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气象科普-洋流

发布时间:2019-12-11 20:55来源: 未知

在海洋中,除了潮汐运动以外,海水会沿着一定的途径进行大规模流动,这就是洋流。引起洋流运动的主要因素就是风,而海水密度的不均匀同样也会造成海水的流动。

 

洋流的全球分布特征

 

如下图所示,中低纬海区,形成以副热带为中心的反气旋型大洋环流,北半球顺时针流动,南半球相反;北半球中高纬度海域,形成逆时针方向流动的大洋环流;南极大陆外围,在南纬40°-60°附近海域终年受西风影响,形成横贯太平洋、大西洋、印度洋的西风漂流,其性质为寒流;在北印度洋海域,形成“夏顺(时针)冬逆(时针)”的季风洋流,这主要与该海域夏季吹西南季风,冬季吹东北季风有关。

 

 

洋流的分类

 

洋流从性质上来说,可以简单地分为两大类:暖流和寒流。若洋流的水温比到达海区的水温高,则称为暖流;若洋流的水温比到达海区的水温低,则称为寒流。一般来说,由低纬度流向高纬度的洋流为暖流,相反则为寒流。

 

此外,洋流按成因可分为风海流、密度流和补偿流。顾名思义,风海流为风力驱动的洋流;密度流则是由于海水密度分布不均匀而产生的海水运动;而补偿流是由海水的挤压或分散而引起。

 

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气象意义

 

 

洋流对海洋中多种物理过程、化学过程、生物过程和地质过程产生影响和制约,从而对海洋上空以及沿海地区的气候和天气的形成及变化产生进一步的影响。

总体来说,洋流是地球上热量运转的主要动力,暖流增加温度和湿度,寒流降低温度和湿度。而风则是大气中水汽和热量传输的主要载体,因此洋流和风是密切相关的。

 

寒暖流对气候的影响

 

暖流上空会有热量和水汽向上输送,使得大气层结出现不稳定,容易出现风速风向的切变以及降水。例如,对我国东部沿海地区的气候影响重大的"黑潮",是北太平洋中的一股巨大的、较活跃的暖性洋流。它在流经东海的一段时,夏季表层水温常达30℃左右,比同纬度相邻的海域高出2~6℃,比我国东部同纬度的陆地亦偏高2℃左右。黑潮不但给我国的沿海地区带来了温度,还为我国的夏季风增添了大量的水汽。气温相对低而且气压高的北太平洋海面吹向我国的夏季风,只有经过“黑潮”的增温加湿作用以后,才给我国东部地区带来了丰沛的夏季降水和热量,才导致了我国东部地区受夏季风影响的地区、形成夏季高温多雨的气候特征。

 

而寒流在与周围环境进行热量交换时,得热增温,使洋面和它上空的大气失热减湿。例如,北美洲的拉布拉多海岸,由于受拉布拉多寒流的影响,一年要封冻9个月之久。寒流经过的区域,大气比较稳定,降水稀少。像秘鲁西海岸、澳大利亚西部和撒哈拉沙漠的西部,就是由于沿岸有寒流经过,致使那里的气候更加干燥少雨,形成沙漠。

 

厄尔尼诺现象

 

近年来,厄尔尼诺现象也成为了气候界的研究热门。通常来说,秘鲁寒流沿秘鲁海岸向西北流动。而每隔几年,温暖的海水会从赤道向南流动,从而使得秘鲁寒流向西流动。由于该现象通常发生再圣诞节前后,因此这一暖流被称为“厄尔尼诺”,西班牙语意为“圣婴”。厄尔尼诺现象虽然出现在赤道南太平洋地区,但是其影响甚至能够扩大到中国区域。例如,1986年该现象就导致中国北方地区均少雨干旱;而1997年该现象则导致了当年出现了十个威力达到等级最高的五级台风,对中国东南沿海造成了很大的影响。因此对于厄尔尼诺现象的监测和预报对于我国的气象预报来说也是举足轻重的一环。

 

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  对风功率预测的影响

 

 

由于海上风电也是金风业务的重要组成部分,所以洋流对海洋以及沿海天气的影响不容小觑。

 

我国海区的洋流有两大特点:一是由黑潮支流的余脉组成;二是由季风吹动产生。而影响我国近海海区的洋流系统季节变化的因素是很复杂的。一般来说,黑潮流系的季节变化没有确定的规律性,有的年份冬强夏弱,有的年份夏秋强冬春弱或冬夏相同;而对马暖流的流苏和流量存在年周期变化,流速9月最大,2月最小;黄海暖流的流苏也有显著的季节变化,通常表现为冬强夏弱。

 

海上的风机主要分布于黄海和东海,该海区冬夏季洋流方向变化不大,但是流速和流量均存在季节性变化,且海表和地表的冬夏季风向则完全相反,因此对于海上风速风向的预报需要抓住季节特征。此外,黄海沿岸地区地处中纬度西风带,而沿海又受到皮耶克尼斯定理影响,因此风向风速容易产生突变,需要陆地和海洋模式的相辅相成,才能降低预报的误差。

 

 

金风功率预测气象团队目前的气象模式具有丰富的物理过程参数化方案选取经验以及研究成果,而海洋模式也较为稳定成熟,为气象预测的准确率提供了可靠的保障。