北大西洋海表风速季节特征及长期变化趋势分析
世界著名大风浪海区情况介绍
世界著名大风浪海区情况介绍［ 来源：江苏海员服务网 点击数： 523 更新时间：2010-8-20 文章录入：wuqian ］一、中国近海 中国近海冬夏季风交替显著，为季风气候区。
中国近海大致可分4个气候区：渤、黄海为暖温带季风气侯区，东海为亚热带季风气候区，南海大部分海域为热带季风气候区，北纬10°以南的南海属赤道季风气候。
10月～翌年3月盛行偏北季风，渤海和黄海北部多西北风，黄海南部和东海北部多北风，南海则多东北风，风速由北往南增大；1月6级以上大风频率在20％以上，济州岛附近和台湾海峡大风频率高达40～50％。
6～9月盛行夏季季风，渤、黄、东海多东南或南风，南海多南或西南风。
风速由北向南增强，大风频率，渤海和黄海北部不到5％，黄海南部和东海为5～10％，南海为5～20％。
此外，各海区还不同程度地受冷空气、温带气旋、热带气旋和台风的影响。
10月～翌年5月，来自西伯利亚冷高压的冷空气常影响中国近海。
冷空气过境时，常有大风，最大可达10级以上，并持续数天。
冷空气强盛时就成为寒潮，渤、黄海近岸最低温在5℃以卜，降温幅度达10～21℃，寒潮持续天数最短为2～3天，最长为8～10天。
气旋 7～9月为中国近海热带气旋的盛期，平均每年出现热带气旋29次，以南海最多，东海次之，渤海最少。
热带气旋，渤海最频繁在7月，东海在8月，南海在9月。
台风（8～11级）和强台风（大于12级）在热带气旋中所占的比例，南部海区大于北部海区。
黄、东、南海台风占热带气旋的比例分别为31.5％、37.7％和59.4％，强台风的比例分别为31.9％、40％和13.5％。
渤海仅7～8月有热带气旋活动，于1949～1978年间，侵入渤海的强台风2次（1972和1973年7月），台风3次，热带气旋4次。
热带气旋的移动途径分向西、向东北和在中国登陆3类，各占19％、49％和27％。
每年平均有7次在中国登陆。
南海生成的热带气旋，无一定移动规律性，仅25％在越南登陆。
北大西洋海表风速季节特征及长期变化趋势分析
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｌ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｓ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｗｉ ｎ ｄ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ａ ｎｄ ｉ ｔ ｓ ｌ ｏ ｎ ｇ ｔ ｅ ｒ ｍ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｅ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ Ａｔ ｌ ａ ｎ ｔ ｉ ｃ Ｏｃ ｅ ａ ｎ
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北大西洋涛动的特征及其对东亚地区气候的影响
Advances in Marine Sciences 海洋科学前沿, 2021, 8(1), 1-10Published Online March 2021 in Hans. /journal/amshttps:///10.12677/ams.2021.81001北大西洋涛动的特征及其对东亚地区气候的影响汪迁迁1,21成都信息工程大学大气科学学院，四川成都2象辑知源(武汉)科技有限公司，湖北武汉收稿日期：2020年6月25日；录用日期：2021年1月10日；发布日期：2021年3月10日摘要本文利用NCEP/NCAR近70年(1948~2020年)的海平面气压、气温、位势高度等再分析资料和GPCP近50年(1979~2020年)全球月平均降水资料，讨论了北大西洋涛动及其正负相位转换过程的基本特征，研究表明：NAO全年均存在但在冬季最强，且NAO正负相位的转换对东亚大气环流形式有着显著影响。
采用相关分析和合成分析方法，对冬夏两季的NAO与东亚地区的环流形势、冬季气温和夏季降水进行研究，发现北大西洋涛动与东亚地区的气候有着明显的相关性，且因季节不同，对冬夏两季东亚地区的气候影响也不同。
当北大西洋涛动表现较强时，东亚冬季风偏弱，夏季风偏强，东亚地区冬季气温整体偏高，夏季东亚北部地区降水偏多，南部及西南部降水偏少；反之，当北大西洋涛动较弱时，东亚冬季风偏强，夏季风偏弱，东亚冬季气温偏低，夏季东亚北部地区降水偏少，南部偏多。
关键词北大西洋涛动，相位转换，NAO指数，东亚地区气候Characteristics of the North AtlanticOscillation and Its Impact onEast AsiaQianqian Wang1,21School of Atmospheric Sciences, Chengdu University of Information Technology, Chengdu Sichuan2Xiangji Zhiyuan (Wuhan) Technology Co., Ltd., Wuhan HubeiReceived: Jun. 25th, 2020; accepted: Jan. 10th, 2021; published: Mar. 10th, 2021汪迁迁Abstract In order to further study the characteristics of the North Atlantic Oscillation (NAO) and its influ-ence on East Asia, this paper discusses the basic features of the North Atlantic Oscillation and its positive and negative phases conversion process by using the monthly average reanalysis data of sea level pressure, temperature and potential height of NCEP/NCAR in the past 70 years (1948~2020) and the global monthly average precipitation data of GPCP in the past 50 years (1979~2020). Re-search shows that NAO exists all year round but performs best in winter, and the phase conversion of NAO has significant effects on the atmospheric circulation in East Asia. After that, we used cor-relation analysis and synthetic analysis methods to study the relationship between NAO and the circulation situation in East Asia, winter temperature and summer precipitation in the different seasons. The results show that there is a significant correlation between the North Atlantic Oscil-lation and the climate of East Asia, and its influence performed quite differently in winter and summer. When the North Atlantic Oscillation is strong, the East Asian winter monsoon is weak and the summer monsoon is strong. The overall winter temperature in East Asia is relatively high. In summer, there is more precipitation in the northern part of East Asia and less precipitation in the south and southwest; conversely, when the North Atlantic Oscillation is weak, the East Asian win-ter monsoon is strong, the summer monsoon is weak, the East Asian winter temperature is rela-tively low, and in summer the northern part of East Asia has less precipitation and the southern part is more. KeywordsNorth Atlantic Oscillation, Phase Conversion, NAO Index, Climate in East AsiaCopyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言近年来，越来越多的人们开始关注NAO 对各个国家及地区气候要素的影响，特别是2000年以后，北大西洋洋面和其东部邻近地区的温度上升趋势逐渐加强。
海洋环流复习
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为什么流速强？
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46
第六节 泰勒-普劳德曼定理
• 涡度方程中如果运动达到定常状态，同时外力作用可以
忽略（大尺度运动），斜压项为0（正压流体）：
•
忽略相对涡dd度t0a ： a
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加纳利上升流系统
普遍存在
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安哥拉海流
印度洋的季风与环流
南赤道流都有 印度洋不会到达赤道以北 赤道上有夏季西南季风流 冬季东北赤道 流 太、西在赤道以北 冬季赤道逆流只有 一条 西边界夏季索马里海流
南部的环流型，在总的特征上与南太平洋和南大西洋 的环流型相似，而北部则为季风型环流，冬夏两半年 环流方向相反。
阿古拉斯海流
• 位于30°S以南，世界上最强的海流之一，季节变 化较小
• 平均流速1.6 m/s，最大可达2.5 m/s • 流量31°S约为70 Sv，向南逐渐增加，35°S达到
95～135 Sv • 存在上升流，与风应力无关，而与等温线倾斜程
度有关
非洲南岸存在着
强大的西向阿古
拉斯海流，根据
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离心力包含在
运动方向垂直
有势力里面
旋转坐标系下的运动方程和非旋转坐标系下的方程
相比，多了惯性力项，特别是科氏力的出现，使得 旋转坐标系下的运动更具特点
海洋温度、盐度和密度的分布与变化
3.4。
1海洋温度、盐度和密度的分布与变化世界大洋的温度、盐度和密度的时空分布和变化，是海洋学研究最基本的内容之一。
它几乎与海洋中所有现象都有密切的联系.从宏观上看,世界大洋中温、盐、密度场的基本特征是,在表层大致沿纬向呈带状分布,即东—西方向上量值的差异相对很小；而在经向，即南-北方向上的变化却十分显著。
在铅直方向上，基本呈层化状态，且随深度的增加其水平差异逐渐缩小，至深层其温、盐、密的分布均匀。
它们在铅直方向上的变化相对水平方向上要大得多，因为大洋的水平尺度比其深度要大几百倍至几千倍。
图3—10为大洋表面温、盐、密度平均值随纬度的变化.一、海洋温度的分布与变化对整个世界大洋而言，约75%的水体温度在0～6℃之间，50％的水体温度在1。
3～3。
8℃之间，整体水温平均为3.8℃。
其中，太平洋平均为3.7℃，大西洋4。
0℃，印度洋为3.8℃.当然，世界大洋中的水温，因时因地而异，比上述平均状况要复杂得多,且一般难以用解析表达式给出.因此，通常多借助于平面图、剖面图，用绘制等值线的方法，以及绘制铅直分布曲线，时间变化曲线等，将其三维时空结构分解成二维或者一维的结构，通过分析加以综合，从而形成对整个温度场的认识.这种研究方法同样适应于对盐度、密度场和其它现象的研究.（一)海洋水温的平面(水平)分布1。
大洋表层的水温分布进入海洋中的太阳辐射能,除很少部分返回大气外，余者全被海水吸收，转化为海水的热能。
其中约60％的辐射能被1m厚的表层吸收，因此海洋表层水温较高。
大洋表层水温的分布，主要决定于太阳辐射的分布和大洋环流两个因子。
在极地海域结冰与融冰的影响也起重要作用。
大洋表层水温变化于-2～30℃之间，年平均值为17。
4℃。
太平洋最高，平均为19.1℃;印度洋次之，为1 7。
0℃；大西洋为16.9℃.相比各大洋的总平均温度而言，大洋表层是相当温暖的。
各大洋表层水温的差异，是由其所处地理位置、大洋形状以及大洋环流的配置等因素所造成的。
新高考地理气压带和风带及气候(解析版)
气压带和风带及气候1．（2022·福建漳州·三模）阅读图文材料，完成下列要求。
在东非高原的塞伦盖蒂和马萨伊马拉之间，每年都会出现壮观的动物大迁徙。
每年1-2月份角马大军回到丙地附近产仔，3月份携幼崽开始逐水源、青草迁徙，9-10月到达马萨伊马拉地区。
下图示意角马迁徙路线。
(1)解释角马群在马萨伊马拉与塞伦盖蒂之间迁徙的原因。
(2)用箭头在迁徙路线上标注角马迁徙方向并说明依据。
【答案】(1)塞伦盖蒂和马萨伊马拉（热带草原气候）干湿季分明；塞伦盖蒂和马萨伊马拉存在纬度（南北）差异，随赤道低气压带的季节移动，两地进入旱季或雨季的时间存在差异，角马群追随水草发生南北迁徙。
(2)在丙地产仔后，往西北沿河流迁徙水草更为充足，利于幼崽存活。
【解析】本题以角马迁徙路线相关图文为材料，涉及角马群在马萨伊马拉与塞伦盖蒂之间迁徙的原因和角马迁徙方向及理由，考查获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力，体现了区域认知、综合思维、地理实践力等学科素养。
(1)塞伦盖蒂和马萨伊马拉地处东非高原，为热带草原气候，一年分明显的干湿两季；塞伦盖蒂和马萨伊马拉存纬度不同，因此两地进入干季或湿季的时间存在差异，赤道低气压带向北移动时，马萨伊马拉降水较多，草类茂盛；赤道低气压带向南移动时，塞伦盖蒂降水较多，草类茂盛。
为了寻找充足的食物，角马群追随水草发生南北迁徙。
(2)“每年1-2月份角马大军回到丙地附近产仔，3月份携幼崽开始逐水源、青草迁徙”，据此可知，从丙地离开时，角马群中有大量幼崽，为了保证幼崽的存活，需沿着水草丰富的路线前进。
图中从丙到乙，从乙到甲，沿线河流较多，水草更为充足，能够满足幼崽成长所需的水和食物。
2．（2021·全国·高三专题练习）阅读图文资料，完成下列要求。
荷兰位于欧洲西部，常年多大风，其港口小镇罗曾堡航运发达，早期建有大致南北流向的卡兰运河发展贸易，由于货船体积日益增大，狭窄的水路航行受强风的影响日益加剧（左图）。
各大洋及重点海域基本气象和海况介绍-Final
三. 重点海域气象和海况
19.南海：南海热带海洋性季风气候非常明显，每年10月以后，从西伯利亚和蒙 古高原吹来的冬季气流不断奔向中国南方海洋。所以南海与南海诸岛每年11 月至次年3月盛行东北季风，平均风力5到6级，超过7级大风频率达到5%； 每年4月开始，南海与南海诸岛转而受热带与赤道海洋气团的影响，5月至9 月盛行西南季风，平均风力4到5级，除受台风影响的时候，海面相对平静； 尤其7月到11月台风最为强烈，这些台风七成来自菲律宾以东的西太平洋面 和加罗林群岛附近洋面，破坏了巨大。还有三成来自南海的西沙群岛和中沙 群岛附近海面，我们俗称“土台风”。
三. 重点海域气象和海况
14.加勒比海：海区大部分位于北纬10°～20°间，属热带气候，全年盛行东北风， 平均风力6到7级，冬季风力超过7级大风频率达到10%，高温、潮湿，大气处 于不稳定状态。每年6 ～11月中、北部出现热带风暴，9月最频，风速可超过 33.5米/秒。加勒比海的雾气 天气较少。
三. 重点海域气象和海况
三. 重点海域气象和海况
3.红海：受副高和信风带控制，形成热带沙漠气候 ，每年的10月～次年4月风浪较大 ，平均风力6到7级，风力超过7级大风频率达到5％，夏季受地中海气候影响，西 北风偏多，风力较小4到5级，海面平静。因为气候的原因，使得红海水面比周围 海域的水面要低，使得表层 洋流向红海流动 。
西北太平洋海表温度的季节变化特征
西北太平洋海表温度的季节变化特征陈秋颖;杨坤德【摘要】通过分析新的SODA资料,得到西北太平洋上层海表温度时空分布特征,剖析了西北太平洋海表温度的季节变化及经纬向分布特征,得出西北太平洋声速值变化规律.资料分析表明:西北太平洋海表温度存在着显著的季节变化特征.在季节变化中,春季由于太阳辐射加强,使整个海域海表温度比冬季约高2℃,整个西北太平洋东南部SST等温线分布较为平缓;夏季SST受太阳辐射的影响而整体升高,分布均匀且南北温差较小;秋季海表温度开始降低:冬季海表温度整体降低,等温线达到全年最低,南北温差较大.海表温度基本上是纬向分布,低纬海洋温度在20～30℃之间.高纬海洋降至0～1℃,等温线在中纬度(40°N附近)最密集,南北温度梯度最大.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2010(034)010【总页数】5页(P65-68,72)【关键词】海表温度;西北太平洋;季节变化【作者】陈秋颖;杨坤德【作者单位】西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072【正文语种】中文【中图分类】TB56引言海洋表面温度（Sea Surface Temperature，SST）的研究一直是海洋科学研究领域中一个重要的研究方向。
海表温度是海洋热力、动力过程和海洋与大气相互作用的综合结果，它的季节变化、年际变化及更长时间的变化对气候系统的变化都很重要[1]。
W.Cai和.H.Whentton在研究中提取了全球海洋表面温度距平变化的模态，并且分析了各种模态的周期性振荡特征[2]。
Sarah L.Heidt[3]通过对比不同类型数据，分析了ST随不同因素的变化情况。
Allon G.Turek[4]通过研究智能气候，对SST的分布规律做了介绍。
严华生[5]等运用均方差的方法，分析对比热带太平洋和印度洋的温度年际变化。
张旭等[6]利用WOA05数据，得到了中国近海声速剖面模态特征的区域性分布和季节性变化。
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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]。
海表风速的大小、稳定性等更是直接影响着海上风能、波浪能资源的开发利用[6～23]。
本文利用来自欧洲中期天气预报中心(ECMWF——European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)的ERA-40海表10 m风场资料,对整个北大西洋海域海表风场的季节特征和长期变化趋势进行深入研究,为航海、海洋工程、海洋资源开发等提供参考。
1 资料简介ERA-40海表10 m风场来自欧洲中期天气预报中心[1～5](ECMWF——European Centre for Medium-Range Weather Forecasts),其时间范围从1957年09月01日00:00时至2002年8月31日18:00时,时间分辨率为6小时;该数据的空间范围为87.5°S～87.5°N,0°～357.5°E,空间分辨率为2.5°×2.5°。
下载地址为:http://www.ecmwf.int/products/data/archive/descriptions/e4/era40_lto 2.html。
2 海表风场特征分析2.1 海表风场的季节特征将北大西洋海域的海表风速从1957年08月至2002年07月取多年季节平均,得到该海域海表风速MAM(March,April,May)、JJA(June,July,August)、SON(September,October,November)、DJF(December,January,February)期间及多年平均海表风速的分布特征,见图1、图2。
季节特征: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,且有高纬度向赤道表现出高—低—高—低的分布特征,与三风四带相吻合。
MAM期间:海表风速的大值中心分布于西风带海域,平均风速在8 m·s-1,高值中心达到9 m·s-1以上,在20°N附近海域存在一个风速的相对低值区,呈东西带状分布,春季和夏季皆存在,平均风速在6 m·s-1左右,赤道附近的平均风速较低,尤其是MAM期间,平均风速在4 m·s-1以内,且还存在一低值中心,风速在3 m·s-1左右;JJA期间:海表风速为全年最小,西风带海域仍为风速的相对大值区,但此时平均风速已经降至7 m·s-1左右,详见图1b;SON期间:海表风速的分布特征与MAM期间较为相似,仅仅是在数值上略高于MAM期间,(见图1a和图1c)DJF期间:海表风速为全年最大,平均风速在10～11 m·s-1,西风带的大风区的平均风速在11 m·s-1以上。
值得注意的是: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,年平均风速约8～9 m·s-1,此外,加勒比海也存在一范围较小的大风区,年平均风速约8 m·s-1。
从年平均风速的分布特征来看,大值区仍主要分布于40°N～60°N 之间的西风带海域,该区域的年平均风速基本在8 m·s-1以上,高值中心能达到9 m·s-1以上,此外还存在一相对大值区:加勒比海,年平均风速可达到8 m·s-1以上;哈德孙湾的年平均风速在7 m·s-1左右;20°N～30°N之间海域的年平均风速在6 m·s-1以内;戴维斯海峡和赤道附近海域的年平均风速较小,分别为6 m·s-1以内、5 m·s-1以内,详见图2。
2.2 长期变化趋势将北大西洋海域的海表风速从1958年至2001年进行逐年区域平均,采用一元线性回归方法,分析该海域海表风速近44年的整体变化趋势。
具体计算方法如下:(1)式(1)为回归方程,b为线性趋势的回归系数。
相关系数为r,用于线性趋势的信度检验。
(2)(3)(4)(5)(6)由图3可见,相关系数|r|=0.71>r0.05= 0.29,通过了95%的信度检验,线性变化趋势显著,回归系数为0.0049,也就是说,近44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。
在1958年至1967年期间,该海域的海表风速变化趋势较为平缓,1968年至1974年期间则表现出一波较为强劲的递增趋势,在1975年至2001年期间表现出缓慢的递增趋势,平均风速维持在6.3 m·s-1左右(见图3)。
为了体现北大西洋海域海表风速变化趋势的区域性差异,本文还采用线性回归方法,计算了2.5°×2.5°逐网格点上海表风速的变化趋势,见图4。
由图4可以明显看出,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,此外在冰岛附近的一些零星海域也表现出显著性递增,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。