【摘要】：本文利用一系列的衛(wèi)星遙感觀測(cè)資料、常規(guī)觀測(cè)資料、再分析資料等,研究討論夏季黃海表層冷水的形成機(jī)制;表層冷水對(duì)大氣邊界層和海霧的影響,并利用WRF(Weather Research Forecast)數(shù)值模式對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行了模擬。 海表面溫度是海氣界面上的一個(gè)物理量,受到海洋潮汐、海底地形等因素影響,并對(duì)海洋大氣邊界層有著重要的影響。利用集合了微波遙感和紅外遙感,并同化了船舶、浮標(biāo)觀測(cè)數(shù)據(jù)的NOAA OI海表面溫度數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)黃海海表面溫度有著明顯的季節(jié)變化,夏季冷水帶是該海區(qū)重要的海洋學(xué)現(xiàn)象。在夏季,海表面溫度場(chǎng)梯度減小,在遼東半島以及山東半島的頂端、朝鮮半島的西側(cè)、山東半島南側(cè)、江蘇外海和黃海南部等幾個(gè)區(qū)域產(chǎn)生了SST的冷中心。其中江蘇外海和黃海南部的冷中心是本文研究的重點(diǎn),這兩個(gè)區(qū)域的冷中心是由于下層冷水在陸架鋒抬升作用下垂直混合形成的。通過(guò)研究還發(fā)現(xiàn),黃海冷水區(qū)有著明顯的年際變化。 海表面溫度作為海洋大氣邊界層的下墊面,冷水區(qū)的存在必然會(huì)對(duì)其上的海洋大氣邊界層產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響海霧這一海洋大氣邊界層的重要天氣現(xiàn)象。本文首先利用QuikSCAT衛(wèi)星得到的海表面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)冷區(qū)之上的風(fēng)速有明顯的減小,而在經(jīng)過(guò)冷區(qū)之后,風(fēng)速又有所增大。同時(shí)對(duì)再分析資料的分析表明,在冷水區(qū)上氣海溫差較大,大氣穩(wěn)定度增加,垂直混合受到限制,這是導(dǎo)致海表面風(fēng)速減小的原因,這也在數(shù)值模式的模擬中得到驗(yàn)證。 通過(guò)對(duì)ICOADS海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析,在上述冷區(qū)位置海霧的發(fā)生頻率比較高,再分析資料中也有相對(duì)濕度的中心,利用ICOADS的計(jì)算結(jié)果表明黃海南部冷區(qū)上的霧頻達(dá)到15%以上。這與利用衛(wèi)星遙感資料得到的海霧頻率和其位置是基本一致的。Weather Research and Forecasting(WRF)模式的數(shù)值模擬表明,冷中心會(huì)降低空氣的溫度,形成高度達(dá)400米的表面逆溫層,這些都為海霧的形成創(chuàng)造了有利的條件。去掉冷區(qū)影響的敏感性實(shí)驗(yàn)也表明,受到冷區(qū)較冷的SST的冷卻作用,溫度降低之后會(huì)使水汽凝結(jié)增多,而底層空氣溫度降低之后形成逆溫層。逆溫層的存在將水汽的凝結(jié)限制在了很低的高度內(nèi),使海霧的發(fā)生頻率增多,去掉冷區(qū)影響的WRF模擬表明冷區(qū)較冷的海表面溫度最多可以使海霧的發(fā)生頻率增加15%以上;同時(shí)冷區(qū)上強(qiáng)烈的暖平流則對(duì)逆溫的維持、增強(qiáng)有重要的作用。通過(guò)研究還發(fā)現(xiàn),在低層霧頻增多的同時(shí),其上的低云的發(fā)生頻率則有一定的減少,這是由于這一高度上受到下面霧層的長(zhǎng)波輻射,溫度升高造成的。這種海表面溫度對(duì)大氣邊界層的影響可以達(dá)到900米左右的高度, 物理過(guò)程的參數(shù)化方案選擇對(duì)海霧的正確模擬非常關(guān)鍵,根據(jù)模擬的對(duì)象和目的,在進(jìn)行上述模擬之前,通過(guò)對(duì)邊界層參數(shù)化方案和微物理過(guò)程參數(shù)化方案進(jìn)行敏感性實(shí)驗(yàn),獲得MYNN2邊界層方案和WSM5微物理方案作為模擬中的方案。
【圖文】：

季霧的多發(fā)區(qū)比春季偏北。氣象衛(wèi)星觀測(cè)的出現(xiàn)，給解決上述問(wèn)題提供了另一種方式。在沒(méi)有中高云遮擋的條件下，利用可見(jiàn)光云圖，并結(jié)合紅外云圖及天氣實(shí)況綜合分析，可以判斷海霧的分布范圍。王丕誥等人（2004）利用1972-1979和1983-1992年的衛(wèi)星圖片獲得了311個(gè)樣本，，并據(jù)此計(jì)算了4-7月份黃海的海霧頻率，得到6月份的海霧多發(fā)區(qū)集中在南黃海的北部、山東半島東南部，最大頻率大于40%。張紀(jì)偉（2009）基于MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，利用衛(wèi)星遙感理論給出了6、7月份的海霧頻率圖，其結(jié)果表明，黃海的海霧發(fā)生頻率要遠(yuǎn)高于渤海的海霧發(fā)生頻率；黃海海霧發(fā)生頻率存在由南向北逐漸增多的趨勢(shì)，北緯34度以北的海區(qū)海霧較多。6月黃海的多霧中心在黃海北部西朝鮮灣海域、山東半島南部以及遠(yuǎn)離海岸的黃海中部海域（圖1-1）。

圖 2-1 OI SST 處理流程（來(lái)源于 NCDC）Fig.2-1 OI SST flow chart(from NCDC)2.1.2 QuikSCAT 海表面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)安裝在美國(guó)國(guó)家航空航天局（NationalAeronautics and SpaceAdministration，NASA）的 Quick Scattermeter（QuikSCAT）衛(wèi)星上的微波輻射計(jì) SeaWinds 可以每天觀測(cè)全球海洋的海表面風(fēng)場(chǎng)，基于這種觀測(cè)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)在較小的空間尺度上，海面風(fēng)場(chǎng)有豐富的結(jié)構(gòu)（Chelton et al.,2004;Sampe and Xie,2007）。QuikSCAT海表面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)已經(jīng)作為全球天氣、氣候預(yù)測(cè)系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)源得到應(yīng)用。QuikSCAT 洋面風(fēng)場(chǎng)探測(cè)技術(shù)改進(jìn)了以前散射計(jì)探測(cè)風(fēng)場(chǎng)的方式, 由于其相對(duì)準(zhǔn)確可靠, 而被世界氣象組織(WMO)推薦使用。QuikSCAT 風(fēng)場(chǎng)應(yīng)用了物理、統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：P732

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 李曼;一次黃東海層云轉(zhuǎn)化為海霧過(guò)程的機(jī)制研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2012年

2 王曉君;中國(guó)東部陸架海增暖對(duì)大氣環(huán)流的影響[D];中國(guó)海洋大學(xué);2012年

3 韓美;黃東海大氣邊界層特征及其與海霧/低云分布的關(guān)系[D];中國(guó)海洋大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2682490