赵杰臣
- 作品数：32 被引量：145H指数：7
- 供职机构：国家海洋环境预报中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国极地科学战略研究基金海洋公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：天文地球交通运输工程核科学技术文化科学更多>>
- 南极Dome A至普里兹湾沿岸下降风特征被引量：3
- 2021年
- 本文利用我国极地数值天气预报系统和美国南极中尺度预报系统的存档数据,分析了Dome A至普里兹湾沿岸地区下降风风场的时空分布和大气质量通量,给出了该地区下降风的基本特点。该地区下降风受南极冰盖地形影响强烈,艾默里冰架西侧等陡峭地区风速总体较大;下降风随季节变化较大,冬季的下降风较强。强下降风在前进过程中有绝热增温现象,并给艾默里冰架西部带来近表层升温。下降风风速最大处位于地面以上约100~200 m高度,风速较大地区的下降风在垂直方向上分布较为深厚。下降风在普里兹湾沿岸的表层大气质量通量在时空分布上极不均匀,艾默里冰架西侧的下降风气流较强时,普里兹湾海域有较多的中尺度气旋活动。下降风引发普里兹湾中尺度气旋旋生的过程值得关注,需进一步研究下降风引发中尺度气旋的机理。
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- 关键词：中尺度气旋
- 南极中山站海冰综合观测系统的建设被引量：2
- 2018年
- 利用我国南极中山站的越冬观测平台,国家海洋环境预报中心自2010年起,在中山站附近海域选取固定海冰观测点,陆续布放各种自动化观测设备,初步建立海冰综合观测系统,开展常规气象要素、辐射、涡动通量、积雪和海冰温度、厚度、海水温盐等多要素的业务化观测。目前每年度的现场观测始于南半球初冬,即3—4月份,持续时间一般为8—10个月,自动观测要素的采样频率一般为1 min,人工观测要素的采样频率一般为7 d。结果表明:获取的高精度、长时间序列的现场数据可以广泛应用于我国的南极海冰数值预报和雪龙船海冰服务保障等工作中,初步解决了极地海冰预报保障对现场海冰观测数据的迫切需求。
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- 关键词：南极中山站海冰
- 基于温度链浮标获取南极普里兹湾积雪和固定冰厚度的研究被引量：8
- 2017年
- 极地积雪和海冰厚度是气候变化的重要指标,也是船舶在冰区航行需要掌握的主要参数。2014和2015年在南极普里兹湾中山站附近布放了一种新式的温度链浮标,该浮标每天进行4次常规温度观测和1次加热升温观测,用于实时获取积雪和海冰剖面温度及厚度数据的研究。通过分析剖面温度曲线和升温曲线反映出的大气、积雪、海冰和海水4种介质的热传导特性差异,可利用人工识别的方法(人工经验法)获得大气/积雪、积雪/海冰和海冰/海水界面的位置。根据统计不同介质在升温响应和垂直温度梯度等方面的特性,找到合理阈值,可通过编写程序自动判断各界面的位置(自动程序法)。本文利用这两种方法来判断不同物质界面位置从而计算得到积雪和海冰厚度。与现场人工观测的海冰厚度相比,人工经验法的平均偏差和均方根偏差分别为2.1cm和6.4cm(2014年)以及4.3cm和6.5cm(2015年),自动程序法的平均偏差和均方根偏差分别为-6.8cm和6.4cm(2014年)以及4.5cm和6.6cm(2015年);对于积雪,人工经验法与现场人工观测的平均偏差和均方根偏差分别为0.5cm和8.5cm,而自动程序法的平均偏差和均方根偏差分别为4.7cm和10.8cm。自动程序法误差较人工经验法偏大,但考虑到整体冰厚和现场观测的误差,两种方法的结果均是可信的,精度是可以接受的。利用新式的温度链浮标实时获取南极普里兹湾积雪和海冰厚度是可行的。
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- 关键词：积雪海冰温度厚度
- 南极罗斯海恩克斯堡岛短期气候特征分析被引量：3
- 2015年
- 南极罗斯海恩克斯堡岛(Inexpressible Island)是中国南极新建考察站重点预选区域。本文利用1988—2012年曼努埃拉自动气象站(AWS Manuela)资料统计分析了该岛的气温、相对湿度、气压和风速风向等要素的特征和变化趋势。结果表明,该岛多年平均气温为-18.5℃,年平均气温有降低趋势;多年平均相对湿度较低,仅为45%,但春夏秋冬各季节的平均湿度均有增加趋势;多年平均气压为979.7hPa,无显著变化趋势;该站点多年平均风速为12.0 m·s-1,风向以WNW为主。干冷的下降风为该岛风场的主要特征,强下降风事件多发生在冬季(49.8%),其风速在25—45 m·s-1之间,冬季单次强下降风事件的平均持续时间达10 h以上。和中山站相比,该站点气温更低、空气更干燥、风速更大,这对该岛的越冬考察活动将带来巨大挑战。
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- 关键词：气候特征
- 极地海冰关键过程机理和数值预报实验研究
- 截至2019年夏季，我国已派出了35次南极科学考察队和10次北极科学考察队，先后建立了南极长城站、中山站、昆仑站、泰山站和北极黄河站。我国在南北极地区日益频繁的科学考察活动，以及近年来中远集团在北极东北航道日趋常态化的货...
- 赵杰臣
- 关键词：海冰预报
- 北极海冰密集度数值预报及验证评估研究被引量：1
- 2018年
- 本文系统地评估了国家海洋环境预报中心于我国第七次北极科学考察期间开展的北极海冰密集度数值预报结果。该预报系统基于麻省理工大学通用环流模式,并采用牛顿松弛逼近(Nudging)资料同化方法,计算输出未来1～5 d的北极海冰密集度预报产品。本文将数值预报结果同卫星观测的海冰密集度、再分析资料和"雪龙"号第七次北极考察期间观测的海冰密集度数据进行了对比分析。结果表明,预报的北极海冰密集度小于卫星观测值,24 h、72 h和120 h预报结果的偏差分别为-2.7%、-3.1%和-3.2%;数值产品的预报技巧好于气候态结果和惯性预报,但是在海冰出现快速融化或冻结时,基于Nudging同化的数值预报技巧仍有不足。另外,相比船测数据,数值预报结果在海冰边缘区的偏差相对较大,24 h、72 h和120 h预报结果的偏差分别为8.8%、12.0%和14.5%。
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- 2017年夏季北极中央航道海冰观测特征及海冰密集度遥感产品评估被引量：5
- 2018年
- 2017年夏季中国第八次北极科学考察期间,"雪龙"号极地考察船首次成功穿越北极中央航道,期间全程开展了海冰要素的人工观测。中央航道走航期间的平均海冰密集度和平均冰厚分别为0.64和1.5 m,海冰密集度时空变化大且以厚当年冰为主,高纬密集冰区的浮冰大小显著高于海冰边缘区。基于"雪龙"号的船基走航观测海冰密集度评估比较了国际上常用的5种常用的微波遥感反演海冰密集度产品,同走航目测海冰密集度点对点的比较,误差最大的为德国不来梅大学AMSR2基于Bootstrap算法的产品,平均误差和均方根误差分别为0.19和0.28;误差最小的为欧洲气象卫星应用组织基于AMSR2数据和OSHD和TUD两种不同算法的产品,平均误差分别为-0.02和0.01,均方根误差均为0.20。从日平均比较来看,AMSR2基于Bootstrap算法的误差最大,平均误差和均方根误差分别为0.15和0.20;AMSR2/OSI SAF(TUD)的误差最小,平均误差和均方根误差分别为0.0和0.11,OSI SAF产品更接近人工观测结果。
- 郝光华赵杰臣李春花杨清华王江鹏孙晓宇张林
- 关键词：海冰被动微波
- 基于温度剖面特性的2016年南极普里兹湾海冰厚度变化分析
- 2019年
- 2016年4月至11月在南极中山站普里兹湾布设了A1、A2、A3 3套冰雪情检测传感器。传感器每隔1 h采集一次数据,实时获取了被测点空气、积雪、海冰和海水的剖面温度数据。通过对不同介质剖面温度的分析,系统可以有效反映出海冰、积雪在气温影响下的温度变化差异,即空气、积雪、海冰和海水的热传导特性差异。通过寻找合理的温度阈值,编写MATLAB程序分别对积雪、海冰上下界面位置进行了自动判断,从而得到整个观测期间海冰厚度和积雪深度的变化过程。并与人工观测进行比较,结果表明:从传感器安装时间开始,海冰持续增长,10月开始海冰增长速度放慢,直至10月末达到最大海冰厚度170 cm左右。A1、A2、A3传感器采集的冰厚值与人工观测值之间平均误差分别为5.1 cm(A1)、3.4 cm(A2)、3.6 cm(A3);积雪深度的平均误差分别为3.2 cm(A1)、3.5 cm(A2)、2.7 cm(A3),传感器测得的积雪、海冰厚度结果可以较好的反映出被测地点冰雪情的演变过程,是一种可以应用于条件恶劣地区的冰雪环境有效检测手段。
- 韦纪州赵杰臣邓霄郝光华崔丽琴张丽秦建敏
- 关键词：海冰厚度温度梯度
- Nudging资料同化对北极海冰密集度预报的改进被引量：7
- 2016年
- 北极夏季海冰的快速减少使得北极航道提前开通成为可能。为了给北极冰区船运活动提供及时可靠有效的海冰预报保障,急需提高海冰预报水平。本文基于麻省理工大学通用环流模式（MITgcm）,使用牛顿松弛逼近（Nudging）资料同化方法将德国不莱梅大学的第二代先进微波辐射成像仪（AMSR2）海冰密集度资料同化到模式中,建立了北极海冰数值预报系统。设计试验对比3种不同Nudging系数计算方案的改进效果,结果表明选择合适参数后,不同方案均能显著改进海冰密集度初始场。通过设计有无Nudging同化的两组预报试验,结合卫星遥感海冰密集度及中国第五次北极科学考察期间＂雪龙＂船的走航海冰密集度观测数据,定量分析了Nudging同化方案对北极海冰密集度的24~120h预报结果的改进效果。结果表明,Nudging同化对120h内全北极海冰密集度的空间分布和移动单点目标的海冰密集度预报结果均有显著改善;但在海冰变化很小的情况下,Nudging同化试验的24~120h预报结果均劣于惯性预报结果,说明基于Nudging同化的数值预报系统还需进一步提高预报技巧。
- 赵杰臣杨清华李明李群李春花田忠翔张林
- 关键词：北极海冰资料同化
- 海冰内部结构快速确定方法、装置、电子设备和存储介质
- 本公开提供了一种基于温度链数据的海冰内部结构快速确定方法、装置、电子设备和存储介质，该方法包括：根据温度链数据表，确定当前温度链在所有时刻下的正常温度有效数据序列和所有时刻下加热温度有效数据序列；根据正常温度有效数据序列...
- 赵杰臣 马靖凯孟凡昌
