台湾海峡冷空气过程及其对表层水温的影响研究

发布时间：2020-03-29 00:04

【摘要】：冷空气是使所经地点气温下降的空气[1]。冷空气过程会对沿海设施以及海上作业安全造成威胁，同时其导致的水温的大幅度下降也会对海水养殖业和海洋生态环境等方面造成重大影响。因此，研究冷空气过程及其对海洋环境的影响具有重要的现实意义和科学意义。本文利用浮标现场观测资料与卫星遥感资料对2007~2012年冬半年的冷空气过程进行统计分析，并研究其对表层水温的影响，同时对表层水温的响应机理进行初步的探讨。通过分析2007~2012年冬半年台湾海峡的海洋气象浮标观测的海面风要素、海面气温与表层水温（SST）资料，结合卫星遥感SST资料以及NCEP再分析热通量数据，对冬半年影响台湾海峡的冷空气过程进行统计分析，并初步分析冷空气过程对台湾海峡表层水温的影响。结果表明，台湾海峡冬半年盛行东北风和北风，，小时平均风速主要在10~15m/s之间，海峡内部风速大于海峡以北；每年的10月至次年的1月，海面气温和表层水温持续下降，1月至2月，海面气温和表层水温相对稳定，但在一定范围内波动，3月份以后，海面气温和表层水温开始逐渐回升，表层水温回升滞后海面气温大约2周时间；冬半年台湾海峡西侧沿岸余流主要为西南向流和南向流，流速主要在10~30cm/s之间，余流以台湾海峡中部最大，宁德附近海域以及海峡北部次之，海峡南部最小。冷空气过程中，风速和气温有明显的4d或8d左右的周期信号。表层水温和表层余流与风速和气温相比而言，周期性信号相对弱一些，主要是由于影响表层水温和表层余流的因素较多。2007~2012年冬半年影响台湾海峡海域的冷空气过程以弱冷空气为主；12月份是冷空气影响台湾海峡次数最多、强度最强的月份。冷空气导致的表层水温下降幅度以台湾海峡北部、平潭岛附近海域最大，为1~2℃，宁德附近海域次之，约为1℃，海峡南部最小，为0.3~0.6℃。冷空气过程中，表层水温的变化滞后于对海面气温和表层余流的变化，滞后时间分别约为1~2d和4~5d。海气相互作用和平流作用对冬半年台湾海峡表层水温的下降起着重要的作用，其中海气相互作用起主要作用。受海气相互作用和平流作用两个不同过程的影响，冷空气过程中台湾海峡表层水温有两次降温过程。第一次降温过程在受到冷空气影响后的2~3d，其主要受海气相互作用的影响；第二次降温过程在受到冷空气影响后的4~6d，其主要受平流作用的影响。
【图文】：

时间序列,浮标,气温,表层流

因 12 月份是冷空气发生次数最多，强度最强的月份，故对 12 月份期间的海面风、海面气温、表层水温以及表层余流进行分析，探讨它们之间的联系。因2010~2011 年 A4 浮标表层流资料缺失，A1 浮标表层流资料不全，故选取 A2 和A3 浮标进行分析；而在 2011~2012 年，因 A3 浮标表层流数据缺失，故选取 A2和 A4 浮标进行分析。

时间序列,风速,气温,时间序列

图 3.2 2011 年 12 月风速、气温、水温以及流速时间序列图（绿线、蓝线、红线和黑线分别代表风速、气温、表层水温和表层余流流速）从 2010~2011 年以及 2011~2012 年风速、气温、表层水温和表层余流流速在月份的时间序列图（图 3.1、3.2）中可以看出四者之间的关系。从总体趋势上看表层水温和气温都随时间呈下降趋势，其中表层水温下降趋势比较平缓，整 12 月份下降幅度在 8℃以内，而气温是在大幅度的振荡中下降的，在整个 12份下降幅度达 15℃以上，特别在冷空气影响台湾海峡期间气温 1~2d 内下降幅可达到 10℃以上。风速和余流流速也是变化较为剧烈的两个要素，受到冷空影响时，会发生较大的变化。风速和表层余流以及气温的变化基本上同步的，稍微滞后一段时间，而表层水温滞后时间较长。对于风速和气温的变化，表层水温的响应有一个滞后。当风速迅速增大，气
【学位授予单位】：国家海洋局第三海洋研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P732;X145

【参考文献】