地理科学 2017 , 37 (9): 1430-1438 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2017.09.016

Orginal Article

1950~2011年渤海地区海表风场的季节特征与多尺度变化分析

任惠茹¹^,, 李国胜², 郭腾蛟²^,³, 张悦²^,³, 欧阳宁雷²^,³

1.国家基础地理信息中心,北京100830
2 中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101
3.中国科学院大学,北京100049

Multi-scale Variability of Surface Wind Direction and Speed on the Bohai Sea in 1950-2011

Ren Huiru¹^,, Li Guosheng², Guo Tengjiao²^,³, Zhang Yue²^,³, Ouyang Ninglei²^,³

1. National Geomatics Center of China, Beijing 100830, China
2. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

中图分类号: P47

文献标识码: A

文章编号: 1000-0690(2017)09-1430-09

收稿日期: 2016-08-31

修回日期: 2016-11-20

网络出版日期: 2017-11-20

基金资助: 国家自然科学基金项目(41271026)资助

作者简介:

作者简介：任惠茹（1983-）,女,河北石家庄人,博士,主要从事海岸带演化模拟与海洋环境研究。E-mail：renhr.12b@igsnrr.ac.cn

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摘要

基于1950~2011年的NCEP/NCAR再分析资料,对渤海10 m风场的风速与风向变化进行多尺度分析。利用小波分析、交叉谱分析等方法对渤海海域的海表风速、风向的变化趋势以及周期进行研究。分析发现：渤海地区海表风的风向与风速除了存在显著的季节性变化特征外,在年际、年代际的变化尺度上也有明显的周期性。风向存在1 a、8.7 a、15.8 a的显著周期,风速存在1 a、6.3 a、15 a的显著周期。风向与风速在时间尺度分别为20 a、5.71 a、2.67 a时存在显著共振周期;共振周期受东亚季风、西太平副热带高压的年际、年代际变化的影响呈现出多尺度变化周期。

关键词： 渤海 ; 风速 ; 风向 ; 多尺度周期 ; 共振周期

Abstract

Multi-scale variability characteristics of ocean surface wind direction and speed from 1950 to 2011 are studied based on NCEP/NCAR reanalysis data. Sea surface wind field shows the seasonal characteristics. Results show that: in past 62 years, large area of wind direction in the Bohai Sea tend to be from northwest to northwest northand wind speed is the most in winter;wind direction tend to be from southeast to easterly winds and wind speed is the lest in summer; wind speed has started to decreased since 1970s and reduced significantly in winter. Wavelet analysis and cross-spectral analyzing are used to observe wind direction and speed on the Bohai Sea over the last 62 years. The characteristics of ocean surface wind direction and speed in the Bohai Sea show periodic oscillation at inter-annual and decadal scale. The main periods of wind direction are 1-year, 8.7-year, 15.8-year; whereas the main periods of wind speed are 1-year, 6.3-year, 15-year. The significant resonance periods between wind direction and speed are observed at the following temporal scales: 2.67-year, 5.71-year, 20-year. The resonance periods have relationship with variability of East-Asian Monsoon and Western Pacific Subtropical High.

Keywords： the Bohai Sea ; wind speed ; wind direction ; multi-scale periods ; resonance periods

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任惠茹, 李国胜, 郭腾蛟, 张悦, 欧阳宁雷. 1950~2011年渤海地区海表风场的季节特征与多尺度变化分析[J]. 地理科学, 2017, 37(9): 1430-1438 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2017.09.016

Ren Huiru, Li Guosheng, Guo Tengjiao, Zhang Yue, Ouyang Ninglei. Multi-scale Variability of Surface Wind Direction and Speed on the Bohai Sea in 1950-2011[J]. Scientia Geographica Sinica, 2017, 37(9): 1430-1438 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2017.09.016

海表风是海洋学与气象学的基本要素,它通过调节海气热通量、湿度、水蒸汽以及气溶胶等影响区域以及全球的气候变化,同时海表风也影响区域海流、波浪、水团等运动,是研究大气与海洋之间能量交换和物质交换的重要因素^[1,2]。海表风产生的风能与波浪能可以提供绿色能源,利用与开发风能、波浪能资源是未来研究的热点^[3]。根据渤海沿岸各站实测资料与前人的研究,渤海海域年内冬季盛行西北季风,夏季盛行西南季风,偏南、偏东风也会出现^[4,5]。平均风速也有明显的季节变化,冬季受南下的冷空气影响,12月出现最大值,平均风速普遍高于7 m/s;春季在气旋活动的影响下,风速仅次于冬季,4月风速较大,平均风速也在6 m/s左右;夏季风速最小,出现在8月^[6,7]。

前人研究主要集中在海表风速、风向的季节变化以及在此变化过程中对波浪的作用、环流的影响,对于风场的长时间多尺度变化过程研究较少^[8,9]。海表风是海洋上层运动的主要动力来源,是形成波浪场的直接动力与区域环流场的影响因素,风的发展和变化过程决定海区的波浪变化特征^[10]。首先,在长期气候变化背景下区域风应力场会随着气候变化作长期波动变化,而波浪的长期变化过程会随着风应力场的长期变化而变化^[11]。其次,风场本身也是海洋大气动力系统中至关重要的因素,在波浪、环流、风暴潮等海洋数值模型中,风场通常首先确定作为输入因子进行模型的构建^[12]。第三,风场是影响波候的主要因素,是对航海、海洋资源开发与利用、海洋水文保障、防灾减灾的必要基础^[13]。因此,海表风场的研究分析是海洋动力过程、海洋能源开发的重要基础。风向和风速是风场研究领域中描述风场的主要参数,尤其是两者的联合分布至关重要。本文尝试对渤海海域海表风场风速、风向进行多尺度变化特征分析,为研究多尺度的环流运动和动力输沙提供理论基础。

1 数据来源与分析方法

1.1 数据来源

文中所讨论的风场数据来自美国NCEP/NCAR所整理的1950~2011年再分析全球月平均10 m层风场径向风、纬向风资料,空间水平分辨率为1.875°×1.875°,所用时间范围在1950年1月~2011年12月。将风场径向风（V）、纬向风（U）差分成0.5°×0.5°的空间分辨率。原始径向风、纬向风逐月资料进行差分后,与地形数据进行叠加,得到渤海海域内逐月的风场数据。

1.2 分析方法

计算风向的角度,转动角每次都小于180°且整个时间段内的总变化量不超过360°的情况下,采用单位矢量法计算矢量风向^[14,15],根据数值就可得到平均风向,且与矢量法求得的统计结果基本相同。文中所采用的风向是按照16个方位记录的,累计某一个时期（月）内的各个方位风向的次数,并以各个风向发生的次数占该时期内累计各个不同风向的总次数百分率来统计,即风向频率,参见表1。经过分析得到该月份海域不同风向频率以及各个风向内的平均风速,以1965年4月的风场为例,其中最大值为48.9%,即此时渤海海域主导风向为东南风（NW）。

表1 渤海海域1965年4月风向频率、各风向的风速平均值

Table 1 The data of wind direction frequency, wind speed in the Bohai Sea in April 1965

风向	N	NNE	NE	ENE	E	ESE	SE	SSE	S	SSW	SW	WSW	W	WNW	NW	NNW
风向频率(%)	2.1	2.5	1.7	2.5	6.6	3.3	1.2	2.5	1.6	1.2	1.2	2.1	1.2	10.7	48.9	10.7
风速(m/s)	2.2	2.0	2.0	2.2	2.6	2.9	2.7	2.5	2.5	2.5	2.5	2.4	2.5	3.7	4.7	4.1

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对主导风向范围内的U、V计算所得风向角度进行平均得到平均风向角度值;主导风向所对应的风速平均后得到主导风向内的平均风速,逐月计算形成该海域的月平均风速、风向2个时间序列。利用小波分析、交叉谱分析对时间序列进行多尺度分析。

2 渤海海域风场的季节变化

渤海位于东亚季风区,海表风场表现出明显的季节性特征。冬季风在11月份开始,逐渐增强到次年1月份达到最值,2月份又开始减弱,将11月至翌年2月划分为冬季。夏季风5月形成,到6、7月份达到最大,8月份开始逐渐减弱,因此夏季为5至8月。春、秋季分别为3、4月和9、10月^[16,17]。将风场月平均数据进行季节划分,按照冬季(11~2月)、夏季(5~8月)、春季(3~4月)、秋季(9~10月)计算平均值,计算4个季节内风场的风向变化与风速的空间分布。

从渤海风场四季变化图（图1）,可以看到：冬季该海域盛行西北风,风向稳定、风速较强,平均风速在5 m/s左右,最大风速可达7.5 m/s,出现在渤海海峡,最小风速出现在渤海湾南部。夏季除了在辽东湾海域出现南风,其他海区盛行东南风;风速相对较小,主要范围在2~5 m/s。春、秋季属于过渡季节,研究区上空的气压场格局处于转变阶段,风向零乱、多变、不稳定,气旋活动频繁,风速范围在2~6 m/s。冬季渤海海区风向为西北向,渤海湾西岸的风应力较小,东岸较大,风应力量值由西向东逐渐增大,至渤海海峡范围内风应力达到最大。夏季南部为东南风,北部有转成南风的趋势,风应力量值由西向东逐渐减小。

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图1 渤海海域风场的季节变化

Fig.1 Seasonal variation of wind field in the Bohai Sea

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图2 1950~2011年渤海海域冬、夏季风向与速度变化趋势

Fig.2 Long term trend of wind speed and wind direction in summer and winter during 1950-2011

分析62 a来风向与风速的变化趋势,选取冬、夏季为主要研究对象,是因为冬、夏季风向相对统一,春、秋季风向紊乱。对冬、夏季的风向风速逐年取均值得到年变化时间序列(图2)。可以发现：冬季风向的变化相对平稳,略有上升,风向角度约290°转向320°左右,表明风向由原来的西西北逐渐偏向西北,偏转角度在30°左右;夏季的风向略有上升且波动明显,1985~1990年波动较大,风向角度110°左右增加到130°左右,风向由东东风逐渐偏向东南风,偏转角度在20°左右。

冬、夏季风速的线性回归均通过了F检验极显著,表明冬、夏季平均风速呈现下降趋势,冬季极显著,夏季显著。冬季风速在1970年左右有明显的降低趋势,1970年以后趋于稳定。1950~1958年和1960~1968年冬、夏季风速有明显的波动;1970~2011年冬季风速相对稳定,波动不如之前剧烈,夏季尤其明显,风速在4~5.5 m/s之间。东亚夏季风在20世纪60年代中期和70年代末期分别发生过一次突变,导致了风场出现两次减弱现象^[18,19]。20世纪70年代中后期由于全球气候变暖,中国的临近海区冬、夏季风变弱,从而引起冬、夏季海表风场的风应力减弱,尤其是径向风应力^[20]。

3 渤海海域风场的多尺度分析

对风速、风向2个时间序列进行标准化处理,即可生成渤海海域内1950~2011年内的逐月风速、风向时间序列距平数列,见图3。渤海海域内风场的风向与风速的距平标准化可以得到,风向风速呈现较强的年内周期波动,风向整体变化趋势不大,但是风速出现明显的跳跃点。风速与风向角度的时间序列相关系数为 -0.288,P值为0.027,呈现显著负相关。

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图3 1950~2011年逐月渤海海域风场角度与速度标准化

Fig.3 The standardization of average monthly wind speed and wind direction in 1950-2011

3.1 渤海海域风场风速的小波分析

由图4a可以看到风速在不同时间尺度范围内的强弱分布。其中10.8~19.2 a时间尺度表现最强,发生在1950~1970年之间,振荡中心在1960年左右;4.2~9.1 a时间尺度表现较强,振荡中心在1958年左右;0.2~2 a时间尺度表现较强,在1950~2011年之间均存在此时间尺度振荡。综合分析风速在不同时间尺度的变化,在1950~1958年变化较强,1960年以后变化相对较弱;年际变化在1950~1965年变化显著,之后变化相对较弱;年代际变化在1980年以前存在明显的波动,1980年以后变化较弱。图4b小波功率谱可以看到,存在3个波峰,即年代际周期为15 a,年际周期为6.3 a,年周期为1 a,其中年代际周期变化小波方差最大,年变化周期次之,年际周期最小,表明在渤海海域风速序列多个尺度周期变化中,年代际变化周期最显著,年周期显著性次之,年际周期的变化显著性最小。

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图4 1950~2011年逐月渤海海域风场速度小波分析

Fig.4 Wavelet analysis of month-averaged wind speed of the Bohai Sea in 1950-2011

从图4b中可以看出风速存在0.5~2 a、4.2~9.1 a、10.8~19.2 a尺度的变化周期。利用3种时间尺度变化成分来重构风速的年变化、年际变化、年代际变化以及利用小波DB6重构的趋势变化（图5）。从整体变化趋势线来看,风速在1950~2011年有所下降,在1967年之前距平值为正值,1967年为风速变化的转折点。渤海海域月平均风速在1950~1960年与1960~1967年这2个阶段波动较强,1967年以后风速略有减少,但总体呈现稳定的变化趋势。

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图5 1950~2011年逐月渤海海域风速的小波重构

Fig.5 Month-averaged wind speed in different scales in 1950-2011

3.2 渤海海域风场风向的小波分析

图6是渤海海域风场的风向角度的小波变化系数的时频分布情况。由图6a可以看到,风向不同时间尺度变化的强弱分布,其中0.2~2 a时间尺度表现最强,发生在整个时间序列内;13.3~18.4 a时间尺度在1975~2000年表现较强,振荡中心在1990年前后;6.7~9.2 a时间尺度主要在1950~1985年之间表现较强,振荡中心在1970年左右。由图6b小波功率谱可以看到,存在3个波峰,即年代际周期为15.8 a,年际周期为8.7 a,年周期为1 a,其中年周期变化小波方差最大,年代际变化周期次之,年际周期最小。

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图6 1950~2011年逐月渤海海域风场角度小波分析

Fig. 6 Wavelet analysis of month-averagedwind direction on the Bohai Sea in 1950-2011

分别利用图6b中的时间尺度变化成分重构风向的年变化（0.5~2 a）、年际变化（6.7~9.2 a）、年代际变化（13.3~18.4 a）以及利用小波db6重构的趋势变化（图7）。从整体变化趋势线来看,风向角度在1950~2011年间波动变化较强,且呈现上升的趋势（7d）。年代际信号重构中在1970年前后有明显的变化。风向重构信号中存在2个波谷和2个波峰,时段分别为1953~1965年、1976~1983年和1984~1993年和1994~2003年;周期振荡性呈越来越强的趋势。这是由于东亚季风在20世纪60年代中期、70年代末期还有80年代以及90年代初期的突变引起的^[20]。在年周期的波动基础上,同时具备显著的年代际尺度周期的变化特征。1970年前后是风场风速、风向的变化时间点,在此后,风速风向进入了新的过程状态。

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图7 渤海海域风场风向角度的小波重构

Fig.7 Month-averaged wind direction in different scales in the Bohai Sea

3.3 渤海海域风向与风速的共振周期

交叉谱是分析2个时间序列来估计其频率结构,找出两者子时域和频域上的关系。表2中依次列出了2个时间序列交叉谱分析的协谱 $\begin{matrix} {\tilde{G}}_{12} (k) \end{matrix}$ 、余谱 $\begin{matrix} {\tilde{Q}}_{12} (k) \end{matrix}$ 、凝聚谱 $\begin{matrix} {\tilde{R}}_{12} (k) \end{matrix}$ 、位相谱 $\begin{matrix} {\tilde{θ}}_{12} (k) \end{matrix}$ 、滞后时间长度谱 $\begin{matrix} {\tilde{L}}_{12} (k) \end{matrix}$ 。由协谱中 $\begin{matrix} {\tilde{G}}_{12} (k) \end{matrix}$ 在波数k=2,7,15可以得到3个谱峰（正）,对应的周期为20 a,5.71 a,2.67 a,其中功率最强的为20 a,其次为5.71 a。凝聚谱表明2个序列在频域上的相关程度,因此需要对凝聚谱进行必要的显著检验。计算自由度v=5.7,给定置信度α=0.15,可计算临界的v_c及其相应的临界值r_c²,计算得r_c=0.577,如果凝聚谱 $\begin{matrix} {\tilde{R}}_{12} (k) > r_{c} \end{matrix}$ ,说明显著相关。表2中波数为2,7,15所对应的凝聚谱大于r_c,因此上述几个振动周期上的凝聚是显著的,分别是20 a,5.71 a和2.67 a,即在年波动的基础上,同时具备了年代际尺度周期变化。风速与风向在20 a共振周期上凝聚最高, 2.67 a共振周期次之,5.71 a最小。表2中的位相谱 $\begin{matrix} {\tilde{θ}}_{12} (k) \end{matrix}$ 和落后长度谱 $\begin{matrix} {\tilde{L}}_{12} (k) \end{matrix}$ 反应了流量和输沙量在各个周期上两者之间的位相差。在年际变化尺度上,风速变化的位相与风向变化的位相相差不大,可忽略不计;而年代际变化尺度上,风速变化要比风向的变化提前1.82 a。

表2 1950~2011年渤海海域风度与角度的交叉谱

Table 2 Cross-spectrum density of wind speed and wind direction in the Bohai Sea from 1950 to 2011

k	f	T	$\begin{matrix} {\tilde{G}}_{12} (k) \end{matrix}$	$\begin{matrix} {\tilde{Q}}_{12} (k) \end{matrix}$	$\begin{matrix} {\tilde{R}}_{12} (k) \end{matrix}$	$\begin{matrix} {\tilde{θ}}_{12} (k) \end{matrix}$	$\begin{matrix} {\tilde{L}}_{12} (k) \end{matrix}$
0	0.00	$\begin{matrix} \infty \end{matrix}$	-0.145	0.000	0.000	0.000	0.000
1	0.16	40.00	-0.166	-0.049	0.219	0.286	1.820
2	0.31	20.00	0.015	0.009	0.659	0.539	1.716
3	0.47	13.33	0.005	0.015	0.249	1.244	2.639
4	0.63	10.00	0.004	0.034	0.412	1.445	2.300
5	0.79	8.00	0.001	0.018	0.434	1.502	1.913
6	0.94	6.67	0.001	-0.007	0.317	-1.396	-1.481
7	1.10	5.71	0.010	-0.006	0.607	-0.578	-0.526
8	1.26	5.00	0.009	0.004	0.234	0.457	0.364
9	1.41	4.44	-0.004	0.009	0.216	-1.126	-0.797
10	1.57	4.00	-0.004	0.002	0.153	-0.552	-0.351
11	1.73	3.64	0.001	-0.002	0.086	-1.027	-0.594
12	1.88	3.33	-0.004	0.002	0.131	-0.373	-0.198
13	2.04	3.08	0.007	0.004	0.465	0.550	0.269
14	2.20	2.86	-0.002	0.001	0.214	-0.560	-0.255
15	2.36	2.67	0.008	-0.003	0.645	-0.332	-0.141
16	2.51	2.50	0.005	-0.008	0.560	-0.998	-0.397
17	2.67	2.35	0.002	-0.007	0.279	-1.304	-0.488
18	2.83	2.22	0.000	-0.002	0.238	1.548	0.548
19	2.99	2.11	0.004	0.000	0.278	-0.049	-0.017
20	3.14	2.00	0.002	0.000	0.000	0.000	0.000

注： $G ˜ 12 (k)$ ：协谱; $Q ˜ 12 (k)$ ：余谱; $R ˜ 12 (k)$ ：凝聚谱; $θ ˜ 12 (k)$ ：位相谱; $L ˜ 12 (k)$ ：滞后时间长度谱;k：波数; f：频率; T：时间

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3.4 渤海海域风场变化的影响因素

渤海海表风速、风向的周期性变化受东亚季风的周期变化影响。东亚季风具有明显的年际和年代际变化特征,一般存在2~9 a、10~14 a、20~30 a、40 a的变化周期以及自1970年以来太平洋海表温度明显变暖的年代际变化特征^{[21, 22]}。西风环流和副热带高压共同作用对季风气候产生影响^[23]。东亚季风的波动与西太平洋副热带高压异常有关,西太平洋副高的位置以及强度的年代际、年际、季节变化造成了东亚的气候多尺度波动^{[24, 25]}。

在大尺度上影响或控制东亚夏季风的环流系统有2个,一个是中心位于40°N的东亚夏季高空急流,另一个是位置偏南的西太平洋副热带高压。夏季西太平洋副热带高压的北进存在显著的年际、年代际变化,主要表现在位置的南北移动,周期表现在10~20 a、2~4 a,其中3 a附近最为显著^[26]。由于西太平洋副热带高压的演变具有很大尺度变化,因此东亚夏季风的建立、推进过程与北界都存在显著的年代际变化^[27~29]。20世纪60年代夏季风的建立时间较迟,但北推较快。夏季风推进位置主要在20世纪60年代中期前后存在显著的变化,推进强度在70年代出现突变^[30]。冬季风除了具有长期变化趋势外,还存在2 a、3~4 a、5~6 a的年际周期振荡模态和15~18 a的年代际周期振荡模态^[31]。东亚季风具有多尺度的振荡周期以及20世纪70年代前后的突变都导致了渤海风场变化,这种振荡变化减弱表现为渤海海域风速的减小与风向的多尺度变化。

4 结论

基于全球NCEP/NCAR再分析资料对1950~2011年渤海海域10 m风场的风速与风向资料进行分析。

1）渤海海域风场具有明显的季节变化特征：冬、夏季风向相对统一,冬季风速大夏季风速小,风速变化由渤海海峡向渤海湾逐渐减少;春、秋季为过渡时段风向多变。冬季风向由西北风逐渐偏向北西北,最高转向角度达20°,夏季风由东南风逐渐向东转向,最高转向角度达30°;冬、夏季月平均风速在1970年前后出现明显的变化,之前风速大,1970年以后风速有所减弱,尤其是冬季的风速变化明显。

2）利用小波变化以及重构的方法对62 a来逐月的渤海海域海表风速、风向的变化趋势以及周期进行研究。分析发现：渤海海区的风向与风速除了存在明显的季节性变化外,在年际、年代际变化时间尺度上也有明显的周期性。风速与风向的多尺度变化周期相似,风向存在1 a、8.7 a、15.8 a的显著周期;风速存在1 a、6.3 a、15 a的显著周期。

3）对渤海地区海表风的风向与风速进行交叉谱分析,发现在20 a、3.07 a、2.67 a这3个时间尺度上存在显著相关关系。风速与风向的多尺度变化受东亚季风的强度、推进的季节、年际、年代际变化影响存在多尺度变化,在20世纪70年代前振荡较强,之后开始减弱。

The authors have declared that no competing interests exist.

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[1]	Chapron B, Collard F, Ardhuin F. Direct measurements of ocean surface velocity from space: Interpretation and validation [J]. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2005,110(7): 1-50. https://doi.org/10.1029/2004JC002809 URL [本文引用: 1] 摘要 [1] The median Doppler shift of radar echoes is analyzed in measurements by ENVISAT's Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) over the ocean. This Doppler centroid differs from a predicted signal based on the predicted motion of the satellite and Earth. This anomaly, converted to a surface Doppler velocity U-D, appears to be of geophysical origin. Two wide-swath images over the Gulf Stream around Cape Hatteras suggest that U-D contains high-resolution information on surface currents, while on a global scale, UD is found to vary with the wind speed in the range direction. A simple quantitative forward model is proposed, based on a practical two-scale decomposition of the surface geometry and kinematics. The model represents the effect of the wind through the wave spectrum, and gives U-D approximate to gamma U-10 parallel to + U-c parallel to, with U-10 parallel to and U-c parallel to as the 10 m wind speed and quasi-Eulerian current in the line of sight of the radar projected on the sea surface, respectively, and g as a coefficient function of the wind speed, wave development, and radar geometry. It is found that for an incidence angle of 23 degrees, gamma approximate to 0.3 for moderate winds and fully developed seas. This model is validated with a global data set of ASAR Wave Mode observations, with colocated model winds, acquired over the global ocean during the years 2003 and 2004. The Doppler signal therefore provides the signed parameter U-D that can be used to reduce the wind direction ambiguity in the inversion of high-resolution wind fields from SAR imagery. A qualitative validation of current effects is shown for the English Channel where tidal currents dominate. Thus it should be possible to combine this previously ignored geophysical Doppler signal with traditional information on sea surface roughness, in order to provide very high resolution wind and current fields.
[2]	Pattiaratchi C, B Hegge, J Gould et al. Impact of sea-breeze activity on nearshore and foreshore processes in southwestern Australia [J]. Continental Shelf Research, 1997,17(13): 1539-1560. https://doi.org/10.1016/S0278-4343(97)00016-2 URL [本文引用: 1] 摘要 In coastal regions sheltered from the direct impact of swell- and storm-wave activity, locally generated wind waves, particularly those associated with strong sea-breeze activity, play a dominant role in controlling nearshore and foreshore processes. Field data collected from the Perth Metropolitan Coast (western Australia) during a typical summer sea-breeze cycle, are presented. It is demonstrated that the nearshore environment responds rapidly to an increase in wind speed (up to 12 m s ) during the sea breeze, resulting in considerable changes to the nearshore hydrodynamics and morphology. Incident wave energy increased during the sea breeze and was associated with development of a wind-wave field with significant wave heights up to 0.9 m. Nearshore currents responded to this change in wave climate with the development of net offshore near-bed currents and a rapid increase in the mean longshore current from < 0.05 m s to 1.0 m s A 10-fold increase in suspended sediment concentration and a 100-fold increase in the longshore sand transport resulted from the effects of the sea-breeze system. Erosion of the beachface was coincident with the development of the wind-wave field. Sea breeze wave-driven water circulation also completely eroded beach cusps (wavelength 20-30 m), overwhelmed the rip current system associated with the beach cusps and suppressed the infra-gravity wave frequencies in the incident wave and swash record. The beach cusps reformed after the cessation of the sea breeze. It is demonstrated that the beachface is in a constant stage of adjustment to the incident wave energy through the diurnal sea-breeze cycle alternating between dissipative and reflective morphodynamic regimes. The results may be used to determine the impact of a medium-sized storm on the beachface. It is clear that the sea-breeze system plays a major role in controlling the nearshore and foreshore processes not only in this region, but also on other geographic locations where strong sea breezes are present.
[3]	郑崇伟, 李崇银. 中国南海岛礁建设: 风力发电, 海浪发电 [J]. 中国海洋大学学报: 自然科学版, 2015,(9): 7-14. URL [本文引用: 1] [Zheng Chongwei, Li Chongyin. Development of the islands and reefs in the south China Sea: wind power and wave power generation. Periodical of Ocean University of China, 2015,(9): 7-14. ] URL [本文引用: 1]
[4]	江文胜, 苏健, 杨华, 等. 渤海悬浮物浓度分布和水动力特征的关系 [J].海洋学报,2002, 24(S1):212-217. URL [本文引用: 1] 摘要 1　引言在浅海 ,水动力条件 (包括海流、海浪等 )对悬浮颗粒物浓度分布起着非常重要的作用 .对渤海 ,秦蕴珊等[1] 作了定性讨论 ;曹祖德等[2 ] 以波浪掀沙、潮流输沙为动力过程基础 ,建立了悬浮物输运数值模式 ,并对渤海湾作了模拟 ;而Ｊｉａｎｇ等[3 ,4] 则将 1个较全面考虑各种动力过程 ,尤其是海底界面处的沉积侵蚀过程的数值模式应用到渤海 ,进行了 1ａ的模拟 .这些结果均表明了水动力作用的重要性 .然而在渤海相应的现场观测较少 ,缺少对整个实际过程的感性认识 ,很不利于今后从动力学角度进行深入研究 .本文将基于在渤海中的实际观测 ,分析水动力条件与悬浮物浓度分布之间的关系 ,以期从直观上给出一定描述 ,建立一种概念 .2　观测2 0 0 0年夏季 ,国家重点基础研究发展规划项目“中国近海环流形成变异机理、数值预测方法及对环境影响的研究”0 4及 1 2课题在渤海进行了一次综合调查 ,其中对渤海悬浮物浓度、海流及海面风速作了观测 .整个观测分为两个阶段共 3部分 ,第 1个阶段是 2 0 0 0年 8月 1 2～ 2 1日在渤海湾、莱州湾及渤海海峡共设立了 4个连续站 ,进行了连续 7ｄ的同步... [Jiang Shengwen, Su Jian,Yang Hua et al. The relationship between SPM concentration and hydrodynamic condition in the Bohai Sea. Acta Oceanologica Sinica, 2002,24(S1): 212-217.] URL [本文引用: 1] 摘要 1　引言在浅海 ,水动力条件 (包括海流、海浪等 )对悬浮颗粒物浓度分布起着非常重要的作用 .对渤海 ,秦蕴珊等[1] 作了定性讨论 ;曹祖德等[2 ] 以波浪掀沙、潮流输沙为动力过程基础 ,建立了悬浮物输运数值模式 ,并对渤海湾作了模拟 ;而Ｊｉａｎｇ等[3 ,4] 则将 1个较全面考虑各种动力过程 ,尤其是海底界面处的沉积侵蚀过程的数值模式应用到渤海 ,进行了 1ａ的模拟 .这些结果均表明了水动力作用的重要性 .然而在渤海相应的现场观测较少 ,缺少对整个实际过程的感性认识 ,很不利于今后从动力学角度进行深入研究 .本文将基于在渤海中的实际观测 ,分析水动力条件与悬浮物浓度分布之间的关系 ,以期从直观上给出一定描述 ,建立一种概念 .2　观测2 0 0 0年夏季 ,国家重点基础研究发展规划项目“中国近海环流形成变异机理、数值预测方法及对环境影响的研究”0 4及 1 2课题在渤海进行了一次综合调查 ,其中对渤海悬浮物浓度、海流及海面风速作了观测 .整个观测分为两个阶段共 3部分 ,第 1个阶段是 2 0 0 0年 8月 1 2～ 2 1日在渤海湾、莱州湾及渤海海峡共设立了 4个连续站 ,进行了连续 7ｄ的同步...
[5]	万修全, 鲍献文, 吴德星, 等. 渤海夏季潮致-风生-热盐环流的数值诊断计算 [J]. 海洋与湖沼, 2004, 35(1): 41-47. URL Magsci [本文引用: 1] 摘要基于正交曲线坐标的ECOMSED 三维水动力模式, 并考虑了潮汐、风和实测温盐场,诊断计算了渤海夏季三维潮致-风生-热盐环流, 分析了渤海夏季潮致余流、风生和热盐环流的分布结构。结果显示, 在夏季, 渤海中部海区明显存在一个顺时针向的涡旋, 同时渤海还存在着多个逆时针向的涡旋。通过分析和比较各个分量在总环流中的作用, 认为夏季潮致余流是相对弱的; 热盐环流在夏季总环流中占主要成分。 [Wan Xiuquan, Bao Xianwen, Wu Dexing et al. Numerical diagnostic simulation of summertime tide-induced, wind-driven and thermohaline currents in the Bohai Sea. Oceanologia et Limnlolgia Sinica, 2004, 35(1): 41-47.] URL Magsci [本文引用: 1] 摘要基于正交曲线坐标的ECOMSED 三维水动力模式, 并考虑了潮汐、风和实测温盐场,诊断计算了渤海夏季三维潮致-风生-热盐环流, 分析了渤海夏季潮致余流、风生和热盐环流的分布结构。结果显示, 在夏季, 渤海中部海区明显存在一个顺时针向的涡旋, 同时渤海还存在着多个逆时针向的涡旋。通过分析和比较各个分量在总环流中的作用, 认为夏季潮致余流是相对弱的; 热盐环流在夏季总环流中占主要成分。
[6]	王殿志, 张庆河, 时钟. 渤海湾风浪场的数值模拟 [J]. 海洋通报, 2004, 23(5): 10-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-6392.2004.05.002 URL [本文引用: 1] 摘要采用SWAN模型对渤海湾在定常风和非定常风作用下的波浪场进行了模拟,并利用黄骅港附近波浪统计资料对模拟结果进行了验证.结果表明:SWAN模型较好地模拟了渤海湾在定常风和非定常风作用下风浪成长和传播过程.此外,还应用ADCIRC潮流模型,初步探讨了潮流对波浪要素的影响:(1)无流存在时,波高的成长和波周期的变化是一条光滑的曲线,但当有流加入时,由于其流速和水位在一个潮周期内随时间的变化是不均匀的,其对波浪成长产生影响,使波高和周期呈不规则变化;(2)波浪成长初期,流对波高增长的影响并不明显,但当波高增大到一定程度时,流的存在对波高的影响是很明显的. [Wang Dianzhi, Zhang Qinghe, Shi Zhong. Modeling of wind waves in the Bohai Bay, China. Marine Science Bulletin, 2004,23(5): 10-17.] https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-6392.2004.05.002 URL [本文引用: 1] 摘要采用SWAN模型对渤海湾在定常风和非定常风作用下的波浪场进行了模拟,并利用黄骅港附近波浪统计资料对模拟结果进行了验证.结果表明:SWAN模型较好地模拟了渤海湾在定常风和非定常风作用下风浪成长和传播过程.此外,还应用ADCIRC潮流模型,初步探讨了潮流对波浪要素的影响:(1)无流存在时,波高的成长和波周期的变化是一条光滑的曲线,但当有流加入时,由于其流速和水位在一个潮周期内随时间的变化是不均匀的,其对波浪成长产生影响,使波高和周期呈不规则变化;(2)波浪成长初期,流对波高增长的影响并不明显,但当波高增大到一定程度时,流的存在对波高的影响是很明显的.
[7]	赵保仁, 曹德明. 渤海冬季环流形成机制动力学分析及数值研究 [J]. 海洋与湖沼, 1998, 29(1): 86-96. https://doi.org/10.1088/0256-307X/15/12/024 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要采用涡度方程、海面实测风应力分布和二维数值方法，对渤海冬季环流形成机制进行了研究。结果表明，渤海冬季海面风应力分布东岸大、西岸小，又因海底十分平坦，从而风应力切变形成的负涡度，成为渤海中部及辽东湾海流是顺时外向流动的主要驱动机制。当考虑海面实测风应力分布、潮余流和开边界入流等条件时，用二维数值方法模拟的渤海冬季环流，与实测吻合良好。一系列数值实验进一步表明：上述关于渤海环流形成机制的动力学分析是正确的；潮余流对黄河三角洲外海的北－东北向海流有重要贡献；海峡处北进、南出的流场是由冬季季风与北深、南浅的海底地形共同作用的结果。 [Zhao Baoren, Cao Deming. Dynamic analysis and numerical modeling of forming mechanisms of winter circulations in the Bohai Sea. Oceanologia et Limnlolgia Sinica, 1998, 29(1): 86-96.] https://doi.org/10.1088/0256-307X/15/12/024 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要采用涡度方程、海面实测风应力分布和二维数值方法，对渤海冬季环流形成机制进行了研究。结果表明，渤海冬季海面风应力分布东岸大、西岸小，又因海底十分平坦，从而风应力切变形成的负涡度，成为渤海中部及辽东湾海流是顺时外向流动的主要驱动机制。当考虑海面实测风应力分布、潮余流和开边界入流等条件时，用二维数值方法模拟的渤海冬季环流，与实测吻合良好。一系列数值实验进一步表明：上述关于渤海环流形成机制的动力学分析是正确的；潮余流对黄河三角洲外海的北－东北向海流有重要贡献；海峡处北进、南出的流场是由冬季季风与北深、南浅的海底地形共同作用的结果。
[8]	Wang H, Yang Z, Saito Y et al. Stepwise decreases of the Huanghe (Yellow River) sediment load (1950-2005): Impacts of climate change and human activities [J]. Global and Planetary Change, 2007, 57(3): 331-354. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2007.01.003 URL [本文引用: 1] 摘要 The sediment load delivered from the Huanghe (Yellow River) to the sea has decreased sharply to 0.15 10 9 metric tons per year (0.15 Gt/yr) between 2000 and 2005, and now represents only 14% of the widely cited estimate of 1.08 Gt/yr. The river seems to be reverting to the pristine levels characteristic of the middle Holocene, prior to human intervention. Datasets from 1950 to 2005 from four key gauging stations in the main stream reveal distinct stepwise decreases in sediment load, which are attributed to both natural and anthropogenic impacts over the past 56 yr. Completions of two reservoirs, Liujiaxia (1968) and Longyangxia (1985), in the upper reaches of the river and their joint operations have resulted in stepwise decreases in sediment load coming from the upper reaches. Effective soil conservation practices in the middle reaches since the late 1970s, combined with the operation of the Sanmenxia and Xiaolangdi reservoirs, have also caused stepwise decreases in sediment load at Huayuankou in the middle reaches, but the decrease differs from that observed in the upper reaches. Decrease in precipitation is responsible for 30% of the decrease in sediment load at Huayuankou, while the remaining 70% is ascribed to human activities in the river basin, of which soil conservation practices contribute 40% to the total decrease. Sediment retention within reservoirs accounts for 20% of the total sediment load decrease, although there was notable sediment retention within the Xiaolangdi reservoir from 2000 to 2005. The remaining 10% of the decrease in sediment load is a result of the operation of reservoirs in the upper reaches. In the lower reaches, 20% of the sediment passing Huayuankou has been lost as a result of channel deposition and water abstraction. Soil conservation practices and the operation of reservoirs have lowered the content of coarser sediment ( D > 0.05 mm) at Huayuankou, and reduced channel deposition in the lower reaches. In contrast, sediment loss owing to water abstraction in the lower reaches has increased considerably as water consumption for agricultural needs has increased. Therefore, the combined effects of climate change and human activities in the upper, middle, and lower reaches have resulted in stepwise decreases in the sediment load delivered from the Huanghe to the sea. The Huanghe provides an excellent example of the altered river systems impacted by climate change and extensive human activities over the past 56 yr. Further dramatic decreases in sediment load and water discharge in the Huanghe will trigger profound geological, morphological, ecological, and biogeochemical responses in the estuary, delta, and coastal sea.
[9]	Talke S A, Stacey M T. Suspended sediment fluxes at an intertidal flat: The shifting influence of wave, wind, tidal, and freshwater forcing [J]. Continental Shelf Research, 2008, 28(6) 710-725. https://doi.org/10.1016/j.csr.2007.12.003 URL [本文引用: 1] 摘要 Using in situ, continuous, high frequency (8–16 Hz) measurements of velocity, suspended sediment concentration (SSC), and salinity, we investigate the factors affecting near-bed sediment flux during and after a meteorological event (cold front) on an intertidal flat in central San Francisco Bay. Hydrodynamic forcing occurs over many frequency bands including wind wave, ocean swell, seiching (500–1000 s), tidal, and infra-tidal frequencies, and varies greatly over the time scale of hours and days. Sediment fluxes occur primarily due to variations in flow and SSC at three different scales: residual (tidally averaged), tidal, and seiching. During the meteorological event, sediment fluxes are dominated by increases in tidally averaged SSC and flow. Runoff and wind-induced circulation contribute to an order of magnitude increase in tidally averaged offshore flow, while waves and seiching motions from wind forcing cause an order of magnitude increase in tidally averaged SSC. Sediment fluxes during calm periods are dominated by asymmetries in SSC over a tidal cycle. Freshwater forcing produces sharp salinity fronts which trap sediment and sweep by the sensors over short (6530 min) time scales, and occur primarily during the flood. The resulting flood dominance in SSC is magnified or reversed by variations in wind forcing between the flood and ebb. Long-term records show that more than half of wind events (sustained speeds of greater than 5 m/s) occur for 3 h or less, suggesting that asymmetric wind forcing over a tidal cycle commonly occurs. Seiching associated with wind and its variation produces onshore sediment transport. Overall, the changing hydrodynamic and meteorological forcing influence sediment flux at both short (minutes) and long (days) time scales.
[10]	Toba Y, Iida N, Kawamura H et al. Wave dependence of sea-surface wind stress [J]. Journal of Physical Oceanography, 1990, 20(3): 705-721. https://doi.org/10.1007/BF02125578 URL [本文引用: 1] 摘要 Distribution of the wind stress over the oceans is usually estimated by using a bulk formula. It contains the squared 10-m wind speed multiplied by the drag coefficient, which has been assumed in many cases to be a weak function of the 10-m wind speed. Over land the important role of thermal stratification has been clearly recognized, but over the sea the influence of wind waves is less well documented. This paper presents evidence showing the likelihood that the influence of the wind waves can also be large
[11]	王颖, 季小梅. 中国海陆过渡带-海岸海洋环境特征与变化研究 [J]. 地理科学, 2011, 31(2): 129-136. URL [本文引用: 1] 摘要海岸海洋是陆地与海洋过渡的地带,位居亚洲与太平洋之交的中国海岸类型丰富,河海交互作用与人类活动影响使海岸海洋环境与作用过程独具特色。河流的贯通作用,使得全球变化与人类活动对河流流域的作用,亦在海岸海洋地区表现出来,并对海洋环境形成显著的影响。历史与现实实例表明,在海岸海洋的开发利用中需重视研究海陆交互过渡带环境特征,尽可能减小人类活动对海岸海洋环境的负面效应。人们应调查研究区域海岸环境特点,探索其动力过程机制,阐明其发展变化趋势,依据自然规律,在阀值极限的范围内规划设计工程与开发利用,才可达到事半功倍与避免灾害的效果,确保海岸海洋的可持续性开发利用。 [Wang Yin, Ji Xiaomei. Enviromental characteristics and changes of coastal ocean as land-ocean transitional zone of China. Scientia Geograohica Sinica, 2011, 31(2): 129-136.] URL [本文引用: 1] 摘要海岸海洋是陆地与海洋过渡的地带,位居亚洲与太平洋之交的中国海岸类型丰富,河海交互作用与人类活动影响使海岸海洋环境与作用过程独具特色。河流的贯通作用,使得全球变化与人类活动对河流流域的作用,亦在海岸海洋地区表现出来,并对海洋环境形成显著的影响。历史与现实实例表明,在海岸海洋的开发利用中需重视研究海陆交互过渡带环境特征,尽可能减小人类活动对海岸海洋环境的负面效应。人们应调查研究区域海岸环境特点,探索其动力过程机制,阐明其发展变化趋势,依据自然规律,在阀值极限的范围内规划设计工程与开发利用,才可达到事半功倍与避免灾害的效果,确保海岸海洋的可持续性开发利用。
[12]	苏纪兰. 中国近海的环流动力机制研究 [J]. 海洋学报, 2001, 23(1):1-16. https://doi.org/10.3321/j.issn:0253-4193.2001.04.001 URL [本文引用: 1] 摘要本文总结国内外对我国近海环流所作的工作，对渤海、黄海、东海和南海等环流的主要动力机制作一简述。 [Su Jilan. A review of circulation dynamics of the coastal oceans near China. Acta Oceanologica Sinica, 2001,23(1):1-16.] https://doi.org/10.3321/j.issn:0253-4193.2001.04.001 URL [本文引用: 1] 摘要本文总结国内外对我国近海环流所作的工作，对渤海、黄海、东海和南海等环流的主要动力机制作一简述。
[13]	李训强, 郑崇伟, 苏勤, 等. 1988-2009 年中国海波候, 风候统计分析 [J]. 中国海洋大学学报 (增刊), 2012(sup.),42(6): 1-9. [本文引用: 1] [Li Xunqiang, Zheng Chongwei, Su Qinet al. Wave climate and wind analysis in the China Sea from 1988 to 2009. Periodical of Ocean University of China, 2012(sup.), 42(6): 1-9.] [本文引用: 1]
[14]	邱传涛, 李丁华. 平均风向的计算方法及其比较 [J]. 高原气象,1997, 16(1): 94-98. URL Magsci [本文引用: 1] 摘要常用的平均风向4种计算方法分别是算术平均法、标量平均法、单位矢量法和矢量法,利用实测资料对各种方法的计算结果进行比较,结果表明:算术平均法加大了偏南风的比重;标量平均法在风向变化360°时有可能出现较大的误差,在应用时须加以注意;单位矢量法与矢量法的结果比较一致,且不需风速的同期观测资料,是一种比较好的方法。 [Qiu Chuantao, Li Dinghua. The calcuation algorithms for average wind direction and their comparis on. Plateau Meteorology, 1997,16(1): 94-98.] URL Magsci [本文引用: 1] 摘要常用的平均风向4种计算方法分别是算术平均法、标量平均法、单位矢量法和矢量法,利用实测资料对各种方法的计算结果进行比较,结果表明:算术平均法加大了偏南风的比重;标量平均法在风向变化360°时有可能出现较大的误差,在应用时须加以注意;单位矢量法与矢量法的结果比较一致,且不需风速的同期观测资料,是一种比较好的方法。
[15]	张丽, 李建平. 风向变化特征在季风模拟评估中的应用 [J]. 大气科学, 2008, 32(1): 53-66. https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2008.01.05 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要作者抓住季风风向具有季节性反转这一最本质的特征，引入了“有向转角”的新概念，它与传统盛行风夹角的概念不同，能够反映风向逐日变化的方向性和旋转角度的大小。用欧拉观点揭示了季风风矢量随时间演变的旋转特点，体现了季风风向独具特色的季节演变过程。同时，发现不同地区风向的季节循环有6种基本类型：（I）先顺时针后逆时针旋转、（II）先逆时针后顺时针旋转、（III）完全顺时针旋转、（IV）完全逆时针旋转、（V）风向稳定型和（VI）风向变化不稳定型。且季风风向的季节性反转主要通过前四种旋转方式来实现。分析了这6种风向变化型的全球分布特征，研究了它们与大气环流系统演变的联系。并进一步将“有向转角” 概念用于IPCC第四次评估报告AMIP试验8个模式的模拟评估，结果表明，这一概念的引入能从逐日变化的角度凸显风向变化过程，不仅能够客观反映模式模拟季风风向逐日变化的动力过程以及风矢量旋转方式的全球分布，还能体现模式对大气环流系统季节演变的表征能力。研究还发现在这8个模式中，大多数模式基本能把风矢量旋转方式的全球分布形式模拟出来，但对于季风区风矢量旋转方式的模拟还有待于进一步提高。 [Zhang Li, Li Jianping. The application of the variation characteristics of wind direction in evaluating monsoon simulation. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2008, 32(1):53-66. ] https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2008.01.05 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要作者抓住季风风向具有季节性反转这一最本质的特征，引入了“有向转角”的新概念，它与传统盛行风夹角的概念不同，能够反映风向逐日变化的方向性和旋转角度的大小。用欧拉观点揭示了季风风矢量随时间演变的旋转特点，体现了季风风向独具特色的季节演变过程。同时，发现不同地区风向的季节循环有6种基本类型：（I）先顺时针后逆时针旋转、（II）先逆时针后顺时针旋转、（III）完全顺时针旋转、（IV）完全逆时针旋转、（V）风向稳定型和（VI）风向变化不稳定型。且季风风向的季节性反转主要通过前四种旋转方式来实现。分析了这6种风向变化型的全球分布特征，研究了它们与大气环流系统演变的联系。并进一步将“有向转角” 概念用于IPCC第四次评估报告AMIP试验8个模式的模拟评估，结果表明，这一概念的引入能从逐日变化的角度凸显风向变化过程，不仅能够客观反映模式模拟季风风向逐日变化的动力过程以及风矢量旋转方式的全球分布，还能体现模式对大气环流系统季节演变的表征能力。研究还发现在这8个模式中，大多数模式基本能把风矢量旋转方式的全球分布形式模拟出来，但对于季风区风矢量旋转方式的模拟还有待于进一步提高。
[16]	王辉, 王为民. 渤海冬季三维环流数值模拟 [J]. 青岛海洋大学学报: 自然科学版, 1994, 24(4): 463-470. URL [本文引用: 1] [Wang Hui, Wang Weimin. Three dimensional numerical simulation in Bohai Sea in winter. Journal of Ocean University of Qingdao, 1994,24(4): 463-470.] URL [本文引用: 1]
[17]	许启慧, 苗峻峰, 刘月琨, 等. 渤海湾西岸海风时空演变特征观测分析 [J]. 海洋预报 2013,30(1): 9-19. URL [本文引用: 1] [Xu Qihui, Miao Junfeng, Liu Yuekun et al. Temporal and spatial characteristics of sea breeze over the west coast of Bohai Bay. Marine Forecasts, 2013, 30(1): 9-19.] URL [本文引用: 1]
[18]	黄荣辉, 孙凤英. 热带西太平洋暖地的热状态及其上空的对流活动对东亚夏季气候异常的影响 [J]. 大气科学, 1994, 18(2): 141-151. https://doi.org/10.1007/BF02658170 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要本文利用１９７８－１９８９年热带西太平洋暖池的表层与次表?层海温、高云量与降水等观测资料分析了热带西太平洋暖池的热状态及其上空的对流活动对东亚夏季气候异常的影响。分析结果表明：热带西太平洋暖池的热状态及其上空的对流活动对东亚夏季气候异常起着十分重要的作用。当热带西太平洋暖池增暖时，从菲律宾周围经南海到中印半岛上空的对流活动将增强，西太平洋副热带高压的位置偏北，我国江淮流域夏季降水偏少；反之，则菲律宾周围的对流活动减弱，副热带高压偏南，江淮流域的降水偏多，黄河流域的降水偏少，易发生干旱。观测事实还表明，当热带西太平洋暖池上空的对流增强后，从东南亚、经东亚到北美西海岸上空大气环流的异常呈现出一个遥相关型—东亚太平洋型。 [Huang Ronghui, Sun Fengying. Impacts of the thermal state and the convective activities in the Tropical Western Warm Pool on the summer climate anomalies in East Asia. Scientia Atmopherica sinica, 1994, 18(2): 141-152.] https://doi.org/10.1007/BF02658170 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要本文利用１９７８－１９８９年热带西太平洋暖池的表层与次表?层海温、高云量与降水等观测资料分析了热带西太平洋暖池的热状态及其上空的对流活动对东亚夏季气候异常的影响。分析结果表明：热带西太平洋暖池的热状态及其上空的对流活动对东亚夏季气候异常起着十分重要的作用。当热带西太平洋暖池增暖时，从菲律宾周围经南海到中印半岛上空的对流活动将增强，西太平洋副热带高压的位置偏北，我国江淮流域夏季降水偏少；反之，则菲律宾周围的对流活动减弱，副热带高压偏南，江淮流域的降水偏多，黄河流域的降水偏少，易发生干旱。观测事实还表明，当热带西太平洋暖池上空的对流增强后，从东南亚、经东亚到北美西海岸上空大气环流的异常呈现出一个遥相关型—东亚太平洋型。
[19]	蔡榕硕, 陈际龙, 黄荣辉. 我国近海和邻近海的海洋环境对最近全球气候变化的响应 [J]. 大气科学, 2006, 30(5): 1019-1033. https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2006.05.28 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要鉴于全球气候变暖对海洋环境和海洋生态及对经济和社会可持续发展影响的严重性,作者首先利用ERA-40再分析的风场资料以及HadISST 和SODA等海洋高分辨率再分析资料,分析了近50年来全球气候变化对中国近海(包括渤海、黄海、东海和南海)和邻近海(主要是热带和副热带西太平洋)海面附近的风力、海表纬向和经向风应力和海表温度的影响.分析结果表明: 由于受全球气候变暖的影响,1976年之后中国近海和邻近海上空的冬、夏季风变弱,从而引起中国近海冬、夏季海表风应力减弱(尤其是经向风应力),而海表水温明显上升; 并且,冬、夏季海表风应力的减弱和海水温度的上升在中国东海反映尤其明显,这些为中国近海赤潮的频繁发生提供了有利的海洋环境.此外,从中国近海上空环流散度分布的变化可见,中国近海上空从1976年之后大气环流辐散增强,这不利于中国近海上升流的形成,从而会对沿岸水域营养盐的输送产生影响. [Cai Rongshuo, Chen Jilong, Huang Ronghui. The response of marine environment in the offshore area of China and its adjacent ocean to recent global climate change. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2006, 30(5): 1019-1033.] https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2006.05.28 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要鉴于全球气候变暖对海洋环境和海洋生态及对经济和社会可持续发展影响的严重性,作者首先利用ERA-40再分析的风场资料以及HadISST 和SODA等海洋高分辨率再分析资料,分析了近50年来全球气候变化对中国近海(包括渤海、黄海、东海和南海)和邻近海(主要是热带和副热带西太平洋)海面附近的风力、海表纬向和经向风应力和海表温度的影响.分析结果表明: 由于受全球气候变暖的影响,1976年之后中国近海和邻近海上空的冬、夏季风变弱,从而引起中国近海冬、夏季海表风应力减弱(尤其是经向风应力),而海表水温明显上升; 并且,冬、夏季海表风应力的减弱和海水温度的上升在中国东海反映尤其明显,这些为中国近海赤潮的频繁发生提供了有利的海洋环境.此外,从中国近海上空环流散度分布的变化可见,中国近海上空从1976年之后大气环流辐散增强,这不利于中国近海上升流的形成,从而会对沿岸水域营养盐的输送产生影响.
[20]	黄荣辉, 顾雷, 徐予红,等. 东亚夏季风爆发和北进的年际变化特征及其与热带西太平洋热状态的关系 [J]. 大气科学, 2005, 29(1): 20-36. https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2005.01.04 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要利用我国测站的降水资料、卫星测得的OLR和高云量资料、SST和137°E次表层海温资料以及NCEP/NCAR再分析资料,分析了东亚夏季风的爆发和北进的年际变化特征及其与热带西太平洋热状态的关系.分析结果表明:当春季热带西太平洋处于暖状态,菲律宾周围对流活动强,在这种情况下,南海上空对流层下层有气旋性距平环流,西太平洋副热带高压偏东,从而使得南海夏季风爆发早;并且,当夏季热带西太平洋也处于暖状态,菲律宾周围对流活动也很强,在这种情况下,西太平洋副热带高压北进时,在6月中旬和7月初存在明显的突跳,从而使得东亚季风雨带在6月中旬明显由华南北跳到江淮流域,并于7月初由江淮流域北跳到黄河流域、华北和东北地区.这将引起江淮流域和长江中、下游夏季风降水偏少,并往往发生干旱,而黄河流域、华北和东北地区的夏季降水正常或偏多.相反,当春季热带西太平洋处于冷状态,菲律宾周围对流活动弱,在这种情况下,南海上空对流层下层有反气旋性距平环流,西太平洋副热带高压偏西,从而使得南海夏季风爆发晚;并且,当夏季热带西太平洋也处于冷状态,菲律宾周围对流活动也很弱,在这种情况下,西太平洋副热带高压北进时,在6月中旬或7月初向北突跳并不明显,而是以渐进式向北移动,从而使得东亚季风雨带一直维持在长江流域和淮河流域.这将引起此两流域夏季风降水偏多,并往往发生洪涝,而黄河流域、华北和东北地区的夏季降水偏少,发生干旱.作者还从非线性多平衡态动力理论说明了菲律宾周围对流活动强弱对西太平洋副热带高压北进时以突跳或渐进式向北移动起到重要作用. [Huang Ronghui, Gu Lei, Xu Yuhong et al. Characteristics of the interannual variations of onset and advance of the East Asian summer monsoon and their associations with thermal states of the Tropical Western Pacific. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2005,29(1): 20-36.] https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2005.01.04 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要利用我国测站的降水资料、卫星测得的OLR和高云量资料、SST和137°E次表层海温资料以及NCEP/NCAR再分析资料,分析了东亚夏季风的爆发和北进的年际变化特征及其与热带西太平洋热状态的关系.分析结果表明:当春季热带西太平洋处于暖状态,菲律宾周围对流活动强,在这种情况下,南海上空对流层下层有气旋性距平环流,西太平洋副热带高压偏东,从而使得南海夏季风爆发早;并且,当夏季热带西太平洋也处于暖状态,菲律宾周围对流活动也很强,在这种情况下,西太平洋副热带高压北进时,在6月中旬和7月初存在明显的突跳,从而使得东亚季风雨带在6月中旬明显由华南北跳到江淮流域,并于7月初由江淮流域北跳到黄河流域、华北和东北地区.这将引起江淮流域和长江中、下游夏季风降水偏少,并往往发生干旱,而黄河流域、华北和东北地区的夏季降水正常或偏多.相反,当春季热带西太平洋处于冷状态,菲律宾周围对流活动弱,在这种情况下,南海上空对流层下层有反气旋性距平环流,西太平洋副热带高压偏西,从而使得南海夏季风爆发晚;并且,当夏季热带西太平洋也处于冷状态,菲律宾周围对流活动也很弱,在这种情况下,西太平洋副热带高压北进时,在6月中旬或7月初向北突跳并不明显,而是以渐进式向北移动,从而使得东亚季风雨带一直维持在长江流域和淮河流域.这将引起此两流域夏季风降水偏多,并往往发生洪涝,而黄河流域、华北和东北地区的夏季降水偏少,发生干旱.作者还从非线性多平衡态动力理论说明了菲律宾周围对流活动强弱对西太平洋副热带高压北进时以突跳或渐进式向北移动起到重要作用.
[21]	Ding Y, Wang Z, Sun Y. Inter-decadal variation of the summer precipitation in East China and its association with decreasing Asian summer monsoon. Part I: Observed evidences [J]. International Journal of Climatology, 2008, 28(9): 1139-1161. https://doi.org/10.1002/joc.1615 URL [本文引用: 1] 摘要 Abstract In recent two decades, North and Northeast China have suffered from severe and persistent droughts while the Yangtze River basin and South China have undergone much more significant heavy rainfall/floods events. This long-term change in the summer precipitation and associated large-scale monsoon circulation features have been examined by using the new dataset of 740 surface stations for recent 54 years (1951–2004) and about 123-yr (1880–2002) records of precipitation in East China. The following new findings have been highlighted: (1) One dominating mode of the inter-decadal variability of the summer precipitation in China is the near-80-yr oscillation. Other modes of 12-yr and 30–40-yr oscillations also play an important role in affecting regional inter-decadal variability. (2) In recent 54 years, the spatial pattern of the inter-decadal variability of summer precipitation in China is mainly structured with two meridional modes: the dipole pattern and the positive-negative-positive (“+ 61 + ” pattern). In this period, a regime transition of meridional precipitation mode from “+ 61 + ” pattern to dipole pattern has been completed. In the process of southward movement of much precipitation zone, two abrupt climate changing points that occurred in 1978 and 1992, respectively, were identified. (3) Accompanying the afore-described precipitation changes, the East Asian summer monsoon have experienced significant weakening, with northward moisture transport and convergence by the East Asian summer monsoon greatly weakened, thus leading to much deficient moisture supply for precipitation in North China. (4) The significant weakening of the component of the tropical upper-level easterly jet (TEJ) has made a dominating contribution to the weakening of the Asian summer monsoon system. The cooling in the high troposphere at mid- and high latitudes and the possible warming at low latitude in the Asian region is likely to be responsible for the inter-decadal weakening of the TEJ. Copyright 08 2007 Royal Meteorological Society
[22]	丁一汇, 孙颖, 刘芸芸, 等. 亚洲夏季风的年际和年代际变化及其未来预测 [J]. 大气科学, 2013, 37(2): 253-280. https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2012.12302 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要本文是对我们近五年在亚洲夏季风年代际与年际变率及其未来预测方面研究的一个综述。主要包括下列三个问题：<br>(1)根据123年中国夏季降水资料和印度学者的分析,检测出亚洲夏季风具有明显的年代际尺度减弱,这种年代际变化使中国东部(包括东亚)和南亚夏季降水的格局在过去60年中发生了明显变化。在东亚,从1970年代后期开始,主要异常雨带有不断南移的趋势,结果造成了南涝北旱的降水分布,这主要受到60～80年年代际振荡的影响。青藏高原前冬和春季积雪的年代际减少与热带中东太平洋海表温度的年代际增加是东亚降水型改变的主要原因,这是通过减弱亚洲地区夏季海陆温差与夏季风强度而实现的。未来亚洲夏季风的预测表明,东亚夏季风和南亚夏季风对气候变暖有十分不同的响应。东亚夏季风在本世纪将增强,雨带北推,尤其在2040年代之后；而南亚夏季风环流将继续减弱。这种不同的变化是由于两者对高低层海陆热力差异的不同响应造成。<br>(2)年际尺度的变率在亚洲夏季风区主要表现为2年与4～7年的振荡。本文着重分析了2年振荡(TBO)形成的过程、机理及其对东亚降水的影响。对TBO—海洋机理进行了具体的改进,说明了东亚夏季风降水深受TBO影响的原因,尤其是阐明了长江型(YRV)TBO和淮河型(HRV)TBO的特征及其形成的循环过程。<br>(3)在总结亚洲夏季风时期遥相关型的基础上,本文提出了季节内和年际尺度的低空遥相关型：即西北太平洋季风的遥相关型与印度“南支”和“北支”遥相关型。它们基本上反映了沿低空夏季风强风速带Rossby波群速度传播的结果。据此可以根据西北太平洋和印度夏季风的变化分别预测中国梅雨和华北雨季来临和降水异常。最后研究还表明,在本世纪亚洲夏季风可能更显著地受到人类活动造成的全球变暖的影响,未来的亚洲夏季风活动是人类排放的CO<sub>2</sub>引起的全球变暖与自然变化(海洋和陆面过程(积雪))共同作用的结果。 [Ding Yihui, Sun Ying, Liu Yunyun et al. Interdecadal and interannual variabilities of the Asian summer monsoon and its projection of future change. Chinese Journal of Atmosphere Sciences, 2013, 37(2): 253-280.] https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2012.12302 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要本文是对我们近五年在亚洲夏季风年代际与年际变率及其未来预测方面研究的一个综述。主要包括下列三个问题：<br>(1)根据123年中国夏季降水资料和印度学者的分析,检测出亚洲夏季风具有明显的年代际尺度减弱,这种年代际变化使中国东部(包括东亚)和南亚夏季降水的格局在过去60年中发生了明显变化。在东亚,从1970年代后期开始,主要异常雨带有不断南移的趋势,结果造成了南涝北旱的降水分布,这主要受到60～80年年代际振荡的影响。青藏高原前冬和春季积雪的年代际减少与热带中东太平洋海表温度的年代际增加是东亚降水型改变的主要原因,这是通过减弱亚洲地区夏季海陆温差与夏季风强度而实现的。未来亚洲夏季风的预测表明,东亚夏季风和南亚夏季风对气候变暖有十分不同的响应。东亚夏季风在本世纪将增强,雨带北推,尤其在2040年代之后；而南亚夏季风环流将继续减弱。这种不同的变化是由于两者对高低层海陆热力差异的不同响应造成。<br>(2)年际尺度的变率在亚洲夏季风区主要表现为2年与4～7年的振荡。本文着重分析了2年振荡(TBO)形成的过程、机理及其对东亚降水的影响。对TBO—海洋机理进行了具体的改进,说明了东亚夏季风降水深受TBO影响的原因,尤其是阐明了长江型(YRV)TBO和淮河型(HRV)TBO的特征及其形成的循环过程。<br>(3)在总结亚洲夏季风时期遥相关型的基础上,本文提出了季节内和年际尺度的低空遥相关型：即西北太平洋季风的遥相关型与印度“南支”和“北支”遥相关型。它们基本上反映了沿低空夏季风强风速带Rossby波群速度传播的结果。据此可以根据西北太平洋和印度夏季风的变化分别预测中国梅雨和华北雨季来临和降水异常。最后研究还表明,在本世纪亚洲夏季风可能更显著地受到人类活动造成的全球变暖的影响,未来的亚洲夏季风活动是人类排放的CO<sub>2</sub>引起的全球变暖与自然变化(海洋和陆面过程(积雪))共同作用的结果。
[23]	蔡琼琼, 周天军, 吴波, 等. 东亚副热带西风急流及其年际变率的海气耦合模式模拟 [J]. 海洋学报, 2011, 33(4): 38-48. URL [本文引用: 1] 摘要分析了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG/IAP)快速耦合气候系统模式FGOALS_gl模拟的东亚副热带西风急流,并讨论了ENSO对东亚夏季副热带西风急流位置的影响.FGOALS_gl能较好模拟东亚副热带西风急流的空间分布以及季节演变,但较之再分析资料,模式模拟的急流强度偏弱,中心偏南.这主要是由于模式模拟的对流层中上层平均温度一致偏冷,且急流轴南部的冷偏差总是强于北部,使得模拟的经向温度差偏弱造成的.FGOALS_gl能合理再现东亚夏季副热带急流位置南北移动的年际变化特征,只是模拟的急流年际变率偏强.分析表明,模式模拟的ENSO偏差是造成西风急流年际变率偏强的重要原因.观测和模拟的东亚夏季副热带西风急流位置的南移多发生在ENSO位相达到峰值之后的夏季,但由于模拟的ENSO强度偏强,峰值多出现在春、夏季,并能维持至翌年秋季,因此,ENSO在其衰减年的夏季,对热带对流层温度异常的加热作用依然很强,造成模式中热带地区的对流层温度异常强于观测,从而导致东亚副热带西风急流年际变率模拟偏强. [Cai qiongqiong, Zhou Tianjun, Wu Boet al. The East Asian subtropical westerly jet and its interannual variability simulated by a cliamtte system model FGOALS_gl. Acta Oceanologica Sinica, 2011, 33(4): 38-48.] URL [本文引用: 1] 摘要分析了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG/IAP)快速耦合气候系统模式FGOALS_gl模拟的东亚副热带西风急流,并讨论了ENSO对东亚夏季副热带西风急流位置的影响.FGOALS_gl能较好模拟东亚副热带西风急流的空间分布以及季节演变,但较之再分析资料,模式模拟的急流强度偏弱,中心偏南.这主要是由于模式模拟的对流层中上层平均温度一致偏冷,且急流轴南部的冷偏差总是强于北部,使得模拟的经向温度差偏弱造成的.FGOALS_gl能合理再现东亚夏季副热带急流位置南北移动的年际变化特征,只是模拟的急流年际变率偏强.分析表明,模式模拟的ENSO偏差是造成西风急流年际变率偏强的重要原因.观测和模拟的东亚夏季副热带西风急流位置的南移多发生在ENSO位相达到峰值之后的夏季,但由于模拟的ENSO强度偏强,峰值多出现在春、夏季,并能维持至翌年秋季,因此,ENSO在其衰减年的夏季,对热带对流层温度异常的加热作用依然很强,造成模式中热带地区的对流层温度异常强于观测,从而导致东亚副热带西风急流年际变率模拟偏强.
[24]	徐建军, 朱乾根, 施能. 近百年东亚季风长期变化中主周期振荡的奇异谱分析 [J]. 气象学报, 1997, 55(5): 620-627. https://doi.org/10.11676/qxxb1997.060 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要运用海平面气压场资料,计算1873-1990年的东亚冬、夏季风强度指数,并利用奇异谱分析方法(SSA)对这百年的东亚季风长期变化的周期活动进行了研究。研究表明:东亚冬、夏季风都存在准2a(QBO)、3-6a(LFO)的年际振荡,16-18a(IDO)的年代际振荡和长期变化趋势。各振荡分量都具有年代际的差别,这种特征QBO表现得最典型。冬季风的QBO在1920年代前振幅较小,且大约呈现12a的大振幅和6a的小振幅波状的周期变化;夏季风的QBO振幅变化与冬季风相反,且大约呈现6a的大振幅和3a的小振幅波状的周期变化。夏季风中的年代际变化影响较小。 [Xu Jianjun, Zhu Qiangen, Shi Neng. The singular spectral analysis of periodic osciliation in long-term variation of East-Asian monsoon in recent century. Acta Meteorologica Sinica, 1997, 55(5): 620-627.] https://doi.org/10.11676/qxxb1997.060 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要运用海平面气压场资料,计算1873-1990年的东亚冬、夏季风强度指数,并利用奇异谱分析方法(SSA)对这百年的东亚季风长期变化的周期活动进行了研究。研究表明:东亚冬、夏季风都存在准2a(QBO)、3-6a(LFO)的年际振荡,16-18a(IDO)的年代际振荡和长期变化趋势。各振荡分量都具有年代际的差别,这种特征QBO表现得最典型。冬季风的QBO在1920年代前振幅较小,且大约呈现12a的大振幅和6a的小振幅波状的周期变化;夏季风的QBO振幅变化与冬季风相反,且大约呈现6a的大振幅和3a的小振幅波状的周期变化。夏季风中的年代际变化影响较小。
[25]	欧进萍, 刘春厚. 渤海海域的风特性统计分析 [J]. 海洋通报, 1997,16(1): 20-28. URL [本文引用: 1] [Ou Jinping, Liu Chunhou. Statistical analysis of wind properties in the Bohai Sea. Marine Science Bulletion, 1997,16(1): 20-28.] URL [本文引用: 1]
[26]	徐建军, 朱乾根. 近百年东亚冬季风的突变性和周期性 [J]. 应用气象学报, 1999, 10(1): 1-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-7313.1999.01.001 URL [本文引用: 1] 摘要该文利用海平面气压场资料,计算了1873～1990年的东亚冬季风强度指数,并用滑动t检验和奇异谱分析方法(SSA)对近百年的东亚冬季风的突变性和周期性进行了研究.研究表明:东亚冬季风强度具有显著的年际及年代际变化.当冬季风强时,中国大部分地区温度降低,蒙古高压升高,阿留申低压加深.当冬季风弱时,天气及环流特点几乎与之相反.东亚冬季风存在QBO、LFO和IDO现象,各振荡分量都具有年代际的差别. [Xu jianjun, Zhu Qiangen. Sudden and periodic changes of East Asian winter monsoon in the past century. Quarterly Journal of Applied Meteorology, 1999, 10(1):1-8.] https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-7313.1999.01.001 URL [本文引用: 1] 摘要该文利用海平面气压场资料,计算了1873～1990年的东亚冬季风强度指数,并用滑动t检验和奇异谱分析方法(SSA)对近百年的东亚冬季风的突变性和周期性进行了研究.研究表明:东亚冬季风强度具有显著的年际及年代际变化.当冬季风强时,中国大部分地区温度降低,蒙古高压升高,阿留申低压加深.当冬季风弱时,天气及环流特点几乎与之相反.东亚冬季风存在QBO、LFO和IDO现象,各振荡分量都具有年代际的差别.
[27]	黄荣辉, 孙凤英. 热带西太平洋暖池上空对流活动对东亚夏季风季节内变化的影响 [J]. 大气科学, 1994, 18(4): 456-465. https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.1994.04.10 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要本文通过1978—1989年热带西太平洋暖池上空的OLR资料、500 hPa高度场和降水的逐旬资料分析了热带西太平洋暖池上空对流活动对东亚夏季风季节内变化的影响。分析结果表明：在菲律宾周围对流活动强的夏季，西太平洋副热带高压在初夏向北突跳明显，即6月突跳明显，并且往往有两次向北突跳，这使得东亚夏季风降水雨带向北突跳明显，因此，雨带不可能在江淮流域维持；相反，在菲律宾周围对流活动弱的夏季，西太平洋副热带高压在初夏向北突跳不明显，即6月突跳不明显，它长期在江南上空维持，这样，东亚夏季风降水雨带往往在长江中、下 [Huang Ronghui, Sun Fengying. Impact of the convective activities over the Western Tropical Pacific warm pool on the interaseasonal variability of the East Asian summer Monsoon. Scientia Atmospherica Sinica, 1994, 18(4): 456-465.] https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.1994.04.10 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要本文通过1978—1989年热带西太平洋暖池上空的OLR资料、500 hPa高度场和降水的逐旬资料分析了热带西太平洋暖池上空对流活动对东亚夏季风季节内变化的影响。分析结果表明：在菲律宾周围对流活动强的夏季，西太平洋副热带高压在初夏向北突跳明显，即6月突跳明显，并且往往有两次向北突跳，这使得东亚夏季风降水雨带向北突跳明显，因此，雨带不可能在江淮流域维持；相反，在菲律宾周围对流活动弱的夏季，西太平洋副热带高压在初夏向北突跳不明显，即6月突跳不明显，它长期在江南上空维持，这样，东亚夏季风降水雨带往往在长江中、下
[28]	徐袁, 钱维宏. 东亚季风边缘活动带研究综述 [J]. 地理学报, 2003,58(1): 1-9. https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2003.z1.017 URL 摘要由于其同时具有的生态脆弱性和气候敏感性,东亚季风边缘研究有利于加深认识季风以及生态系统在过渡带上的特性,而且它对于国家的西部大开发战略以及南水北调工程都有重要的气候学指导意义.从天气学原理角度出发,分析指出青藏高原等地形以及海陆热力差异是对东亚季风边缘影响的重要因子,ENSO和全球变暖等因子对季风边缘活动也有影响.阐述了季风的年际变化,季风边缘,季风边缘进退等概念.通过对代用资料如湖相沉积,湖面大小变化,陆相沉积以及农牧交错带演变研究的综述,对古季风的演变做了分析,指出近几千年来干旱化趋势的存在.利用现有气象观测资料所作的东亚季风边缘的年际和年代际变化很少,这是一个可以深入研究的方面,已有的气候平均态的研究可以对此做一定的指导.同时,北方干旱化和东亚冬季风边缘研究既有区别又有联系,两方面相互促进. [Xu Yuan, Qian Weihong. Research on East Asian summer monsoon: a review. Acta Geographica Sinica, 2003,58(1): 1-9.] https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2003.z1.017 URL 摘要由于其同时具有的生态脆弱性和气候敏感性,东亚季风边缘研究有利于加深认识季风以及生态系统在过渡带上的特性,而且它对于国家的西部大开发战略以及南水北调工程都有重要的气候学指导意义.从天气学原理角度出发,分析指出青藏高原等地形以及海陆热力差异是对东亚季风边缘影响的重要因子,ENSO和全球变暖等因子对季风边缘活动也有影响.阐述了季风的年际变化,季风边缘,季风边缘进退等概念.通过对代用资料如湖相沉积,湖面大小变化,陆相沉积以及农牧交错带演变研究的综述,对古季风的演变做了分析,指出近几千年来干旱化趋势的存在.利用现有气象观测资料所作的东亚季风边缘的年际和年代际变化很少,这是一个可以深入研究的方面,已有的气候平均态的研究可以对此做一定的指导.同时,北方干旱化和东亚冬季风边缘研究既有区别又有联系,两方面相互促进.
[29]	屈文军, 张小曳, 王丹, 等. 西风带研究的重要意义 [J]. 海洋地质与第四纪地质, 2004, 24(1): 125-132. URL [本文引用: 1] [Qu Wenjun, Zhang Xiaoye, Wang Dan et al. The important significance of Westerly wind study. Matine Geology and Quaternary Geology, 2004, 24(1): 125-132.] URL [本文引用: 1]
[30]	江志红, 何金海, 李建平, 等. 东亚夏季风推进过程的气候特征及其年代际变化 [J]. 地理学报, 2006, 61(7): 675-686. https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2006.07.001 URL [本文引用: 1] 摘要利用1951～2001年NECP的逐日再分析资料及中国东部366站1957～2000年逐日降水资料．提出东亚夏季风推进过程的定量指标．分析东亚夏季风推进过程的年代际变化。结果表明：标准降水指数为1．5的等值线较好反映了中国东部夏季雨带的南北移动．以及雨带推进过程中呈现的阶段性与突变性特征。东亚夏季风的推进过程具有显著年代际变化．与夏季风前沿位置有关的指标在20世纪60年代中期前后发生显著变化．与夏季风推进强度有关的指标则在70年代末出现突变。60年代中期前．南海夏季风的建立时间较迟，但北推较快．夏季风前沿到达华北地区时间较早，在华北地区维持时间长，夏季风的北界位置偏北．华北雨季、淮河梅雨明显。70年代末以后南海夏季风的建立时间较早．夏季风前沿附近南风强度明最偏弱．降水主要集中在长汀流域及其以南地区．华北雨季不明显。 [Jiang Zhihong, He Jinhai,Li Jianping et al. Northerly advancement characteristics of the East Asian summer monsoon with its interdecadal variations. Acta Geographica Sinica, 2006, 61(7): 675-686.] https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2006.07.001 URL [本文引用: 1] 摘要利用1951～2001年NECP的逐日再分析资料及中国东部366站1957～2000年逐日降水资料．提出东亚夏季风推进过程的定量指标．分析东亚夏季风推进过程的年代际变化。结果表明：标准降水指数为1．5的等值线较好反映了中国东部夏季雨带的南北移动．以及雨带推进过程中呈现的阶段性与突变性特征。东亚夏季风的推进过程具有显著年代际变化．与夏季风前沿位置有关的指标在20世纪60年代中期前后发生显著变化．与夏季风推进强度有关的指标则在70年代末出现突变。60年代中期前．南海夏季风的建立时间较迟，但北推较快．夏季风前沿到达华北地区时间较早，在华北地区维持时间长，夏季风的北界位置偏北．华北雨季、淮河梅雨明显。70年代末以后南海夏季风的建立时间较早．夏季风前沿附近南风强度明最偏弱．降水主要集中在长汀流域及其以南地区．华北雨季不明显。
[31]	陈隆勋, 张博, 张瑛. 东亚季风研究的进展 [J]. 应用气象学报, 2006,17(6): 711-724. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-7313.2006.06.009 URL [本文引用: 1] 摘要中国气象科学研究院曾长期组织和从事东亚季风及其对中国天气和旱涝影响的研究。该文对中国气象科学研究院在东亚季风研究方面取得成果进行综述,并回顾了20世纪50年代以来国内有关季风的研究活动,也回顾了影响我国天气气候、东亚季风环流系统的提出及其后续的有关东亚和印度季风系统的相互作用,引发中国大陆暴雨生成的水汽输送,表达中国大陆季风活动的季风指数设计等研究结果。综述了南海夏季风爆发、梅雨开始、中国雨季开始及传播等有关研究成果;东亚季风系统中副热带地区低频振荡纬向和经向传播特征及与赤道地区不同之处,东亚低频振荡对El Ni~no形成及夏季东亚热带和副热带季风爆发的可能影响,东亚热带和副热带季风低频振荡对 [Chen Longxun, Zhang Bo, Zhang Ying. Progress in research on the East Asian Monsoon. Journal of Applied Meteorlogical Science, 2006,17(6): 711-724.] https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-7313.2006.06.009 URL [本文引用: 1] 摘要中国气象科学研究院曾长期组织和从事东亚季风及其对中国天气和旱涝影响的研究。该文对中国气象科学研究院在东亚季风研究方面取得成果进行综述,并回顾了20世纪50年代以来国内有关季风的研究活动,也回顾了影响我国天气气候、东亚季风环流系统的提出及其后续的有关东亚和印度季风系统的相互作用,引发中国大陆暴雨生成的水汽输送,表达中国大陆季风活动的季风指数设计等研究结果。综述了南海夏季风爆发、梅雨开始、中国雨季开始及传播等有关研究成果;东亚季风系统中副热带地区低频振荡纬向和经向传播特征及与赤道地区不同之处,东亚低频振荡对El Ni~no形成及夏季东亚热带和副热带季风爆发的可能影响,东亚热带和副热带季风低频振荡对

Direct measurements of ocean surface velocity from space: Interpretation and validation

2005

... 海表风是海洋学与气象学的基本要素,它通过调节海气热通量、湿度、水蒸汽以及气溶胶等影响区域以及全球的气候变化,同时海表风也影响区域海流、波浪、水团等运动,是研究大气与海洋之间能量交换和物质交换的重要因素^[1,2].海表风产生的风能与波浪能可以提供绿色能源,利用与开发风能、波浪能资源是未来研究的热点^[3].根据渤海沿岸各站实测资料与前人的研究,渤海海域年内冬季盛行西北季风,夏季盛行西南季风,偏南、偏东风也会出现^[4,5].平均风速也有明显的季节变化,冬季受南下的冷空气影响,12月出现最大值,平均风速普遍高于7 m/s;春季在气旋活动的影响下,风速仅次于冬季,4月风速较大,平均风速也在6 m/s左右;夏季风速最小,出现在8月^[6,7]. ...

Impact of sea-breeze activity on nearshore and foreshore processes in southwestern Australia

1997

中国南海岛礁建设: 风力发电, 海浪发电

2015

中国南海岛礁建设: 风力发电, 海浪发电

2015

渤海悬浮物浓度分布和水动力特征的关系

2002

渤海悬浮物浓度分布和水动力特征的关系

2002

渤海夏季潮致-风生-热盐环流的数值诊断计算

2004

渤海夏季潮致-风生-热盐环流的数值诊断计算

2004

渤海湾风浪场的数值模拟

2004

渤海湾风浪场的数值模拟

2004

渤海冬季环流形成机制动力学分析及数值研究

1998

渤海冬季环流形成机制动力学分析及数值研究

1998

Stepwise decreases of the Huanghe (Yellow River) sediment load (1950-2005): Impacts of climate change and human activities

2007

... 前人研究主要集中在海表风速、风向的季节变化以及在此变化过程中对波浪的作用、环流的影响,对于风场的长时间多尺度变化过程研究较少^[8,9].海表风是海洋上层运动的主要动力来源,是形成波浪场的直接动力与区域环流场的影响因素,风的发展和变化过程决定海区的波浪变化特征^[10].首先,在长期气候变化背景下区域风应力场会随着气候变化作长期波动变化,而波浪的长期变化过程会随着风应力场的长期变化而变化^[11].其次,风场本身也是海洋大气动力系统中至关重要的因素,在波浪、环流、风暴潮等海洋数值模型中,风场通常首先确定作为输入因子进行模型的构建^[12].第三,风场是影响波候的主要因素,是对航海、海洋资源开发与利用、海洋水文保障、防灾减灾的必要基础^[13].因此,海表风场的研究分析是海洋动力过程、海洋能源开发的重要基础.风向和风速是风场研究领域中描述风场的主要参数,尤其是两者的联合分布至关重要.本文尝试对渤海海域海表风场风速、风向进行多尺度变化特征分析,为研究多尺度的环流运动和动力输沙提供理论基础. ...

Suspended sediment fluxes at an intertidal flat: The shifting influence of wave, wind, tidal, and freshwater forcing

2008

Wave dependence of sea-surface wind stress

1990

中国海陆过渡带-海岸海洋环境特征与变化研究

2011

中国海陆过渡带-海岸海洋环境特征与变化研究

2011

中国近海的环流动力机制研究

2001

中国近海的环流动力机制研究

2001

1988-2009 年中国海波候, 风候统计分析

平均风向的计算方法及其比较

1997

... 计算风向的角度,转动角每次都小于180°且整个时间段内的总变化量不超过360°的情况下,采用单位矢量法计算矢量风向^[14,15],根据数值就可得到平均风向,且与矢量法求得的统计结果基本相同.文中所采用的风向是按照16个方位记录的,累计某一个时期（月）内的各个方位风向的次数,并以各个风向发生的次数占该时期内累计各个不同风向的总次数百分率来统计,即风向频率,参见表1.经过分析得到该月份海域不同风向频率以及各个风向内的平均风速,以1965年4月的风场为例,其中最大值为48.9%,即此时渤海海域主导风向为东南风（NW）. ...

平均风向的计算方法及其比较

1997

风向变化特征在季风模拟评估中的应用

2008

风向变化特征在季风模拟评估中的应用

2008

渤海冬季三维环流数值模拟

1994

... 渤海位于东亚季风区,海表风场表现出明显的季节性特征.冬季风在11月份开始,逐渐增强到次年1月份达到最值,2月份又开始减弱,将11月至翌年2月划分为冬季.夏季风5月形成,到6、7月份达到最大,8月份开始逐渐减弱,因此夏季为5至8月.春、秋季分别为3、4月和9、10月^[16,17].将风场月平均数据进行季节划分,按照冬季(11~2月)、夏季(5~8月)、春季(3~4月)、秋季(9~10月)计算平均值,计算4个季节内风场的风向变化与风速的空间分布. ...

渤海冬季三维环流数值模拟

1994

渤海湾西岸海风时空演变特征观测分析

2013

渤海湾西岸海风时空演变特征观测分析

2013

热带西太平洋暖地的热状态及其上空的对流活动对东亚夏季气候异常的影响

1994

... 冬、夏季风速的线性回归均通过了F检验极显著,表明冬、夏季平均风速呈现下降趋势,冬季极显著,夏季显著.冬季风速在1970年左右有明显的降低趋势,1970年以后趋于稳定.1950~1958年和1960~1968年冬、夏季风速有明显的波动;1970~2011年冬季风速相对稳定,波动不如之前剧烈,夏季尤其明显,风速在4~5.5 m/s之间.东亚夏季风在20世纪60年代中期和70年代末期分别发生过一次突变,导致了风场出现两次减弱现象^[18,19].20世纪70年代中后期由于全球气候变暖,中国的临近海区冬、夏季风变弱,从而引起冬、夏季海表风场的风应力减弱,尤其是径向风应力^[20]. ...

热带西太平洋暖地的热状态及其上空的对流活动对东亚夏季气候异常的影响

1994

我国近海和邻近海的海洋环境对最近全球气候变化的响应

2006

我国近海和邻近海的海洋环境对最近全球气候变化的响应

2006

东亚夏季风爆发和北进的年际变化特征及其与热带西太平洋热状态的关系

2005

... 分别利用图6b中的时间尺度变化成分重构风向的年变化（0.5~2 a）、年际变化（6.7~9.2 a）、年代际变化（13.3~18.4 a）以及利用小波db6重构的趋势变化（图7）.从整体变化趋势线来看,风向角度在1950~2011年间波动变化较强,且呈现上升的趋势（7d）.年代际信号重构中在1970年前后有明显的变化.风向重构信号中存在2个波谷和2个波峰,时段分别为1953~1965年、1976~1983年和1984~1993年和1994~2003年;周期振荡性呈越来越强的趋势.这是由于东亚季风在20世纪60年代中期、70年代末期还有80年代以及90年代初期的突变引起的^[20].在年周期的波动基础上,同时具备显著的年代际尺度周期的变化特征.1970年前后是风场风速、风向的变化时间点,在此后,风速风向进入了新的过程状态. ...

东亚夏季风爆发和北进的年际变化特征及其与热带西太平洋热状态的关系

2005

Inter-decadal variation of the summer precipitation in East China and its association with decreasing Asian summer monsoon. Part I: Observed evidences

2008

... 渤海海表风速、风向的周期性变化受东亚季风的周期变化影响.东亚季风具有明显的年际和年代际变化特征,一般存在2~9 a、10~14 a、20~30 a、40 a的变化周期以及自1970年以来太平洋海表温度明显变暖的年代际变化特征^{[21, 22]}.西风环流和副热带高压共同作用对季风气候产生影响^[23].东亚季风的波动与西太平洋副热带高压异常有关,西太平洋副高的位置以及强度的年代际、年际、季节变化造成了东亚的气候多尺度波动^{[24, 25]}. ...

亚洲夏季风的年际和年代际变化及其未来预测

2013

亚洲夏季风的年际和年代际变化及其未来预测

2013

东亚副热带西风急流及其年际变率的海气耦合模式模拟

2011

东亚副热带西风急流及其年际变率的海气耦合模式模拟

2011

近百年东亚季风长期变化中主周期振荡的奇异谱分析

1997

近百年东亚季风长期变化中主周期振荡的奇异谱分析

1997

渤海海域的风特性统计分析

1997

渤海海域的风特性统计分析

1997

近百年东亚冬季风的突变性和周期性

1999

... 在大尺度上影响或控制东亚夏季风的环流系统有2个,一个是中心位于40°N的东亚夏季高空急流,另一个是位置偏南的西太平洋副热带高压.夏季西太平洋副热带高压的北进存在显著的年际、年代际变化,主要表现在位置的南北移动,周期表现在10~20 a、2~4 a,其中3 a附近最为显著^[26].由于西太平洋副热带高压的演变具有很大尺度变化,因此东亚夏季风的建立、推进过程与北界都存在显著的年代际变化^[27~29].20世纪60年代夏季风的建立时间较迟,但北推较快.夏季风推进位置主要在20世纪60年代中期前后存在显著的变化,推进强度在70年代出现突变^[30].冬季风除了具有长期变化趋势外,还存在2 a、3~4 a、5~6 a的年际周期振荡模态和15~18 a的年代际周期振荡模态^[31].东亚季风具有多尺度的振荡周期以及20世纪70年代前后的突变都导致了渤海风场变化,这种振荡变化减弱表现为渤海海域风速的减小与风向的多尺度变化. ...

近百年东亚冬季风的突变性和周期性

1999

热带西太平洋暖池上空对流活动对东亚夏季风季节内变化的影响

1994

热带西太平洋暖池上空对流活动对东亚夏季风季节内变化的影响

1994

东亚季风边缘活动带研究综述

2003

东亚季风边缘活动带研究综述

2003

西风带研究的重要意义

2004

西风带研究的重要意义

2004

东亚夏季风推进过程的气候特征及其年代际变化

2006

东亚夏季风推进过程的气候特征及其年代际变化

2006

东亚季风研究的进展

2006

东亚季风研究的进展

2006

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1950~2011年渤海地区海表风场的季节特征与多尺度变化分析

Multi-scale Variability of Surface Wind Direction and Speed on the Bohai Sea in 1950-2011

1 数据来源与分析方法

1.1 数据来源

1.2 分析方法

2 渤海海域风场的季节变化

3 渤海海域风场的多尺度分析

3.1 渤海海域风场风速的小波分析

3.2 渤海海域风场风向的小波分析

3.3 渤海海域风向与风速的共振周期

3.4 渤海海域风场变化的影响因素

4 结论

参考文献 文献选项 原文顺序 文献年度倒序 文中引用次数倒序 被引期刊影响因子

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子