北太平洋大洋航路的风场气候变化特征
北大西洋海表风速季节特征及长期变化趋势分析
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]。
不同海域大气环境特征与气象条件的比较分析
不同海域大气环境特征与气象条件的比较分析近年来，随着全球气候变化的加剧，各海域的大气环境特征和气象条件也表现出了一定的差异。
通过对不同海域的比较分析，可以更好地了解各个海域的气象特点，并为相关领域的研究和应用提供重要参考。
一、北大西洋海域北大西洋是全球重要的海洋区域之一，其大气环境特征与气象条件具有独特性。
这一海域的气候类型主要是温带海洋性气候，具有温暖的夏季和相对温和的冬季。
由于北大西洋海域与北极地区相邻，冬季期间受到极地气团的影响，常常会出现强烈的寒潮天气和大风天气。
而夏季则主要受到温暖的海洋暖流的影响，气温适中且降水相对较多。
二、太平洋海域太平洋是世界上最大的海洋，其大气环境特征和气象条件也因地区而异。
在太平洋海域的西部，特别是亚洲附近的地区，气候类型主要是热带季风气候。
这里夏季湿热，气温高，季风雨量充沛；而冬季则相对干燥清爽，降水较少。
而太平洋海域的东部，尤其是北美西海岸附近，受到北美大陆的影响，气候类型主要是西海岸海洋性气候。
这里夏季相对凉爽，冬季温暖而湿润，降水相对较多。
三、印度洋海域印度洋是全球气候变化的重要焦点海域之一，其大气环境特征和气象条件具有一定的特殊性。
由于位于赤道附近，印度洋海域的气候类型主要是热带季风气候。
这里夏季湿热多雨，气温较高；而冬季则相对干燥，降水相对较少。
此外，印度洋海域还常受到热带气旋的影响，这是一种强大的气象系统，可能导致暴雨、风暴潮等极端天气事件。
四、南极洲海域南极洲是地球上最寒冷的地区之一，其大气环境特征和气象条件自然与其他海域有所不同。
南极洲海域的气候类型主要是寒带海洋性气候，极地带的冰雪覆盖导致极低的气温和干燥的气候。
冬季期间，南极洲海域通常会出现极寒天气和强风天气，气温常常低于零下50摄氏度。
此外，由于南极洲位于南极圈内，极夜和极昼的交替也对当地的大气环境和气象条件产生了重要影响。
不同海域的大气环境特征和气象条件的比较分析能够为各个领域的研究和应用提供重要的基础数据和参考依据。
大洋环流
•渤海中部常年存在一顺时针环流，冬季的形成可能与风场有关，夏季的形成可能与渤海中部的暖水团有关
•渤海海峡口附近的环流为北进南出
•辽东湾、渤海湾和莱州湾的环流各有特点，存在比较典型的季节变化
黄海环流系统特点
•黑潮对黄海的环流系统，特别是对马暖流和黄海暖流的影响较大
•地形对环流的影响也比较大，黄海暖流和对马暖流基本上沿着等深线运动
（1）Stommal西向强化理论
• 准地转位涡方程中假定底摩擦最重要，忽略其他项，只保留Beta项：
•Stommal能够解释出现西边界流的原因，并能给出相对合理的西边界流场
（2）Munk西向强化理论
准地转位涡方程中假定侧摩擦最重要，忽略其他项，只保留Beta项：
•Munk解不仅可以得到西边界流，还可以解出回流区
（3）正压、斜压运动的特点（联系后面的泰勒-普劳德曼定理、热成风关系）
3、涡度，涡度方程=>热成风关系，泰勒-普劳德曼定理
（1）涡度： ，速度场的旋度定义为涡度，海洋运动中势函数运动没有涡度，流函数运动才有涡度。逆时针运动的涡度为正值，顺时针运动的涡度为负值。海洋中最重要的涡度分量是Z方向的涡度。
（2）涡度方程：对运动方程求旋度，得到涡度方程
•垂直温度（密度）的变化影响着流动的方向（赤道潜流、北赤道流和黑潮延伸体）。
•有时流动沿着等深线（东海黑潮、近海环流）或者纬线（南太平洋海流），遇地形流动会发生变化（黑潮延伸体）。
•存在顺时针和逆时针的环流，很强的西边界流。
•
海洋环流大尺度运动特点
•运动空间尺度特点：
运动的空间尺度很大，基本在100 km以上。
涡度方程变为：
（流体的流动垂向无剪切，与热成风关系对应）
西北太平洋海表风速特征分析
ｗｉ ｔ ｈ ｗｉ ｎ ｄ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ ７ ｍ／ ｓ ． Ｉ ｎ ｓ ｐ ｒ ｉ ｎ ｇ， ｔ ｈ ｅ ｗｉ ｎ ｄ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｊ ａ ｐ ａ ｎ Ｓ ｅ ａ ， Ｙｅ ｌ ｌ ｏ ｗ Ｓ ｅ ａ ａ ｎ ｄ Ｂ ｏ ｈ ａ ｉ Ｓ ｅ ａ ｉ ｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ７ ｍ／ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ Ｔａ ｉ ｗａ ｎ Ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｔ ｉ Ｓ ｕ ｐ ｔ ｏ ９ ｍ／ ｓ ｏ ｒ ｍｏ ｒ ｅ ． Ｉ ｔ ｉ Ｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ８— １ ０ ｍ／ ｓ ｉ ｎ ｗｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ． Ｖｉ ｅ ｗｅ ｄ
ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ＱＮ ｍｉ ｘ ｅ ｄ ｗｉ ｎ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｏ ｆ ｈ ｅ ａ ｖ ｙ ｗｉ ｎ ｄ ｉ ｎ ｓ ｐ ｒ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ
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海底两万里中出现的气候类型
海底两万里中出现的气候类型
在儒勒·凡尔纳的《海底两万里》中，小说描述了尼莫船长驾驶的“鹦鹉螺号”潜艇在全球各大洋深海及沿岸地区的探险旅程。
虽然书中并没有详尽列出所有经过地点的具体气候类型，但通过故事中的地理跨越和描述，可以间接涉及多种气候类型：
1. 热带雨林气候：当鹦鹉螺号穿越赤道附近的海域时，可能会途径热带雨林气候区，例如亚马逊河口或马来群岛附近。
2. 热带季风气候：如果潜艇经过印度洋或太平洋的某些区域，会遇到热带季风气候影响的地区。
3. 温带海洋性气候：在北大西洋或靠近欧洲西海岸的部分区域，由于受到暖流影响，呈现温带海洋性气候特征。
4. 地中海气候：地中海海域及其周边地区具有典型的地中海式气候特点。
5. 极地气候：鹦鹉螺号在南、北极附近海域探索时，则会遭遇极地气候条件，包括寒冷、冰雪覆盖以及长时间无日照的情况。
请注意，《海底两万里》主要是一部科幻与冒险小说，并非一部详细阐述气候分布和类型的学术著作，书中更多聚焦于对未知海域的想象、生物多样性的描绘以及对当时科技与自然界的探讨。
厄尔尼诺年西北太平洋异常反气旋的年际变化特征及其影响
厄尔尼诺年西北太平洋异常反气旋的年际变化特征及其影响厄尔尼诺现象是指赤道中东太平洋海温异常升高，伴随着大规模的海洋环流变化。
在厄尔尼诺事件中，西北太平洋地区常常出现异常反气旋活动。
本文将探讨厄尔尼诺年西北太平洋异常反气旋的年际变化特征以及其对气候的影响。
厄尔尼诺年西北太平洋异常反气旋的年际变化特征主要表现在反气旋持续时间、强度和空间分布方面。
在厄尔尼诺事件发生的年份，西北太平洋附近的反气旋可以更加持久，并且其强度也有所增强。
此外，异常反气旋的空间分布也会发生变化，通常会向西、北方向扩展。
影响方面，厄尔尼诺年西北太平洋异常反气旋对气候的影响主要体现在降水和风场的变化上。
在异常反气旋的控制下，西北太平洋地区的降水量通常会偏多。
同时，异常反气旋还影响着风场分布，使得西北太平洋地区出现异常的风速和风向。
这种年际变化特征对许多领域都产生了重要的影响。
首先，农业方面受到了较大的影响。
在异常反气旋的控制下，降水增多可能导致洪涝灾害的发生，对农作物的生长和收成造成巨大影响。
另外，异常风场也会给农业生产带来挑战，对农作物的种植和养殖具有不利影响。
其次，渔业也是受到厄尔尼诺现象影响最为明显的行业之一。
异常降水导致海水淡化，破坏了海洋生态系统的平衡，对海洋生物的生长和繁殖产生不利影响。
此外，异常风场也会影响渔民的作业活动，增加了渔业的风险和不确定性。
此外，厄尔尼诺年西北太平洋异常反气旋的年际变化特征还对能源行业和交通运输等领域产生了重要的影响。
降水增多可能导致水电供应充足，但也增加了水利工程的管理难度。
风场的变化也会直接影响风能的开发和利用。
对于交通运输业来说，异常反气旋可能导致恶劣的天气条件，对海上和空中的交通安全构成威胁。
综上所述，厄尔尼诺年西北太平洋异常反气旋的年际变化特征及其影响十分显著。
我们应该密切关注这一现象，加强气象监测及预测，以便更好地应对可能出现的极端天气事件，减轻其对各行业的不利影响。
东亚—西北太平洋海平面气压场的动力特征分析
东亚—西北太平洋海平面气压场的动力特征分析东亚—西北太平洋海平面气压场的动力特征分析引言：东亚—西北太平洋是一个重要的海洋和气候系统，其海平面气压场的变化对周边地区的气候和天气产生重要影响。
本文将对东亚—西北太平洋海平面气压场的动力特征进行分析，以期更好地理解这一气候系统的变化规律。
一、东亚—西北太平洋气候系统的基本特征东亚—西北太平洋气候系统包括海洋和大气两部分，其中海洋主要指西北太平洋，大气主要指东亚地区。
该气候系统具有以下特征：东亚地区属于季风区，具有明显的季风变化；西北太平洋海洋环流复杂，包括风暴槽、热带漩涡等；东亚和西北太平洋地区之间存在明显的相互影响。
二、东亚—西北太平洋海平面气压场的变化特征1. 季节变化：东亚—西北太平洋海平面气压场的季节变化明显，夏季为负异常，冬季为正异常。
这与季风气候的特点相一致，夏季低气压主要位于西太平洋暖池地区，冬季高气压主要位于高纬度地区。
2. 年际变化：东亚—西北太平洋海平面气压场的年际变化较为显著，表现为持续几年的异常状态。
这些年际变化与ElNiño和La Niña现象密切相关。
El Niño年份海平面气压场呈现负异常，而La Niña年份则为正异常。
3. 长期变化：东亚—西北太平洋海平面气压场的长期变化趋势目前还没有得出明确的结论。
然而，一些研究表明，近年来的气候变化可能对其产生影响。
例如，全球变暖可能导致西北太平洋的温度升高，从而改变了大气环流，进而影响海平面气压场。
三、东亚—西北太平洋海平面气压场变化的动力机制1. 热力效应：热力效应是东亚—西北太平洋海平面气压场变化的重要动力机制之一。
海洋和大气的相互作用导致了气候系统的变化，热带海洋暖池的加热会改变大气环流，从而影响海平面气压场。
2. 季风效应：季风效应是东亚地区气候变化的重要因素之一，也对海平面气压场产生影响。
夏季季风使得东亚地区气压降低，形成低气压，而冬季季风则使得东亚地区气压升高，形成高气压。
西北太平洋负的风应力旋度
西北太平洋负的风应力旋度
西北太平洋是一个广阔的海域，其海洋环境复杂多变，其中风应力旋度是影响海洋环境的重要因素之一。
风应力旋度是指风场对海洋表面产生的旋转力，其大小和方向对海洋环流和海洋生态系统都有着重要的影响。
一、风应力旋度的形成
风应力旋度的形成与风场的变化有关。
在西北太平洋，季节性风场变化是主要的风场变化形式。
夏季，西北太平洋的风场呈现出东南风的特点，而冬季则呈现出西北风的特点。
这种季节性风场变化会导致风应力旋度的变化。
二、风应力旋度的影响
风应力旋度对海洋环流和海洋生态系统都有着重要的影响。
首先，风应力旋度会影响海洋环流的形成和演变。
在西北太平洋，风应力旋度的大小和方向会影响海洋表面的流动，从而影响海洋环流的形成和演变。
其次，风应力旋度还会影响海洋生态系统的稳定性。
在西北太平洋，风应力旋度的变化会影响海洋生态系统中的浮游生物和底栖生物的分布和数量，从而影响整个海洋生态系统的稳定性。
三、风应力旋度的研究
风应力旋度的研究对于了解西北太平洋的海洋环境和生态系统具有重要的意义。
目前，研究人员通过观测和数值模拟等手段来研究风应力旋度的变化和影响。
通过这些研究，人们可以更好地了解西北太平洋的海洋环境和生态系统，为保护和管理海洋资源提供科学依据。
总之，西北太平洋负的风应力旋度是影响海洋环境和生态系统的重要因素之一。
了解其形成和影响对于保护和管理海洋资源具有重要的意义。
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图 １ 年平均风速分布（ 单位 ： ｍ ／ ｓ ）
从 图 １可见 ， 受 西 风带 和信 风带 的影 响 ． 在 北 太平
为界 ， 将研 究 区域 划分 为高 、 低 纬度 海域 。
为分 析 北太 平洋 风 速 的时 空分 布特 征 ．将北 太 平 洋 １ ９ ６ ０ －２ ０ １ ０年 的 风 场 风 速 日平 均 数 据 在 每 一 个 数 据格 点上 进 行 月平 均 和年 平均 ， 分 别分 析 年 、 月平 均 风 速和 最大 风速 的分 布 特点 。 在 大风 （ 日平均 风速 为 ６级 及 以上 ） 的 出现 频率 变 化及 趋 势分 析 中 ， 用 所 选 区域 每
对 北 太 平 洋 研 究 区域 的 １ ９ ６ ０ －２ ０ １ ０年 风场 风 速 进 行年平 均 得到 图 １ 。
的大 洋航 路 提供相 关 的参 考依 据 。 关于 世界大 洋航路所 在 海域 的气候 变化 ． 已有不 少
国 内外学 者［ １ － ６ ｌ 进 行相 关研 究 。 本文 利 用 １ ９ ６ ０ －２ ０ １ ０年
一Байду номын сангаас
度 变化率 。
１ 风速 的气 候 变化特 征
些 重 要航 线 。 如 远东 一北 美 西海 岸 各港 航 线 ， 远东 一
加 勒 比海 、 北美 东 海岸 各 港航 线 以及 远东 一北 印度 洋 、
１ ． １ 平 均风速 的 分布特 点
１ ． １ ． １ 年平 均风 速 的分布 特点
个 格 点 的 日平均 ６级 以上风 速 求取 在 每个 月份 的 出现 频率 ， 得 到每 个 格 点 ５ １个 时 次 的 风速 频 率 ， 分 别计 算
各 网格 点 的线性 变 化趋 势 。
为分 析 风力影 响范 围 的气候 变 化特 征 ．引入 风 区
有 赤道辐 合带 附近 的年平均 风速在 ４～ ５ ｍ ／ ｓ 。
北太平洋大洋航路的风场气候变化特征
武 汉理 工 大 学 李正 强 文 元桥 吴 力 川
０ 引 言
某一时段内（ 如 １ ａ ） 相 同风 力 等 级 的风 所 影 响 的 海 域 范 围 。风 区纬 向变 化指 数 是指 风 区南北 边 界 的平 均 纬
北 太平 洋 西濒 亚洲 ， 东Ｉ 临北 美 洲 ， 介 于赤 道 以北 与 极地 附 近之 间 ． 是 世 界远 洋运 输 的繁忙 水域 。 该 海域 的
１ ９ ７ ４：３ －２ ２２ ．
应用气象学报 ， １ ９ ９ ５ ， ６ （ １ ） ： ４ ３ — ４ ９ ．
【 ４ 】 ＷＡＮ Ｇ Ｙ Ｑ ． Ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｒ ｏ ｐ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｙ ｃ ｌ ｏ ｎ ｅ ［ Ｚ ］ ． ２ ０ １ ０ ．
洋存 在着 ２个 大风 区域 ． 分 别分 布 在低 纬 ｌ ０～２ ０ 。 Ｎ 和
高纬 ４ ０～ ５ ５ 。 Ｎ。 这 ２个大 风 区域在 航海 上尤 为重 要 。 平 均 风速 达 到 ８ ｍ ／ ｓ 左 右 ．高 纬度 向南 影 响 范 围到 ４ ０ 。 Ｎ 纬线 附近 ， 低 纬 度 向北 影 响到 ｌ ８ 。 Ｎ 纬线左 右 。远 洋船 舶在航 线设计 和选取 气候航 线 时 ， 应该 对此 大风 区域 的 大 风强 度 和影 响范 围重 点 考虑 ， 以达到 经济 、 安 全 的航 行 目 的 。高 纬 度 海 域 基 本 被 ７ ｍ／ ｓ 风速风场所覆 盖 ， ８ ｍ ／ ｓ 风速 范 围也 在 ４ ０ ％左 右 ， 而低 纬度则 多 为 ６ ｍ ／ ｓ风 速， 一部 分地 区可达 到 ７ ｉ ｒ ｄ ｓ ， １ ０—２ ０ 。 Ｎ， １ ５ ０ 。 Ｅ～１ ６ ０ 。 Ｗ 的年 平均 风速 可 以达 到 ８ ｍ ／ ｓ 。 除与陆 地交 界处 之外 ， 只
共５ １ 年 的风场资 料 ． 通 过线 性 回归 等数 据分 析方法 ， 分 。 ｏ
析北 太 平洋 大 洋航 路 风速 、 风场范围、 特定 风 速 范 围边
导 。 ｏ 。 。 。。
界 的气 候变 化 特征 ， 并 根 据研 究分 析 结果 ， 对 北 太平 洋 大洋 航路 和 船舶航 线 设计 提 出一些 思路 和建 议 。 文 中采 用 的数 据 为 １ ９ ６ ０ －２ ０ １ ０年 的 Ｎ Ｃ Ｅ Ｐ（ ｔ ｈ ｅ
１ ． １ ． ２ 月平 均 风速 的分 布特 点 从 月 平 均风 速 的分 布来 看 ， 冬 半年 （ １ Ｏ月一 次年 ３ 月） ， 整个 洋 面 的平均 风 速为 ９ ｍ ／ ｓ 左右 ， 在 白令 海 海域
面积 指数 和 风 区纬 向变 化指 数 。定 义 风 区面 积指 数 为
１ ２ ０ 。 Ｅ １ ５ ０ 。Ｅ １ ８ ０ 。 Ｗ １ ５ ０ 。Ｗ １ ２ ０ ￣Ｗ ９ ０ ￣Ｗ
Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ） １ ０ ｍ高 度 的风场再 分析 资料 ， 风速 大小 为每天 ４个 观测 时刻 的平 均风 速 ， 其 范 围覆 盖 全球 海 域 ， 时 间 分 辨率 为 日 ， 空 间
地 中海 、 西 北 欧航 线 等 ， 都是货运量较大 、 运输 较 繁 忙 的航 线 。这 些 航线 对 天气 要 素 的变化 具有 一 定 的依 赖
性。 而 一些 天气 要 素 的特 点 以及 气候 变化 规 律 ， 对交 通 运输 、 大 洋 航路 以及 航 路设 计 等产 生一 定 的影 响 ， 因而 研究 风 场气 候 变化 具 有一 定 的积 极意 义 ，可 为该 海 域