[00900598]近海异常海温分析及预报

一、成果内容简介、关键技术、技术经济指标：1.统计分析收集并建立了1958-1990年渤、黄、东海温、盐数据库，为有关海洋学研究提供了研究条件。经计算得出，超过±2℃以上的异常海温占整个海区温度总数的8％，占表层总数的20％。异常海温高值可达5℃以上。异常海温最高值可达5℃以上。分析了渤、黄、东海表层异常海温的分布。探讨了渤、黄海夏季表层冷水带分布和形成机制，得出冷水带系由风混合、潮混合和海底倾斜三者共同作用形成的。该研究成果可为温流数值模式研究提供有用参考。2.卫星遥感分析重点研究卫星遥感反演水温(皮温)与船测水温(表温)的关系，得出两者间的均方误差为0.98℃。自行设计并研制了1台走航式海面遥感参数自动预测系统，与国际同类型仪器相比具有特色。建立了模糊数学分析公式，计算得出皮温与表温差值在0.2℃以内的占80％以上。该分析公式的应用属首创。研究成果为利用卫星遥感资料进行海洋资料初值场的四维同化开辟了应用前景。3.数值预报模式：(1)海温初值场的客观分析。引进了先进的数学计算模式，即首先利用四维变分资料同化技术。采用伴随法进行海温资料的误差判别，然后应用最优插值法实现海温初值场的客观分析。该法的应用，使海温初值场的精度较原用的逐步订正法提高2℃，从而保证了异常海温数值预报精度的提高。(2)渤、黄海三维温流稠合模式的数值。其特点有三：①考虑了温流的稠合，体现了温流相互使用，可同时计算温度场和流场；②建立海温三维数值模式，可同时计算海面及下层温度和海流；③不像已有模式那样过多地依赖于海温初值场。考虑了夏季乎流、中均风场、M2潮流及热带风暴等因素。计算结果表明，在15m/s风速情况下，表层温度可变化1-2℃，风速加强时，水温可变化3℃以上；流场为气旋式流动，上层向北，下层向南；水位存在逆时针的被动，由济州岛逐步向苏北出现高水位；风暴中心的最低水位有滞后现象。该模式还体现了黄海区潮生陆架锋及表层冷水的分布特征。(3)中国海异常海温数值预报模式研究。该模式的特点有三：①建立新的混合层参数化模式；②纠正了已有模式出现上混合层不断变浅的缺陷；③考虑了副热带环流引起的暖水辐聚将导致异常高温的出现。在处理中将暖水辐聚与温度平流分开，为独立考虑这一因子提供了理论依据，并提出一个合理简便的参数化方案；合理处理吸收系数，卷出和卷入的关系，从而使异常海温的数值预报得以实现。经过试验，求得各影响因子对海温变化的贡献，其中卷出效应和暖水辐聚分别占12.93％和3.27％，在负报异常高温时是不可忽视的，这正是该预报模式的创新之处。在异常低温试验中，卷入效应占8.85％，台风抽吸占53.89％，也是不可忽视的。对出现异常海温的40个站位的预报试验中，预报绝对误差在1℃之内的站点占78.58％，该模式的研究成功，在国际上具有特色。二、经济、社会、环境效益及推广应用前景：该成果的经济效益首先表现在海洋开发上。准确的异常海温预报可增大渔获量，降低冰情灾害及预测赤潮的发生。异常海温数值预报模式，有助于推动海洋环流、跃层、海气相互作用以及气候预测等项研究的发展。异常海温数值预报模式可供国家海洋局环境预报中心及各区台使用。