路凯程
- 作品数：11 被引量：28H指数：4
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- 正压准平衡海洋模型及其解Ⅰ:中纬度大尺度风场强迫情况被引量：11
- 2011年
- 本文建立了风场强迫下考虑瑞利摩擦的水平二维正压准平衡海洋模型,并对中纬度大尺度风场强迫的情况做了解析求解。结果表明,在近地面西风急流的强迫下,在理想海洋的西海岸以东会出现由气旋涡与反气旋涡构成的涡旋偶;当西风强迫越大,粘性越小时其强度越大,而β越大,β通道的半宽越小,则其沿纬向的变化越剧烈;该涡旋偶的性质属准平衡的涡旋波。将该结果与北太平洋上层流场异常的复EOF分析的第一模态作比较后可见,两者有类似之处。最终,该海洋模型的解则趋于该风场强迫特解。
- 张永垂路凯程张铭
- 关键词：正压准平衡海洋模型中纬度
- 正压准平衡海洋模型及其解Ⅱ:中纬度自由涡旋波动被引量：9
- 2011年
- 本文研究了正压准平衡海洋模型中的自由涡旋波。得到的主要结论有:该模型中的解为波包,其载频都是西传的。在仅考虑大洋西海岸时其载频频率是连续谱;而同时考虑大洋东、西海岸时则其为离散谱;且均有其载频频率越高(周期越短)其水平尺度越大的特点,对过分低频的波动,则会使准平衡的假定不再适用。模型中波包载频的周期约在26 d至24 a。因考虑了摩擦,波包的振幅随时间呈指数衰减,最终趋于0,但摩擦系数大小仅影响其衰减程度而不改变其空间结构,这样该模型的解最终趋于大气风场的强迫特解。该模型中波动的性质是准平衡的涡旋波,包括准地转的Rossby波。
- 路凯程张永垂张铭
- 关键词：正压准平衡海洋模型中纬度
- 北太平洋冬季上层海温异常的NPGO模态被引量：10
- 2013年
- 利用较高分辨率的全球海洋同化分析系统(SODA)资料,对冬季北太平洋上层的海温异常做了整层经验正交函数(EOF)分析,并主要讨论了第二模态的结果。该模态空间结构与经典的北太平洋涡旋振荡(NPGO)一致,且时间系数与NPGO指数也吻合,故北太平洋上层海温异常EOF第二模态可称为NPGO模态。这说明NPGO现象不单纯反映在海表面温度异常上,在上层海温中该现象也存在。在该模态空间场上,水深100m以上25°N～30°N的副热带处,沿纬圈从120°E向东延伸至中东太平洋均为海温正异常带,其北面则为负异常带,两者构成双带系统;其中在170°W附近分别有正、负异常大值区,中心构成南北偶极子;在本州岛以东海域,从海表直到海洋上层底则有小范围的海温强异常。该模态空间结构的形成与大气NPO模态关系密切,并与中纬度西风大值带上的风应力异常有关,是造成NPGO的直接原因。该模态表现出明显的准13年年代际变化,且对其进行5年滑动平均后发现,从20世纪70年代中期以来,该序列的振幅越来越大,1976/1977年和1988/1989年的两次气候年代际突变均处该序列峰值处。引入了冬季北太平洋上层海温异常的NPGO指数,其能更好反映海洋上层的NPGO现象及其年代际变化。
- 吕庆平路凯程张铭
- 关键词：EOF分析
- 改进湿位涡倾向方程的分解和应用
- 2023年
- 对改进湿位涡倾向方程做了理论分析和讨论,并通过一次台风过程做了验证,所得主要结论有:该方程可分解为干、湿分量倾向方程。在无摩擦和干绝热情况下,改进湿位涡的干分量具有保守性,该方程即为Ertel位涡倾向方程。在某些中小尺度天气系统中,湿物质梯度项对改进湿位涡的个别变化会有较明显影响,故该倾向方程更适用于该天气系统的诊断分析。利用改进湿位涡分解得到的干、湿位涡倾向方程,可得到显含湿物质梯度项的升级虚位涡方程、升级湿位涡方程,而这使得位涡诊断更加精细。本文对各类位涡倾向方程中凝结加热的作用做了分析,发现Ertel位涡倾向方程存在高估凝结加热的情况,使用改进湿位涡倾向方程对其进行部分凝结潜热扣除,应该有较好的诊断效果。改进湿位涡倾向方程减去经典湿位涡倾向方程后的结果能够合理反映凝结加热的作用,故用于梅雨锋暴雨和热带气旋等以凝结加热为主的天气系会有更佳的诊断效果。
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- 春季赤道外北太平洋上层流场异常的统计动力诊断被引量：2
- 2010年
- 采用复EOF分析方法,对春季赤道外的北太平洋海域的上层流场异常做了统计动力诊断,得到以下主要结论:赤道外北太平洋海域上层流场的明显异常主要发生在日本本州岛以东、以南范围不大的关键区内;异常的第一、二模态分别表现为东东北至西西南走向的涡旋偶和涡旋列。该两模态时间系数的辐角均分别有两个状态,相应的偏差流场则分别与其空间场相同或相反;其模的大小决定了其偏差流场偏离以上两个状态的程度;该两模态的时间系数均有非常明显的20年左右的年代际变化。该两模态均反映了黑潮延伸体以南回流漩涡的异常;其性质是海洋Rossby波的异常。
- 路凯程卢姁张铭
- 关键词：北太平洋
- 两层正压准平衡海洋模型的中纬度定常风场强迫解被引量：2
- 2012年
- 建立了风场强迫下考虑瑞利摩擦的水平二维两层正压准平衡海洋模型,并在中纬度大尺度理想风场强迫的情况下,进行了解析求解。结果表明,在西风急流强迫下,在理想海洋的西海岸以东的上层流场上,在西风急流处会出现较强的东向流;在接近β通道侧壁处则有西向逆流出现;在近西海岸处,在上述东向流的两侧有气旋性曲率与反气旋性曲率的流动;而下层流场的强度与上层流场大致相同,但流向大体相反。由理想西风急流异常强迫出的流场异常的分布形式与以上结果类似。与实际风场异常强迫下的北太平洋上层流场异常进行比较后可知,模型得到上层海洋的结果与实际情况有相像之处。最终,该海洋模型的解趋于风场强迫特解。
- 张永垂路凯程张铭
- 关键词：准平衡海洋模型中纬度
- 两层正压准平衡海洋模型的中纬度自由涡旋波动解被引量：3
- 2012年
- 建立了具有瑞利摩擦且仅考虑大洋西海岸或同时考虑大洋东、西海岸的两层正压准平衡海洋模型,并做了解析求解,用以研究中纬度的自由涡旋波。得到的主要结论有:模型中该波动的解为波包。在仅考虑大洋西海岸时该波包的载频频率是连续谱;而同时考虑大洋东、西海岸时其为离散谱;且均有载频频率越高(周期越短)水平尺度越大的特点,对过分低频的波动,则会使准平衡的假定不再适用。模型中该波动波包载频的周期约在26天至24年。因考虑了摩擦,该波包的振幅随时间呈指数衰减,但摩擦系数的大小仅影响其衰减程度而不改变其空间结构,最终该波包振幅趋于0,故该两层正压海洋模型的解就趋于大气风场的强迫特解。模型中该波包的载频都是西传的;频率较高则西传较快,波包的特性和变形都很明显;频率低,则西传慢,其波形接近平面简谐波。在该两层正压模型中,该波动上层流场与正压模型中的流动类似,而下层海洋流动则其流速与上层海洋相同,而流向相反。该模型中该波动的性质是准平衡(准无辐散)的涡旋波,当摩擦不太大且其水平尺度在10km以上时,其性质则为准地转的Rossby波。
- 张永垂路凯程张铭
- 关键词：准平衡海洋模型中纬度
- 二层海洋赤道Kelvin波解析解模态分析
- 2017年
- 采用赤道β平面近似下的线性化二层海洋扰动方程组,对其中的赤道Kelvin波做解析求解,结果表明:该赤道Kelvin波共有2个模态;两者上、下层流场均为东向纬向流,振幅均在赤道处最大,并都呈经向衰减态势,两者波动均是非频散的,这些都与经典Kelvin波相同。第一模态(前者)的相速要比第二模态(后者)大2个量级,后者相速与海洋流速相近。前者是快波模态,后者是慢波模态。前者周期约为半天,后者约为1季度,并具气候意义。前、后者各层流场向高纬的衰减分别表现为缓慢和迅速,后者呈赤道俘获波形态。两模态各层位势场向高纬的衰减同流场。将后者与实际热带印度洋和太平洋的实况及诊断作对比后知,它们具有一致之处。后者能对实际赤道海洋情况以及ENSO现象做出某种解释。
- 卢姁卢姁张铭
- 关键词：模态分析解析解次表层
- 赤道外北太平洋上层洋流异常分析被引量：6
- 2011年
- 采用复EOF分析方法,对全年各月份除赤道太平洋外的北太平洋海域的上层洋流异常做了统计动力诊断,并与赤道太平洋洋流异常做了比较;得到的主要结论有:北太平洋海域上层洋流的明显异常发生在日本本州岛以东、以南范围不大的海域(关键区)内,此关键区仅占整个北太平洋海域很小的一部分;而在该海域之外,洋流异常均非常小。虽该洋流异常的第一模态与第二模态对整个异常的方差明显小于赤道太平洋;但其对以上关键区内洋流异常的贡献仍是不小的。在上述海域内,第一模态表现为东东北至西西南走向的涡旋偶,即一个反气旋涡旋和一个气旋涡旋的组合;第二模态也主要表现为涡旋形式。第一、二模态的时间系数均有两个状态,第一、二模态其模的数值大小则决定了其偏差流场的强弱,模值越大则异常越大。第一、二模态的时间系数均有年际变化和明显的年代际变化。以上两模态是异常风应力造成海洋西边界附近海水流动的异常所致,其性质是海洋Rossby波的异常,这与赤道太平洋洋流异常是Kelvin波的异常不同,但两者共同之处在于其均与风应力异常密切相关。
- 路凯程卢姁张铭
- 关键词：北太平洋
- 北太平洋风应力与流场联合EOF的主模态分析被引量：3
- 2014年
- 采用了SODA资料,将海面风应力场与大洋各层流场看作一个整体做了赤道外北太平洋风应力和流场异常的联合EOF分析,此时风应力场与各层流场有相同的时间系数,这样就可揭示海气耦合的结构和演变,这是该方法的特点和优点。得到的主要结论有:诊断得到的主模态的风应力异常体现了北太平洋大气活动中心的异常,两者关系密切;在冬、春、秋三季均表征为阿留申低压的异常,在夏季则表征为副热带高压的异常。该主模态的风应力和流场异常均是PDO模态在其上的体现,且前者处海气相互作用中矛盾的主要方面,后者处次要方面,前者起着主动作用,后者则处被动状态。主模态在四季均有明显的年际变化和年代际变化;对北太平洋风场和上层流场而言,年际变化反映了ENSO的影响,而约20a的年代际变化则反映了太平洋年代际振荡(PDO)的影响。主模态中北太平洋海盆尺度的风应力异常、大洋环流异常和上层海温的动力异常这三者具有紧密的联系,这三者的连锁作用则造成了北太平洋SSTA的PDO模态;而在此大洋环流异常则起着关键中介作用。主模态的风应力异常与黑潮系统流场的异常有紧密联系;对于明显的正(负)异常,冬、夏两季135°E以东的黑潮都偏强(弱),黑潮续流则偏弱(强);对于黑潮以南的回流涡旋,冬季则偏强(弱),夏季则偏弱(强);而ENSO和PDO对黑潮流场系统的异常均有明显影响。
- 路凯程于杰吕庆平张铭
- 关键词：北太平洋风应力异常EOF分析PDO
