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中国沿海海平面异常特征关系分析

卢军治  
【摘要】:本文利用92年10月至2000年2月间的TOPEX/POSEIDON高度计观测图像资料,选取中国沿海五个典型区域,计算其海平面异常特征指数,分析其变化规律,并研究分析与El Nino的相关关系。通过特征指数计算分析发现,各海域海平面异常特征指数存在较为明显的年际变化规律。在这九年间,上半年渤海湾海平面异常特征指数均为负值,下半年为正值,7月份为转换期;渤海湾、黄海、南海北部和巴士及巴林塘海峡与El Nino现象存在较为明显的相关关系。 例如,从头年10月至第二年3月,随太阳到南半球,北太平洋环流(包括黑潮和黄海暖流)减弱,黄海暖流减弱时渤海海水向黄海的反向流动变成主要的海水输运方向,所以渤海海平面在这一时期下降。从4月至9月随太阳向北半球移动,北太平洋环流(包括黑潮和黄海暖流)加强,黄海暖流加强时渤海海水向黄海的反向流动变成次要的海水输运方向,渤海海平面上升。所以,在一般情况下,从10月开始,渤海海平面下降,于2-4月份(春季)达最低点;从4月开始,渤海海平面上升,于9-11月份(秋季)达最高点。渤海海域海平面异常最低点至最高点的变化幅度一般是-10厘米至+10厘米,最高达-15厘米至+15厘米。从下降到上升,有以1年为中心周期的波动。然而,在93年海平面异常特征指数负值持续到10月才转到正值。说明93年El Nino明显减弱了北太平洋环流(包括黑潮和黄海暖流),黄海暖流的减弱引起了渤海海平面恢复推迟。在97年渤海海平面异常特征指数受El Nino影响不大。在98年5月—99年12月(La Nina)渤海海平面异常的正值明显加大,振幅有时超过15厘米。说明La Nina增加了北太平洋环流(包括黑潮和黄海暖流),黄海暖流的增加引起了渤海海平面的抬高。高频的周期波动是渤海出入口海水交换的不平衡引起,有当地气候引起的风因素,还有北太平洋环流(包括黑潮和黄海暖流)波动引起。 同时,利用全球93—98年旬平均风场资料和海平面温度场资料对我国近海海平面高度异常进行相关分析,对相关最大值中心的风速和海平面温度SST方差时间序列与海平面高度异常方差时间序列进行比较,发现两者间有固定的相位差。渤海湾(A区)海平面高度异常与世界各地风场的相关系数在位置(57.5°N,115°E)达到最大正值,在位置(27.5°N,92.5°E)达到最大负值;并且,渤海湾(A区)高度场异常大致落后在两个最大相关位置的风场约3个月或1/4个周期。海平面高度异常与世界各地近地面温度的相关系数分布主要有以下特征:首先,从大值相关区位置分布来看:正、负相关区在南北半球呈对称分布,正相关在南半球,从东至西相关值呈波状变化。在南半球有三个大值相关中心,分别位于非洲大陆南部、澳洲大陆南部和南美大陆中南部。在北半球大值相关中心大致位于印度半岛、欧亚大陆东北部和北美大陆中南部。其次,从最大相关值来看:正负最大相关值在 0.5-----.7范围内。以渤海湾u区)为例,正相关最大值中心与负相关最大值中心 分别为C7.5叩,125叹)和05“N,90吸卜在两个最大相关位置的近地面温度时间序 列比渤海湾(八区)高度场异常时间序列超前约l/4个周期,即3个月时间。这在 一定程度上反映了高度场对温度场变化的迟滞响应。其他各区有相似相关性。 总之,本研究涉及到高度计数据的读取、处理、统计理论的应用。针对中国 近海五个典型海域的海平面异常,通过绘图显示了其变化规律,特别调查了它们 与世界各地的风场、温度场、以及与代表全球海气相互作用的* 小)(事件的相 关关系。


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