大迁徙。
每年1-2月份角马大军回到丙地附近产仔,3月份携幼崽开始逐水源、青草迁徙,9-10月到达马萨伊马拉地区。
下图示意角马迁徙路线。
(1)解释角马群在马萨伊马拉与塞伦盖蒂之间迁徙的原因。
(2)用箭头在迁徙路线上标注角马迁徙方向并说明依据。
【答案】(1)塞伦盖蒂和马萨伊马拉(热带草原气候)干湿季分明;塞伦盖蒂和马萨伊马拉存在纬度(南北)差异,随赤道低气压带的季节移动,两地进入旱季或雨季的时间存在差异,角马群追随水草发生南北迁徙。
(2)在丙地产仔后,往西北沿河流迁徙水草更为充足,利于幼崽存活。
【解析】本题以角马迁徙路线相关图文为材料,涉及角马群在马萨伊马拉与塞伦盖蒂之间迁徙的原因和角马迁徙方向及理由,考查获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力,体现了区域认知、综合思维、地理实践力等学科素养。
(1)塞伦盖蒂和马萨伊马拉地处东非高原,为热带草原气候,一年分明显的干湿两季;塞伦盖蒂和马萨伊马拉存纬度不同,因此两地进入干季或湿季的时间存在差异,赤道低气压带向北移动时,马萨伊马拉降水较多,草类茂盛;赤道低气压带向南移动时,塞伦盖蒂降水较多,草类茂盛。
为了寻找充足的食物,角马群追随水草发生南北迁徙。
(2)“每年1-2月份角马大军回到丙地附近产仔,3月份携幼崽开始逐水源、青草迁徙”,据此可知,从丙地离开时,角马群中有大量幼崽,为了保证幼崽的存活,需沿着水草丰富的路线前进。
图中从丙到乙,从乙到甲,沿线河流较多,水草更为充足,能够满足幼崽成长所需的水和食物。
2.(2021·全国·高三专题练习)阅读图文资料,完成下列要求。
荷兰位于欧洲西部,常年多大风,其港口小镇罗曾堡航运发达,早期建有大致南北流向的卡兰运河发展贸易,由于货船体积日益增大,狭窄的水路航行受强风的影响日益加剧(左图)。
各大洋及重点海域基本气象和海况介绍-Final
三. 重点海域气象和海况
19.南海:南海热带海洋性季风气候非常明显,每年10月以后,从西伯利亚和蒙 古高原吹来的冬季气流不断奔向中国南方海洋。所以南海与南海诸岛每年11 月至次年3月盛行东北季风,平均风力5到6级,超过7级大风频率达到5%; 每年4月开始,南海与南海诸岛转而受热带与赤道海洋气团的影响,5月至9 月盛行西南季风,平均风力4到5级,除受台风影响的时候,海面相对平静; 尤其7月到11月台风最为强烈,这些台风七成来自菲律宾以东的西太平洋面 和加罗林群岛附近洋面,破坏了巨大。还有三成来自南海的西沙群岛和中沙 群岛附近海面,我们俗称“土台风”。
三. 重点海域气象和海况
14.加勒比海:海区大部分位于北纬10°~20°间,属热带气候,全年盛行东北风, 平均风力6到7级,冬季风力超过7级大风频率达到10%,高温、潮湿,大气处 于不稳定状态。每年6 ~11月中、北部出现热带风暴,9月最频,风速可超过 33.5米/秒。加勒比海的雾气 天气较少。
三. 重点海域气象和海况
三. 重点海域气象和海况
3.红海:受副高和信风带控制,形成热带沙漠气候 ,每年的10月~次年4月风浪较大 ,平均风力6到7级,风力超过7级大风频率达到5%,夏季受地中海气候影响,西 北风偏多,风力较小4到5级,海面平静。因为气候的原因,使得红海水面比周围 海域的水面要低,使得表层 洋流向红海流动 。
西北太平洋海表温度的季节变化特征
西北太平洋海表温度的季节变化特征陈秋颖;杨坤德【摘要】通过分析新的SODA资料,得到西北太平洋上层海表温度时空分布特征,剖析了西北太平洋海表温度的季节变化及经纬向分布特征,得出西北太平洋声速值变化规律.资料分析表明:西北太平洋海表温度存在着显著的季节变化特征.在季节变化中,春季由于太阳辐射加强,使整个海域海表温度比冬季约高2℃,整个西北太平洋东南部SST等温线分布较为平缓;夏季SST受太阳辐射的影响而整体升高,分布均匀且南北温差较小;秋季海表温度开始降低:冬季海表温度整体降低,等温线达到全年最低,南北温差较大.海表温度基本上是纬向分布,低纬海洋温度在20~30℃之间.高纬海洋降至0~1℃,等温线在中纬度(40°N附近)最密集,南北温度梯度最大.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2010(034)010【总页数】5页(P65-68,72)【关键词】海表温度;西北太平洋;季节变化【作者】陈秋颖;杨坤德【作者单位】西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072【正文语种】中文【中图分类】TB56引言海洋表面温度(Sea Surface Temperature,SST)的研究一直是海洋科学研究领域中一个重要的研究方向。
海表温度是海洋热力、动力过程和海洋与大气相互作用的综合结果,它的季节变化、年际变化及更长时间的变化对气候系统的变化都很重要[1]。
W.Cai和.H.Whentton在研究中提取了全球海洋表面温度距平变化的模态,并且分析了各种模态的周期性振荡特征[2]。
Sarah L.Heidt[3]通过对比不同类型数据,分析了ST随不同因素的变化情况。
Allon G.Turek[4]通过研究智能气候,对SST的分布规律做了介绍。
严华生[5]等运用均方差的方法,分析对比热带太平洋和印度洋的温度年际变化。
张旭等[6]利用WOA05数据,得到了中国近海声速剖面模态特征的区域性分布和季节性变化。
Hadley 环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系
周波涛,王会军.Hadley 环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系.地球物理学报,2006,49(5):1271~1278Zhou B T ,Wang H J.Interannual and interdecadal variations of the Hadley Circulation and its connection with tropical sea sur face tem perature.Chinese J .G eophys .(in Chinese ),2006,49(5):1271~1278H adley 环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系周波涛1,2,3,王会军11中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心,北京 1000292中国科学院研究生院,北京 1000493国家气候中心,北京 100081摘 要 利用NCEP ΠNC AR 再分析风场资料和NOAA 海表温度(SST )资料,分析了冬、夏季Hadley 环流的变化特征及其与热带海温在年际、年代际尺度上的关系.结果表明,冬季北半球Hadley 环流强度具有明显的年际和年代际变化,同时还呈现出明显的增强趋势.伴随着Hadley 环流的加强,环流中心位置南移,高度上升;夏季南半球Hadley 环流变化主要表现为强、弱、强的年代际振动,没有明显的线性趋势.研究还显示冬季Hadley 环流与Nino3区SST 正相关,这种相关性具有年代际变化特征.年际尺度上,冬季北半球Hadley 环流与Nino3区SST 正相关;夏季南半球Hadley 环流与Nino3区SST 负相关,即当赤道中东太平洋SST 异常偏暖(冷)时,冬、夏季Hadley 环流变强(弱).关键词 Hadley 环流,年际变化,年代际变化,热带海温文章编号 0001-5733(2006)05-1271-08中图分类号 P461收稿日期2005-05-19,2006-03-10收修定稿基金项目 中国科学院知识创新工程主要方向性项目(K ZCX3-SW -221)和国家自然科学基金项目(40221503)资助.作者简介 周波涛,男,1979年生,博士研究生,主要从事气候动力学研究.E -mail :zhoubt @I nterannual and interdecadal variations of the H adley circulation and its connection with tropical sea surface temperatureZHOU Bo-T ao 1,2,3,WANG Hui-Jun 11Nansen -Zhu International Research Center ,Institute o f Atmo spheric Physics ,Chinese Academy o f Sciences ,Beijing 100029,China 2G raduate School o f the Chinese Academy o f Sciences ,Beijing 100049,China 3National Climate Center ,Beijing 100081,ChinaAbstract The variations of the Northern Hemispheric Hadley circulation in winter and the S outhern Hemispheric Hadley circulation in summer and their connections with tropical sea surface tem perature (SST )on interannual and interdecadal scale are studied by use of NCEP ΠNC AR wind data and NOAA SST data.It is indicated that the winter Northern Hemispheric Hadley circulation not only exhibits remarkably interannual and interdecadal variability ,but als o shows a positive trend.Accom panying the strengthened winter Northern Hemispheric Hadley circulation ,its center shifts s outhward and its height ascends.The summer S outhern Hemispheric Hadley circulation ,lacking an obvious trend ,exhibits decadal variations with strong ,weak and strong pattern.The results als o show that a positive correlation between the Northern Hemispheric Hadley circulation and the Nino3region SST in winter exists ,and this correlation changes on the interdecadal scale.It is als o revealed that Nino3region SST is positively correlated with the Northern Hemispheric Hadley circulation in winter and negatively correlated with the S outhern Hemispheric Hadley circulation in summer on the interannual scale ,which means when SST in the mid-east Pacific becomes warmer (colder ),both winter and第49卷第5期2006年9月地 球 物 理 学 报CHI NESE JOURNA L OF GE OPHY SICSV ol.49,N o.5Sep.,2006summer Hadley circulations get stronger(weaker).K eyw ords Hadley circulation,Interannual variation,Interdecadal variation,Tropical SST1 引 言 平均经圈环流(M MC)是由子午面上纬向平均的经向风速度分量和垂直速度分量决定的环流.由于它们是大气垂直环流的重要分量,而后者又与气候异常关系密切,因此,自从1735年Hadley[1]发表了关于信风产生原因的论文后,M MC就一直成为人们长期关注的研究对象.关于M MC的重要意义,叶笃正[2]、Lorenz[3]的经典著作已作了全面的论述.构成M MC的主要系统有Hadley环流圈、Ferrel 环流圈和极地环流圈.Hadley环流是M MC中重要组成部分.近些年来,随着观测资料的增多,科学研究者[4~9]对Hadley环流的气候特征做了一系列研究.研究结果表明,Hadley环流一般位于赤道到30°~40°N(S)之间,在赤道辐合带上升,在两个半球的副热带地区下沉.Hadley环流的季节变化由两部分组成:一部分不随季节变化,上升支位于北赤道附近,下沉支位于副热带地区;另一部分则随季节呈正弦变化,在夏半球热带外地区上升,冬半球热带外地区下沉.Hadley环流是热力直接环流,其变化与下垫面加热存在联系.国内外学者对垂直经圈环流的变化与海温异常的关系也进行了一系列研究.如符淙斌等[10]分析了赤道太平洋增暖的1972年12月和该区异常偏低的1973年12月太平洋低纬地区的月平均环流后指出,赤道东太平洋SST异常增暖和冷却的情况下,太平洋上空的M MC表现为两种不同形式.孙柏民等[11]分析了赤道东太平洋SST东暖西冷的1982~1983年和西暖东冷的1984~1985年两种海温型对东、西太平洋地区大尺度环流场的影响,发现前者使此地区Hadley环流减弱东移,后者使此地区Hadley环流变得强盛.陈月娟等[12]分析了110°~140°E东亚季风区夏季垂直经圈环流与海温异常的关系.O ort和Y ienger[8]利用无线电探测资料分析了Hadley环流与E NS O(厄尔尼诺和南方涛动)的关系,发现赤道东太平洋海温升高(降低)时,Hadley环流增强(减弱).Wang[13]的研究表明,E NS O暖位相时西太平洋以及大西洋地区Hadley环流减弱,而东太平洋地区的则加强等.由于受到观测资料限制,以上研究大都或以某些特殊年份进行分析,或采用较短时段进行研究,对Hadley环流的年际、年代际变化特征及其与热带海温在长时间序列上的关系研究尚不多见.因此,有必要利用较长的资料进行进一步探讨.本文所用资料包括NCEPΠNC AR[14]再分析资料中1954~2003年(共50年)的月平均风场(v,ω)(v 为经向风速度,ω为p(气压)坐标系中的垂直速度)和NOAA(美国国家海洋和大气局)提供的SST资料.风场水平分辨率为215°×215°,v垂直方向为17层(1000~10hPa);ω垂直方向共12层(1000~100 hPa).SST水平分辨率为2°×2°.2 M MC质量流函数气候态 Hadley环流通常用质量流函数来描述[8],质量流函数的具体计算方法可参见文献[8].图1分别给出了1,4,7,10月50年平均的M MC气候场分布.从图1可以看出,Hadley环流具有很强的季节性.南、北半球Hadley环流圈的共同上升支的位置随热赤道作整体性移动,1月最南,7月最北,偏于赤道附近的夏半球一侧.冬半球Hadley环流强度较强,夏半球Hadley环流较弱.如1月北半球Hadley环流最大值为16×1010kgΠs,南半球Hadley环流较弱,仅为-2×1010kgΠs;7月Hadley环流中心位于南半球,中心值为-18×1010kgΠs.在过渡季节(4月和10月),南、北半球Hadley环流分布对称于赤道,强度相当. 4(10)月南、北半球Hadley环流强度中心值分别为-6×1010kgΠs(-8×1010kgΠs)和8×1010kgΠs(6×1010 kgΠs).图中还显示南半球Ferrel环流强度全年较稳定,基本在2×1010kgΠs左右变化,北半球Ferrel环流呈现明显的冬强夏弱趋势,1月Ferrel环流强度达到-4×1010kgΠs以上,而7月Ferrel环流几乎不存在了,4,10月基本维持在-2×1010kgΠs.3 Hadley环流的年际、年代际变化特征 为描述Hadley环流随时间的变化情况,本文采用O ort et al.[8]定义的Hadley环流强度指数,即选取0°~30°N区域里最大质量流函数值作为北半球Hadley环流强度指数(简称NHCI);0°~30°S区域里2721地球物理学报(Chinese J.G eophys.)49卷 图1 纬向平均经圈环流的气候平均态分布(a)1月;(b)4月;(c)7月;(d)10月.等值线为质量流函数值(单位:1010kgΠs),阴影区表示流函数值大于0;箭头为流场(v单位:mΠs;ω单位:0101PaΠs),E Q为赤道.Fig.1 The climatological status of M MC in January(a),April(b),July(c)and October(d).Mass stream function (unit:1010kgΠs)is shown as contours with values larger than zero being shaded.Meridional wind(unit:mΠs)and vertical velocity(unit:0101PaΠs)are denoted as vectors.E Q means the equator.最小质量流函数值作为南半球Hadley环流强度指数(简称SHCI).Hadley环流强度指数的年际-季节剖面(图2)可以表征北、南Hadley环流特征参数距平场的年际和季节变化情形.图2a显示NHCI不仅具有明显的年际变化,还具有明显的年代际变化,70年代末期以前,NHCI为负距平,Hadley环流弱;70年代末期以后,NHCI为正距平,Hadley环流增强.这种变化特征在1~5月尤为突出.与NHCI相比, SHCI的变化有所不同(图2b).3~10月,在70年代之前和90年代之后,SHCI距平值为负,Hadley环流增强(由于南半球Hadley环流为负值,指数负距平表示Hadley环流相对较强);在70~80年代,SHCI 为正距平,Hadley环流减弱.由于冬季北半球Hadley环流占主导地位,夏季南半球Hadley环流比较强盛,因此后面将主要分析冬季北半球Hadley环流和夏季南半球Hadley环流的变化特征,本文所说的冬、夏季均相对北半球而言.由图3a可见,冬季北半球Hadley环流除了有明显的年际变化外,还具有明显的年代际变化,70年代中期以前NHCI为负距平,之后则为正距平,这与图2结果相吻合.从年代际曲线还可以看出,近50年来北半球Hadley环流具有明显的增强趋势,这与T anaka et al.[15]利用速度势函数所得出的结论相一致.如用200hPa与850hPa经向风切变来描述Hadley环流强度,也可得到相似的结果(该定义与NHCI的相关为0179,表明两者具有很高的相似性).与冬季NHCI变化相比,夏季SHCI的长期变化趋势则有所不同(图3b).70年代之前,SHCI为负距平,3721 5期周波涛等:Hadley环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系图2 Hadley 环流指数距平的季节-年际变异图(a )NHCI ;(b )SHCI.等值线为Hadley 环流指数距平值(单位:1010kg Πs ),阴影区代表正距平.Fig.2 Seas onal-interannual variation for NHCI (a )and SHCI (b )(unit :1010kg Πs ).The counters denotes the Hadleycirculation anomalies and the values larger than zero areshaded图3 Hadley 环流指数的时间序列(直方图)和11年滑动平均曲线(实线)(a )冬季NHCI ;(b )夏季SHCI.资料经过标准化.Fig.3 T ime series (bar )and 11-year running mean (s olid line )of normalized NHCI (a )in winter and SHCI (b )in summer70年代到80年代为正距平,90年代中期之后又转为负距平.可见,夏季南半球Hadley 环流变化呈现强、弱、强的年代际振动.伴随着Hadley 环流强度的变化,其中心位置也发生了一定的变化.Hadley 环流中心位置可以用该点的纬度以及气压值(值越大,高度越低)来表示.冬季,无论从纬度还是从气压变化图(图4)都可以看到,近50年来,伴随着NHCI 的增强,北半球Hadley 环流中心位置指数值都由正距平逐渐转向负距平,表现为下降趋势.NHCI 与中心纬度和气压指数相关系数分别为-0159和-0138(通过0101显著水平),即NHCI 为正位相时,纬度与气压指数都为4721地球物理学报(Chinese J.G eophys.)49卷 图4 冬季北半球Hadley 环流中心位置的时间序列(直方图)和11年滑动平均曲线(实线)(a )纬度;(b )气压.资料经过标准化.Fig.4 T ime series (bar )and 11-year running mean (s olid line )of the center locations for the N orthern Hemispheric Hadley circulationin winter(a )Latitude ;(b )Pressure.All data are normalized.负位相,这意味着随着Hadley 环流加强,环流中心南移,高度上升.夏季,南半球环流中心位置比较稳定(图略),虽然其纬度在80年代中期有南移的变化趋势,但远不如冬季明显,高度上也没有明显的变化趋势,更多体现的是一种年际振动.图5 Hadley 环流指数与热带海温同期相关系数分布(a )冬季NHCI ;(b )夏季SHCI.等值线代表相关系数,阴影区表示通过0105的显著水平.Fig.5 C orrelation of tropical SST with NHCI in winter (a )and SHCI in summer (b )C ontours denotes the correlation coefficients and regions at 0105significant level are shaded.4 Hadley 环流与海温的联系 图5为冬、夏季Hadley 环流强度指数与同期热带SST 的相关系数分布.相关分析表明,在50年时间尺度上,冬季NHCI 与热带三个大洋SST 具有很好的正相关性,而夏季SHCI 除了与热带太平洋SST 具有负相关性,西太平洋暖池区正相关外,与其他两个大洋的相关关系并不明显.分别计算Hadley 环流指数与Nino3区(尼诺3区,150°~90°W ,5°S ~5°N )、印度洋(50°~120°E ,20°S ~20°N )和大西洋(60°W ~0°,20°S ~20°N )区域平均SST 的相关系数发现,冬季环流指数与SST 的相关明显高于夏季环流指数与SST 的相关,冬季NHCI 与Nino3、印度洋、大西洋SST 相关系数分别为01466,01674和01636,均通过0101显著水平检验;而夏季SHCI 与Nino3区SST 的相关为-01240(通过0110显著水平),其余两大洋上的相关比较弱.由前面分析可知,Hadley 环流具有明显的年代际变化.因此,本文分别选取NHCI 处于负位相的1954~1976年和NHCI 处于正位相的1981~2003年作为冬季Hadley 环流变化的弱年代与强年代,以此分析其在年代际尺度上与SST 的联系.比较图6a5721 5期周波涛等:Hadley 环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系和图6b 发现,两者相关系数在热带地区分布比较相似,热带印度洋、热带大西洋、赤道中东太平洋均为正相关,但与弱年代的相关相比,强年代的相关更为显著,显著相关区明显扩大.在赤道中东太平洋地区,两者于80年代以后的相关高达015,而80年代前,两者虽为正相关,但相关系数不大.因此,Hadley 环流与E NS O 的联系具有年代际变化特征.从NHCI与Nino3区SST 的11年滑动相关(图7)也可证实这一结果.80年代初期之后NHCI 与Nino3区SST 一直保持着很高的正相关,而70年代中期之前,两者虽基本上维持着正相关,但这种相关性不稳定,60年代两者正相关较弱,甚至出现了负相关,所以导致在NHCI 负位相阶段NHCI 与Nino3区SST 正相关性下降.图6 冬季强、弱年代Hadley 指数与海温的相关系数分布(a )弱年代(1954~1976);(b )强年代(1981~2003).等值线代表相关系数,信度检验同图51Fig.6 C orrelation of SST with winter NHCI in weak decades (1954~1976)(a )and strong decades (1981~2003)(b )C ontours denotes the correlation coefficients and regions at 0105significant level areshaded.图7 冬季Hadley 环流指数与Nino3区海温之间11年滑动相关Fig.7 11-year m oving correlation between winter NHCI and Nino3SST 本文进一步分析了Hadley 环流在年际尺度上的变化与Nino3区SST 的关系.分析前,对原资料进行滤波,滤去10年以上的尺度变化,仅保留10年以内的波动.考察滤波后的Hadley 环流指数,选取标准化资料大于1(小于-1)的年份作为冬季(夏季)Hadley 环流强年份,小于-1(大于1)的年份作为冬季(夏季)Hadley 环流弱年份进行合成分析.冬季Hadley 环流强年份有如下8年:1955,1970,1973,1977,1983,1987,1995年和1998年;弱年份有如下8年:1956,1965,1972,1981,1990,1993,1994年和1996年.夏季Hadley 环流强年份为1960,1961,1972,1979,1997年和1999年(6年);弱年份为1959,1973,1975,1976,1984,1989,1996年和1998年(8年).从冬季强弱年M MC 合成差值分布(图略)可见,北半球热带地区的整层大气里质量流函数差值均为正异常,对流层中层变化较大,最大差值位于600~500hPa 之间.南半球热带地区质量流函数差值为负,意味着冬季北半球Hadley 环流加强时,南半球Hadley 环流也加强,但增加的幅度不大.南、北半球Ferrel 环流都加强.夏季强、弱Hadley 年之间的显著差异6721地球物理学报(Chinese J.G eophys.)49卷 (图略)出现在南半球热带地区,最大差值位于300hPa 附近.北半球Hadley 环流变化不大,Ferrel 环流变强.同样,对冬、夏季强、弱Hadley 环流年份对应的同期年际尺度SST 进行合成分析.结果显示,冬季(图8a )在中东太平洋地区出现大范围SST 正异常,西太平洋暖池区为SST 负异常,表现为类E NS O 型分布.滤波后NHCI 与Nino3区SST 相关系数为01539(通过0101显著水平),表明年际尺度上Hadley 环流与E NS O 有着很好的对应关系.在年际尺度上,当赤道中太平洋海温异常升高(E l Ni o ),冬季Hadley 环流增强;反之,当赤道中东太平洋海温异常偏低(La Ni a ),冬季Hadley 环流减弱.夏季,太平洋地区SST 出现类似的变化,中东太平洋SST 差异为正,西太平洋暖池区SST 差异为负.SHCI 与Nino3区SST 在年际尺度上的相关系数为-01305(通过0105显著水平).因此,无论冬季还是夏季,在年际时间尺度上Hadley 环流变化与中东太平洋SST 有着很好的关系.当中东太平洋SST 处于E NS O 暖(冷)位相时,Hadley 环流加强(减弱).图8 强、弱Hadley 年份海温差异(强-弱)的合成分析(a )冬季;(b )夏季.信度检验同图51Fig.8 C om posite difference of SST between strong and weak Hadley index(a )W inter ;(b )Summer.Regions at 0105significant level are shaded.5 结 论 (1)冬季北半球Hadley 环流强度除了有年际变化外,还表现出明显的年代际变化,70年代中期以前Hadley 环流为负距平,之后为正距平.近50年来冬季Hadley 环流还具有明显增强的趋势.伴随着Hadley 环流强度的增强,环流中心位置南移,高度上升.(2)夏季南半球Hadley 环流没有明显的增强或减弱的趋势,其强度表现为强—弱—强的年代际特征.70年代之前,Hadley 环流较强,70年代以及80年代较弱,90年代中期之后又加强.环流中心位置也没有明显的变化趋势,更多体现的是一种年际振动.(3)相关分析表明,冬季Hadley 环流与Nino3区SST 具有正相关关系,但是这种相关性具有年代际变化.随着近些年SST 变暖,Nino3区SST 与Hadley 环流的联系越来越紧密.(4)年际尺度上,冬、夏季Hadley 环流强度与Nino3区SST 的相关均非常显著.冬季北半球Hadley环流与Nino3区SST 正相关;夏季南半球Hadley 环流与Nino3区SST 负相关.这显示出赤道中东太平洋SST 偏暖(冷)时,冬、夏季Hadley 环流均变强(弱).参考文献(References )[1] Hadley G.C oncerning the cause of the general trade-winds.Phil .Trans .,1735,39(437):58~62[2] 叶笃正,朱抱真.大气环流的若干基本问题.北京:科学出版社,1958144~56 Y e D Z ,Zhu B Z.S ome Fundamental Problems of the G eneralCirculation of the Atm osphere (in Chinese ).Beijing :Science Press ,1958144~56[3] Lorenz E N.The nature and theory of the general circulation in theatm osphere.In :W M O ed.Publ 2181G eneva :W M O Press ,19671161[4] O ort A H ,Rasmuss on E M.On the annual variation of the m onthlymean meridional circulation.Mon .Wea .Rev .,1970,98(6):423~442[5] Schulman L L.On the summer hem isphere Hadley circulation.Quart .J .Roy .Meteor .Soc .,1973,99:197~201[6] Lindzen R S ,H ou A Y.Hadley circulations for z onally averagedheating centered off the equator.J .Atmos .Sci .,1988,45(17):2416~24277721 5期周波涛等:Hadley 环流的年际和年代际变化特征及其与热带海温的关系[7] H ou A Y,Lindzen R S.The in fluence of concentrated heating on theHadley circulation.J.Atmos.Sci.,1992,49(14):1233~1241[8] O ort A H,Y ienger J J.Observed international variability in theHadley circulation and its connection to E NS O.J.Climate,1996,9(11):2751~2767[9] Dima I M,W allace J M.On the seas onality of the Hadley cell.J.Atmos.Sci.,2003,60(12):1522~1527[10] 符淙斌,孙翠霞,张金枝.赤道海温异常与大气的垂直环流圈.大气科学,1979,3(1):50~57 Fu C B,Sun C X,Zhang J Z.The atm ospheric vertical circulationduring anomalous periods of sea surface tem perature over equatorialPacific Ocean.Sci.Atmos.Sinica(in Chinese),1979,3(1):50~57[11] 孙柏民,孙淑清.海温异常对热带内外环流相互作用影响的对比分析.大气科学,1998,22(1):83~96 Sun B M,Sun S Q.In fluence of SST anomaly on the interactionbetween tropical and extratropical circulations.Sci.Atmos.Sinica(in Chinese),1998,22(1):83~96[12] 陈月娟,简 俊,张 弘.1961~1997年110~140°E垂直经圈环流的年际变化特征及其与海温变化的关系.大气科学,2001,25(1):79~88 Chen YJ,Jian J,Zhang H.The interannual variability of meridionalcirculation from1961to1997and its relation to SST anomaly.Chinese J.Atmos.Sci.(in Chinese),2001,25(1):79~88[13] W ang C Z.Atm ospheric circulation cells ass ociated with the E l Ni o-S outhern Oscillation.J.Climate,2002,15(4):399~419[14] K alnay E,K anam istu M,K istler R,et al.NCEPΠNCAR40-yearreanalysis project.Bull.Amer.Meteorol.Soc.,1996,77(3):437~471[15] T anaka H L,Ishizaki N,K itoh A.T rend and interannual variabilityof W alker,m ons oon and Hadley circulations defined by velocitypotential in the upper troposphere.Tellus,2004,56(3):250~269(本文编辑 刘少华) 8721地球物理学报(Chinese J.G eophys.)49卷 。
北大西洋上层海温的季节变率分析
2021(1)陕西气象21秦璐,栾东红,姜超,等.北大西洋上层海温的季节变率分析陕西气象#021(1)=21-27.文章编号:1006-4354(2021)01-0021-07北大西洋上层海温的季节变率分析秦璐1,栾东红2,姜超2,纪旭鹏2(1.牟平区气象局,山东烟台264100#.烟台市气象局,山东烟台264000)摘要:利用1981年至2018年的月全球海温同化资料(GODAS)以及热通量、扰动速度和平均流场等数据,统计分析了大西洋上层海温的季节变化特征。
以海温控制方程为理论基础,定量诊断了北大西洋不同海区中热通量、扰动速度对平均温度的平流贡献、平均流场对扰动温度的平流贡献,探讨比较了三个上层海温影响因子的季节分布及其对海温影响的相关贡献大小。
研究发现:在北大西洋上层温度的季节变化中,热通量贡献在相关贡献中占绝对优势地位,空间分布也具有一致性,扰动速度对平均温度的平流贡献有次要影响,平均流场对扰动温度的平流贡献影响较小。
关键词:北大西洋;上层海温;季节变率;热通量中图分类号:P462.2文献标识码:A海温是反映海水冷热状况的一个物理量,不同的海温特征可直接影响不同海气耦合系统,是大气异常的重要驱动因子对于全球气候系统的季节、年际、年代际变化都有重要影响。
梅笑冬閃在论述中提到,大气环流对上层海洋热状况有主导性的驱动作用。
魏萌等通过对全球上层海温年周期和半年周期振荡显著性研究后认,大西中上海温季变;年变主,受净热通量影响。
霍利微较近期的研究也表明冬季大西洋的海温EOF分布的第一模态30。
N以南海区海温有一致变化,第二模态表明北大西洋中25°N〜45°N海温有相同的变化趋势,且与我国冬季气温呈现正相关。
张霏燕,徐海明7的研究发现,中北大西洋海区为影响中国东北地区春季极端低温的关键海区,我国东北地区春季极端低温的年份,中北大西洋较常年偏冷。
而热带北大西洋海温与南海夏季风存在显著负相关,北大西洋海温正常时,南海季风增强李忠贤最新研究表明,春季热带大西洋北部海温异常变化特征与中国盛夏华中地区降水异常呈现正相关。
【实用资料】中国沿海各海域各季节主要气象、水文概况
【实用资料】中国沿海各海域各季节主要气象、水文概况一.黄、渤海区A.气象情况1. 风黄渤海区具有明显的季风特征,冬季盛行偏北风,以西北风为主,风向稳定,风力较强。
夏季盛行偏南风,以东南风为主,风向不很稳定,风力较弱。
冬、夏季风期之间各有一个过度期,由冬到夏的过渡期稍长,由夏到冬的过渡期则比较快。
1)季风期冬季风于10月即控制黄渤海区,至次年3月开始衰退,盛行期约6个月。
夏季风于4月即出现于我国东南海区,4~5 月间仍有冷空气南下,因此把 4 月份称为转换期。
夏季风的盛行期为 5~8 月,7、8月份为夏季风的极盛行期。
9 月份西伯利亚高压势力逐渐恢复,迫使夏季风撤退,转换为冬季风,这个转换过程较为迅速。
(今天开始,9月已经来到,黄渤海区域马上就要进入这个可怕的冬季季风期了,大连的小伙伴们头发又要乱了,姑娘们裙子马上不能穿了。
)2)风向冬季盛行偏北风;春季是冬季风转为夏季风的过渡时期,偏南、偏北气流交替出现,风向分布比较紊乱。
偏南季风开始的时间南部比北部来得早,黄海沿岸一般4月份已转为偏南风,而渤海大部分地区5月份才转为偏南风,真正的东南季风,6月份才能到达北部海区。
夏季风6月开始影响黄海南部,7月份到达黄海北部和渤海,多为东南和南风。
渤海由于地理条件所致,东南季风的特征不甚明显。
秋季是夏、冬季风的过度时期。
黄渤海区自 9 月份已经变为偏北风,10月份迅速加强,经过几次冷空气南下,到秋末已形成频率高,风力强劲的冬季季风。
3)大风大风指6级以上的风,是黄渤海区主要灾害性天气之一。
8级以上大风日数年平均可达60天左右,6级以上大风日数年平均可达100天左右。
以冬季强度最大。
黄渤海区的大风,受地形影响,有明显的地区特征:①渤海海峡和成山角附近,为有名的大风地带,在同一天气系统的影响下,风力比其他地区大 1-2 级。
②当冷空气从内蒙进入东北平原之后,由于受长百山的影响,冷空气沿长百山西侧向西南经辽东半岛入渤海和黄海北部,常引起6~7 东北大风,强度大时可达到山东半岛北部沿岸,这种地方性大风冬季较多。
近百余年来北大西洋海表温度的季节特征及变化趋势
近百余年来北大西洋海表温度的季节特征及变化趋势马亚维;郑崇伟;丛爱丽;周丹丹;陈晓斌【摘要】利用来自英国Hadley气候预测和研究中心的HadlSST海温资料,对北大西洋海域的SST(Sea Surface Temperature)季节特征及整体变化趋势进行研究.研究表明,该海域的SST在8和10月相对较高,2和5月相对偏低,8和10月的SST比2和5月高出5℃左右;SST由低纬向高纬递减,在北极达到最低,等值线呈东西带状分布;在中低纬海域,同一纬度的SST大洋西岸高于大洋东岸,在高纬度海域,同一纬度的SST则是大洋东岸高于大洋西岸;1870 ~2009年期间,北大西洋海域逐年、逐夏季、透冬季的SST均呈显著性线性递增,递增趋势分别为0.003 4、0.0048、0.002 7℃/a,逐夏季的递增趋势明显强于逐冬季的递增趋势;北大西洋海域的SST逐年、逐夏季、逐冬季均存在共同的2.09 ~2.25、2.73 ~3.00、3.46 ~3.75年的显著性变化周期以及45年以上的长周期震荡.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(000)026【总页数】3页(P10723-10725)【关键词】北大西洋;海表温度;季节特征;变化趋势;周期【作者】马亚维;郑崇伟;丛爱丽;周丹丹;陈晓斌【作者单位】山东省青岛市气象局,山东青岛266003;92538部队气象台,辽宁大连116041;91286部队气象台,山东青岛266003;92154部队气象台,山东烟台264000;92538部队气象台,辽宁大连116041【正文语种】中文【中图分类】S161.2人类生存的地球70%以上为海洋覆盖,全球气候的长期变化趋势很大程度上取决于海洋,在环境和资源严重困扰人类的当今世界[1-2],深入研究SST的变化特征,对防灾减灾、应对全球变暖等有重要意义。
前人对于全球气候变化研究做了很大贡献[3-5],如冯琳等利用来自 Hadley中心的 SST,分析发现在1945~2006期间东中国海的SST变化趋势为0.015℃/a,在整个62年期间共升高了0.9℃,其中东海升温最为突出,福建和浙江两省沿岸向东北方向扩展的大片海域是SST递增趋势的大值区[3];郑崇伟等研究发现近50年来全球大部分海域的SST以0.003℃/a的速度呈显著性逐年线性递增[5]。
北大西洋暖流
北大西洋暖流又名北大西洋西风漂流。
大西洋北部势力最强的暖流,系墨西哥湾暖流的延续。
源于纽芬兰浅滩外缘,在50°N、20°W附近分成三支:干支经挪威海进入北冰洋,南支沿比斯开湾、伊比利亚半岛外缘南下,北支向西北流到冰岛以南。
北大西洋暖流的流量随墨西哥湾暖流的强度变化而变化,其流量值为2×107~4×107万立方米/秒间。
该暖流对西欧与北欧气候有明显增温增湿作用。
每年向西欧与北欧每公里海岸输送相当于燃烧6000万吨煤释放的热量。
使沿岸形成了典型的海洋性气候,1月份平均气温要比同纬度亚洲与北美洲的东海岸高出15~20℃,从而使北欧盛长混交林及针叶林,巴伦支海西南部终年不封冻。
摩尔曼斯克港在冬季时不结冰。
全球变暖对北大西洋暖流的影响:北大西洋暖流势力减弱;欧洲和北美东部气候变冷。
原因:(1)全球变暖导致北极附近冰川融化,导致大量淡水融入北大西洋,淡水密度小于海水,很难沉入下部水底。
北大西洋暖流的补偿流减弱,进而导致洋流循环体系变慢,因此暖流势力减弱,暖流的减弱势将导致欧洲和北美东部气候变冷。
(2)北大西洋暖流是风海流,全球变暖使副极地与副热带地区的温度差变小,副高与副极地低气压间气压差减少,气压梯度力因此减小,西风势力变小,引起北大西洋暖流减弱。
全球变暖可能加速北大西洋附近冰川、冰原和海洋冰的融化,在抵消了海水升温可能增加的蒸发之后,大部分模式都预测,北大西洋暖流会随着全球变暖而减弱。
全球变暖,其成因是复杂的,对不同地区的影响也是不同的。
多数专家的预测北大西洋暖流会减弱,那么其他的类似暖流呢?是否也在减弱?比如日本暖流,巴西暖流等等。
这里,我们中学教师是不占有资料的,也没有研究的手段,所以没有办法去猜测问题。
为什么全球气候变暖导致高低纬间风速减弱,进而使得北大西洋暖流势力减弱?——全球气候变暖后高纬的气温升高明显,而低纬变化较小,从而导致高低纬度间的温度差减小,再导致高低纬度间的气压差减小。
天气学原理和方法 第四章 大气环流
§4.1 大气平均流场特征与季节转换
§4.2控制大气环流的基本因子与大气环流的基本 模型
§4.3极地环流概况 §4.4热带环流概况 §4.5西风带大型扰动 §4.6急流 §4.7东亚环流基本特征
环流:空气沿一个封闭的轨迹运动,或有沿着某 一封闭轨迹循环运动的倾向。
经向环流:气流沿经圈方向运动(南北向)
一月急流
§4.7东亚环流基本特征
一、海陆和高原对东亚环流和天气系统活 动的影响 1 海陆热力差异造成东亚季风特点
对流层底部:蒙古冷高压 阿留申低压 印 度低压太平洋副热带高压 东亚 冬季干冷的冬季风
夏季暖湿的夏季风 雨量集中
对流层中层:东亚500hPa槽脊位置冬夏季 相反 高空基本气流: 30º N 以北 西风
季风:稳定的盛行风随季节发生显著变 化的气流称为季风。 信风辐合带:两支信风汇合的地带(气 压场上为信风槽) 季风辐合带:季风与信风(或赤道偏西 风)汇合的地带(季风槽)
3 对流层上部平均流场 冬季:热带对流层 强西风 副热带 西风急流,上有三槽: 孟加拉湾 非洲西海岸 太平洋东部 夏季: 热带对流层高层:三个反气旋中心位于 北美 波斯湾 青藏高原 东风急流
30º N 以南 偏东风
高原季风复杂性 近地面 冬季为冷高压夏季为热低压 因此近地面风系不同
400hPa以上为西风,南北两侧有急流 夏季北侧西风急流加强南侧转为东风急流 垂直方向: 季风环流:印度西南季风沿高原爬坡上升, 与高原上空辐散气流汇合,主要部分向南 流去并下沉,最南可达南半球,随东南信 风一起向北越赤道转为西南气流,北上构 成闭合环流。 对高原和临近地区天气有重要影响
二、平均经向垂直环流 Hadley环流 三、平均纬向垂直环流 对流层上部 东半球 东风 西半球 西风 对流层下部 东半球 西风 西半球 东风 Walker(沃克)环流:与印度尼西亚的对 流区相联系的纬向环流圈,横跨赤道太 平洋,上升支位于印度尼西亚,下沉支 位于赤道东太平洋
大西洋的气候与洋流
大西洋的气候与洋流大西洋的气候与洋流大西洋的气候与太平洋的气候有些类似,但有些特征相当突出。
1)南、北大西洋气候类型具有明显的对称性;2)北大西洋的气温比南大西洋气温高,尤其在高纬度区更加明显(图12-6);3)大洋东、西两侧的气温和降水有较大的差异;4 )除南大西洋高纬度区外,气温年变幅都较小。
大西洋的气温在赤道地区终年为25—26℃,在几内亚湾常为27℃。
在南、北纬20°附近,最高温月(北半球在8月,南半球在2月)为25℃左右,最低温月(北半球为2月,南半球为8月)为20℃左右;在南、北纬40°附近,最高温月,前者仅15℃,而后者则为20℃;最低温月,前者只10℃,后者为13℃左右;在南、北纬60°附近,最高温月,前者只有0℃,而后者还高达10—12℃,最低温月,前者已下降到-10℃左右,而后者则在0℃以上。
由此可知,在高于南、北纬20°以上的纬度范围内,通常北半球比南半球同纬度气温要高5—10℃,这一现象的产生主要在于世界最强大的暖流——墨西哥湾流和北大西洋暖流的作用。
在大西洋的东、西两侧的气温也有显著的差异。
在南、北纬30°之间,东侧比西侧为低,如在2°纬线上,东侧比西侧约低5℃,在30°N 以北,情况则相反,大西洋东侧比西侧暖,如在60°N附近,东侧比西侧大致要高10℃;但在30°S以南,这种东、西侧的气温差别就不太明显了。
这种差异,也直接与所在海域的洋流性质有密切关系。
大西洋上降水量的主要特征是:赤道地区最多,年降水总量在1500—2000mm;在南、水纬35°—60°之间,一般年降水量在1000—1500mm,为次多雨区;大致介于南、北纬15°—35°之间,年降水量 500—1000 mm,为中雨区,但在此纬区的东部海域因受高压中心,离陆信风和寒流的共同影响,年降水量只100—250mm,为少雨区。
北大西洋涛动(NAO)指数的比较及其年代际变率
NAO 的变率呢 夏季和冬季 NAO 的年代际变率各有什么特点呢
2 冬季与夏季 NAO 指数的不同定义
利用 EOF 分析和相关分析来对冬季和夏季 NAO 的强度及形态进行确认 对北大西洋 地区(70°W~30°E 0~90°N)冬季和夏季海平面气压分别进行 EOF 分析 资料为 NCEP/NCAR 再分析气压 1958 年 1 月-1998 年 2 月 分析前进行了面积加权处理(×cosϕ)及对 1961-1990 年求距平 与所有工作的结论一样 冬季 NAO 是最主要的模态 EOF1 能解释总方差的 48.1%
种都要高 在夏季 基于海平面气压的三种定义之中 新定义对海平面气压方差的解释率
也是最高的 是第 2 第 4 种定义的 3 倍多 这说明 上述分夏季和冬季的不同而定义的
NAO 指数 代表性有更好的提高
表 2 不同 NAO 指数Байду номын сангаас北大西洋地区 SLP 的解释率
1
2
3
4
5
6
冬 季 37.3% 37.0% 35.3% 36.8% 27.8% 39.9%
有证据表明 NAO 的年代际变率也可能与大尺度大气环流系统的变化有关 从形式上 看 NAO 是一个区域大气环流现象 NAO 指数反映的是北大西洋地区的纬向风强弱 但 同时 还是北半球西风环流的一部分 只是后者是行星尺度系统 而 NAO 受海陆分布特征
海洋的热力和动力变化等的影响 更多地表现出区域特征 根据最近的 57 年资料计算 冬季 NAO 指数和北半球西风指数间相关系数达 0.61 从高低西风指数海平面气压合成图来 看 高 低指数的循环的确在北大西洋表现为 NAO 同时在北太平洋则表现为北太平洋涛 动(NPO) 见图 4 这也为许多研究所证实[15,16] 因此 区域尺度的 NAO 也必然受行星尺
理解海洋和海岸的地形和气候特征
形成原因
砂质海岸通常出现在被海 洋包围的盆地或河口地区 ,河流携带的泥沙在入海 口附近堆积形成沙滩。
景观特色
砂质海岸沙滩宽阔,沙质 细腻,是良好的海滨浴场 和旅游胜地。
淤泥质海岸
地形特点
由细粒的淤泥和粘土构成,海岸线平 直,滩涂宽广。
景观特色
淤泥质海岸滩涂肥沃,是重要的农业 和渔业区,同时也是候鸟迁徙的重要 栖息地。
理解海洋和海岸的地形和气候特 征
汇报人:XX 2024-01-28
• 海洋与海岸概述 • 海洋地形特征 • 海岸地形特征 • 海洋气候特征 • 海岸气候特征 • 海洋与海岸资源利用及环境保护
01
海洋与海岸概述
海洋的定义与分类
海洋定义
海洋是地球上覆盖大部分表面的 盐水体,被各大陆地分隔为彼此 相通的广大水域。
04
海洋气候特征
海洋性气候与大陆性气候比较
温度变化
01
海洋性气候年温差和日温差较小,而大陆性气候年温差和日温
差较大。
降水分布
02
海洋性气候降水分布较均匀,而大陆性气候降水集中,季节变
化大。
风向和风速
03
海洋性气候风向多变,风速较大,而大陆性气候风向较为单一
,风速较小。
海洋对气候的调节作用
热力作用
01 02
定义与特征
厄尔尼诺现象是指东太平洋海水温度异常升高的现象,通常持续数月至 数年;拉尼娜现象则是东太平洋海水温度异常降低的现象,持续时间较 短。
影响范围
厄尔尼诺现象和拉尼娜现象会对全球气候产生广泛影响,包括改变降水 分布、引发极端天气事件等。
03
与人类活动的关系
尽管人类活动可能对厄尔尼诺现象和拉尼娜现象的发生产生一定影响,
世界著名大风浪海区情况介绍
世界著名大风浪海区情况介绍[ 来源:江苏海员服务网 点击数: 523 更新时间:2010-8-20 文章录入:wuqian ]一、中国近海 中国近海冬夏季风交替显著,为季风气候区。
中国近海大致可分4个气候区:渤、黄海为暖温带季风气侯区,东海为亚热带季风气候区,南海大部分海域为热带季风气候区,北纬10°以南的南海属赤道季风气候。
10月~翌年3月盛行偏北季风,渤海和黄海北部多西北风,黄海南部和东海北部多北风,南海则多东北风,风速由北往南增大;1月6级以上大风频率在20%以上,济州岛附近和台湾海峡大风频率高达40~50%。
6~9月盛行夏季季风,渤、黄、东海多东南或南风,南海多南或西南风。
风速由北向南增强,大风频率,渤海和黄海北部不到5%,黄海南部和东海为5~10%,南海为5~20%。
此外,各海区还不同程度地受冷空气、温带气旋、热带气旋和台风的影响。
10月~翌年5月,来自西伯利亚冷高压的冷空气常影响中国近海。
冷空气过境时,常有大风,最大可达10级以上,并持续数天。
冷空气强盛时就成为寒潮,渤、黄海近岸最低温在5℃以卜,降温幅度达10~21℃,寒潮持续天数最短为2~3天,最长为8~10天。
气旋 7~9月为中国近海热带气旋的盛期,平均每年出现热带气旋29次,以南海最多,东海次之,渤海最少。
热带气旋,渤海最频繁在7月,东海在8月,南海在9月。
台风(8~11级)和强台风(大于12级)在热带气旋中所占的比例,南部海区大于北部海区。
黄、东、南海台风占热带气旋的比例分别为31.5%、37.7%和59.4%,强台风的比例分别为31.9%、40%和13.5%。
渤海仅7~8月有热带气旋活动,于1949~1978年间,侵入渤海的强台风2次(1972和1973年7月),台风3次,热带气旋4次。
热带气旋的移动途径分向西、向东北和在中国登陆3类,各占19%、49%和27%。
每年平均有7次在中国登陆。
南海生成的热带气旋,无一定移动规律性,仅25%在越南登陆。
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北大西洋海表风速季节特征及长期变化趋势分析摘要:利用来自欧洲中期天气预报中心(ECMWF——European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)的长时间序列、高精度的ERA-40海表10 m风场资料,对北大西洋海域海表风场的季节特征、长期变化趋势进行深入研究,研究发现:(1)北大西洋海域的海表风速等值线在各季均大致呈东西带状分布,且由高纬度向赤道表现出高—低—高—低的分布特征。
MAM和SON期间海表风速的分布特征较为相似,大值中心分布于北半球西风带海域;DJF期间的海表风速为全年最大;JJA期间的海表风速为全年最小。
加勒比海海域常年存在一风速的相对大值中心。
从多年平均来看,风速存在一明显的、范围较广的大值区:西风带海域,加勒比海也存在一范围较小的大风区。
(2)1958年至2001年期间,北大西洋海域的海表风速以0.0049 m·s-1·a-1的速度显著性逐年线性递增。
(3)北大西洋海表风速的变化趋势表现出较大的区域性差异:呈显著性逐年线性递增的区域主要分布于30°N以下的低纬度海域,变化趋势在0.01~0.025 m·s-1·a-1左右,西班牙东北部近海的递增趋势最为强劲,达到0.035 m·s-1·a-1以上,墨西哥湾和加勒比海则呈显著性逐年线性递减,趋势为-0.015 m·s-1·a-1左右,其余海域的海表风速无显著变化趋势。
(4)近44年期间,北大西洋海域的海表风速存在明显的突变现象,突变期为1972年前后。
关键词:北大西洋ERA-40风场季节特征长期变化趋势Seasonal Characteristics of Sea Surface Wind Field and Its LongTerm Trend in the North Atlantic OceanAbstract:In this study,the seasonal characteristics of sea surface wind field and its long term linear trend in the North Atlantic Ocean were analyzed by using the high resolution sea surface wind field data from ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts).Results show that,(1) During MAM and SON,the distribution feature of sea surface wind speed is relatively similar,large center distributes in the area of the Northern Hemisphere of west wind. The wind speed during DJF is biggest all year round,and during JJA is the minimum.Caribbean Sea is the relatively big value center of wind speed all the year round.(2) From 1958 to 2001,sea surface wind speed in the North Atlantic Ocean has obviously increasing trend of about 0.0049m·s-1·a-1.(3)Over the last 44 years, the linear trend of sea surface wind speed in the North Atlantic Ocean has obviously regional differences,areas with increasing trend mainly distribute in the low latitude waters.(4) Over the last 44 years,sea surface wind speed in the North Atlantic Ocean has obviously abrupt phenomenon,and the abrupt period in near 1972.Key Words:North Atlantic Ocean;ERA-40 wind field data;Seasonal characteristics;Long term linear trend海表风场对海气相互作用、大气循环等都有重要影响[1-5],海表风场对人类的经济、军事等活动同样有着重要影响,大风大浪常带来严重灾害,甚至灾难,如1979年11月,我国“渤海2h号”钻井船受寒潮带来的大浪袭击而沉没,1982年至1990年间,中国近海因台风浪翻沉各类大小船只14345艘,损坏9468艘,平均每年沉损各类船只2600余艘[1~6]。
海表风速的大小、稳定性等更是直接影响着海上风能、波浪能资源的开发利用[6~23]。
本文利用来自欧洲中期天气预报中心(ECMWF——European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)的ERA-40海表10 m风场资料,对整个北大西洋海域海表风场的季节特征和长期变化趋势进行深入研究,为航海、海洋工程、海洋资源开发等提供参考。
1 资料简介ERA-40海表10 m风场来自欧洲中期天气预报中心[1~5](ECMWF——European Centre for Medium-Range Weather Forecasts),其时间范围从1957年09月01日00:00时至2002年8月31日18:00时,时间分辨率为6小时;该数据的空间范围为87.5°S~87.5°N,0°~357.5°E,空间分辨率为2.5°×2.5°。
下载地址为:http://www.ecmwf.int/products/data/archive/descriptions/e4/era40_lto 2.html。
2 海表风场特征分析2.1 海表风场的季节特征将北大西洋海域的海表风速从1957年08月至2002年07月取多年季节平均,得到该海域海表风速MAM(March,April,May)、JJA(June,July,August)、SON(September,October,November)、DJF(December,January,February)期间及多年平均海表风速的分布特征,见图1、图2。
季节特征:北大西洋海域的海表风速等值线在各季均大致呈东西带状分布,且有高纬度向赤道表现出高—低—高—低的分布特征,与三风四带相吻合。
MAM期间:海表风速的大值中心分布于西风带海域,平均风速在8 m·s-1,高值中心达到9 m·s-1以上,在20°N附近海域存在一个风速的相对低值区,呈东西带状分布,春季和夏季皆存在,平均风速在6 m·s-1左右,赤道附近的平均风速较低,尤其是MAM期间,平均风速在4 m·s-1以内,且还存在一低值中心,风速在3 m·s-1左右;JJA期间:海表风速为全年最小,西风带海域仍为风速的相对大值区,但此时平均风速已经降至7 m·s-1左右,详见图1b;SON期间:海表风速的分布特征与MAM期间较为相似,仅仅是在数值上略高于MAM期间,(见图1a和图1c)DJF期间:海表风速为全年最大,平均风速在10~11 m·s-1,西风带的大风区的平均风速在11 m·s-1以上。
值得注意的是:加勒比海海域常年存在一风速的相对大值中心。
从多年平均来看,风速存在一明显的、范围较广的大值区:西风带海域,年平均风速约8~9 m·s-1,此外,加勒比海也存在一范围较小的大风区,年平均风速约8 m·s-1。
从年平均风速的分布特征来看,大值区仍主要分布于40°N~60°N 之间的西风带海域,该区域的年平均风速基本在8 m·s-1以上,高值中心能达到9 m·s-1以上,此外还存在一相对大值区:加勒比海,年平均风速可达到8 m·s-1以上;哈德孙湾的年平均风速在7 m·s-1左右;20°N~30°N之间海域的年平均风速在6 m·s-1以内;戴维斯海峡和赤道附近海域的年平均风速较小,分别为6 m·s-1以内、5 m·s-1以内,详见图2。
2.2 长期变化趋势将北大西洋海域的海表风速从1958年至2001年进行逐年区域平均,采用一元线性回归方法,分析该海域海表风速近44年的整体变化趋势。
具体计算方法如下:(1)式(1)为回归方程,b为线性趋势的回归系数。
相关系数为r,用于线性趋势的信度检验。
(2)(3)(4)(5)(6)由图3可见,相关系数|r|=0.71>r0.05= 0.29,通过了95%的信度检验,线性变化趋势显著,回归系数为0.0049,也就是说,近44年期间,北大西洋海域的海表风速以0.0049 m·s-1·a-1的速度显著性逐年线性递增。
在1958年至1967年期间,该海域的海表风速变化趋势较为平缓,1968年至1974年期间则表现出一波较为强劲的递增趋势,在1975年至2001年期间表现出缓慢的递增趋势,平均风速维持在6.3 m·s-1左右(见图3)。
为了体现北大西洋海域海表风速变化趋势的区域性差异,本文还采用线性回归方法,计算了2.5°×2.5°逐网格点上海表风速的变化趋势,见图4。
由图4可以明显看出,北大西洋海表风速的变化趋势表现出较大的区域性差异:呈显著性逐年线性递增的区域主要分布于30°N以下的低纬度海域,变化趋势在0.01~0.025 m·s-1·a-1左右,西班牙东北部近海的递增趋势最为强劲,达到0.035 m·s-1·a-1以上,此外在冰岛附近的一些零星海域也表现出显著性递增,墨西哥湾和加勒比海则呈显著性逐年线性递减,趋势为-0.015 m·s-1·a-1左右,其余海域的海表风速无显著变化趋势。