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全球海洋环流模式研究进展: 2024年; 全球海洋环流模式是地球系统数值模拟的关键组成部分,在气候预估和海洋环境预报中扮演着至关重要的角色。系统回顾了全球海洋环流模式的发展历程,并综述了该领域近年来的重要科技进展,涵盖了动力框架、物理过程参数化以及软硬件环境配置三大核心内容。在动力框架方面,主要探讨了水平离散方法、垂直坐标方案以及变分辨率技术的最新发展;在物理过程方面,重点关注了中尺度、亚中尺度和边界层混合参数化的进展;在软硬件配置方面,讨论了异构计算架构和人工智能在该领域的应用现状与前景。特别介绍了我国自主研发的全球海洋环流模式LICOM的进展。基于该领域的发展趋势,为我国全面推进完全自主的全球海洋环流模式的研发战略和长远规划提出了建议。; 谢经纬刘海龙郑伟鹏郑伟鹏马金峰林鹏飞于子棚于江风白佳慧; 关键词：全球海洋环流模式动力框架高分辨率

涡分辨率全球海洋环流模式LICOM模拟的吕宋海峡流场的季节变化被引量：6: 2014年; 分析了一个1/10°的涡分辨率全球环流模式LICOM(LASG/IAP Climate system Ocean Model)对吕宋海峡附近海洋环流的模拟能力。结果表明,模拟的吕宋海峡附近上层环流及输运具有明显的季节变化特征,除6月是东向净流出外,其余月份均为西向流入,冬季流量最大。年平均流量在-3.76 Sv(1 Sv=106 m3/s),其中上层(600 m以上)流量起主要贡献,为-3.60 Sv,与目前已有的研究结果基本一致。南海通过6个海峡完成与外界的水交换,其中吕宋海峡和巴拉巴克海峡是大洋水进入南海的主要通道,其余海峡均以流出为主,流出量最大的是台湾海峡(1.99 Sv),其次是卡里玛塔海峡(1.03 Sv)。进一步分析表明,由季风引起的埃克曼输送量约占吕宋海峡流量的11%,而由季风引起的吕宋海峡压力梯度形成的西向的地转流对吕宋海峡的输运起支配作用。作为黑潮源头的太平洋北赤道流流量对吕宋海峡输运的季节变化也有一定影响。; 李云俞永强; 关键词：季风黑潮

全球海洋环流模式中氚分布的模拟: 2013年; 氚(3H)作为一种重要的被动示踪物,经常被用于研究海洋中的物理过程及评估海洋环流模式的模拟性能。使用一个全球海洋环流模式(LICOM)来研究氚在海洋中的分布、存储和输送。模拟的全球氚通量表明,1975年之前氚主要由海气交换输入海洋,特别是在1963年,氚的气体交换输入约为降水输入的2.5倍,1975年之后两种方式的氚输入通量都大幅减少。比对GEOSECS(Geochemical Ocean Sections Study,1972～1978年)和WOCE(World Ocean Circulation Experiment,1989～1995年)大洋观测计划期间的观测资料发现,我们的模式很好地模拟出了氚的海表分布、水柱总量、经向分布以及次表层的高值信号,主要缺点在于模拟的氚向深层的穿透不足,特别是在全球的两个副热带地区,表现尤为明显,氚输入函数的不确定性和模式物理场描述的不足可能是造成误差的主要原因。模式给出的海洋中氚储存总量的结果与基于观测得到的结果比较吻合,如北太平洋海区:1973～1974年模拟结果约为20.4kg,相同期间观测估计值为21.1±4.7kg,1989～1995年模拟结果为20.7kg,相同期间观测估计值为23.4±2.0kg。氚在等密度面上高低纬的侧向通风明显,模式成功模拟出氚从中高纬的海表进入,沿等密度面向低纬的次表层输送,又经大洋环流和扩散分别向南半球和高纬输送的过程。; 王凯朱彬徐永福巴琦李阳春; 关键词：海洋环流模式全球海洋

一个1/10°涡分辨准全球海洋环流模式及其初步分析被引量：2: 2012年; 在中国科学院大气物理研究所气候系统海洋环流模式最新版本（LICOM2.0）基础上,将模式水平分辨率提高到均匀的1/10°,垂直分辨率增加到55层,建立了一个不含北冰洋区域的准全球涡分辨（eddy-resolving）海洋环流模式.利用再分析和观测的海表强迫将该模式积分了20年,其中最后8年使用2000~2007年QuikSCAT卫星反演的风应力和再分析热通量强迫.本文利用最后8年模式输出结果,初步评估了该模式对海洋环流的基本模拟能力.相对于低分辨率的海洋环流模式,发现涡分辨率海洋模式不仅可以更好地模拟海洋中尺度涡旋的时间和空间特征,而且还能较好地模拟出西边界流的路径和位置,特别是能够重现黑潮大弯曲现象及其年际变化.另一方面,当模式的水平和垂直分辨率提高之后,模式也能够更好地模拟赤道太平洋环流和中国近海环流的复杂结构.; 俞永强刘海龙林鹏飞; 关键词：海洋环流模式中尺度涡旋西边界流

全球海洋环流模式对自然^(14)C的模拟被引量：1: 2012年; 1引言 IPCC在2007年发布的第四次评估报告[1]指出了全球气候变化问题的严重性，并强调了研究碳循环及其与气候相互作用的重要性。研究表明，深层海洋对气候变化有着不可忽视的影响，从而深海环流的时间尺度是影响地球气候系统的一个重要因素。; 储敏徐永福李阳春; 关键词：OGCM

垂直混合方案对全球海洋环流模式模拟结果的影响对比研究被引量：2: 2010年; 利用Modular Ocean Model version4(MOM4)海洋环流模式设计了2个全球海洋-海冰耦合的数值实验,以分析比较Pacanowski and Philander(PP)和K-Profile Parameterization(KPP)两种不同垂直混合方案在全球海洋上层模拟中的表现。实验结果表明,PP和KPP方案在中纬和高纬海域模拟海温差别较大,后者模拟结果好于前者;在低纬海域差别较小,但赤道断面PP方案模拟结果较好;KPP方案能很好地模拟太平洋赤道潜流,而PP方案模拟的赤道潜流位置偏浅。; 舒启乔方利宋振亚; 关键词：PP

用OPA9全球海洋环流模式模拟不同类型El Nino事件: 2009年; 根据El Nino事件中正的海表面温度异常(sea surface temperature anomaly,简称SSTA)首先出现的区域及其传播特征,将El Nino事件分成3种类型,即东部型、西部型和驻波型。为了研究不同类型El Nino事件物理机制的差异,首先利用高分辨率全球海洋环流模式OPA9,对这3种不同类型的El Nino事件进行模拟。在逐月海表面风应力和热通量的驱动下,模式模拟出了1950—2005年间全球海温演变。模拟结果表明,模式可以很好地模拟出海洋的气候态,并且对El Nino事件期间的正SSTA首先出现的区域以及对正SSTA的传播特征都做出了很好的模拟,成功地模拟了不同El Nino事件的发展类型。; 张志华张人禾黄刚; 关键词：海洋环流模式 EL 数值模拟

TOPEX／Poseidon高度计资料在全球海洋环流模式中的同化及分析被引量：1: 2008年; 利用一个新的四维变分海洋资料同化系统LICOM-3DVM对TOPEX/Poseidon高度计资料进行了同化。该同化系统是在LASG/IAP气候海洋模式LICOM1.0的基础上建立起来的,所用的同化方法为三维变分映射资料同化方法3DVM。高度计观测资料是采取间接的方式进行同化,即先建立起二维海面高度距平场与三维温度场的统计关系,并由此通过观测的海面高度距平信息反演出"观测"的三维温度场,然后利用LICOM-3DVM四维变分同化系统将此反演的温度场同化到海洋模式中。作者设计了两组试验并对结果进行了比较分析,积分时间从1993年1月至2001年12月共9年时间。结果表明,由于上混合层相关系数较小,因此同化后海温没有改进;而在温跃层以及更深层次,同化后的海温均有很大程度的改善。从对赤道太平洋地区海温的气候态、季节变化和年际变化以及Nio3区的Nio指数的模拟情况来看,由于同化时将海面高度异常和海温异常之间的相关参数取为常数,没有考虑其季节和年际变化,因此,同化后对于赤道太平洋的年际变化没有改善。对于黑潮地区,由于模式的分辨率较低,同化之前没有很好地模拟出温度锋面,温度和盐度梯度都偏小,流速也偏弱;而同化后使得温度锋面和盐度梯度与WOA01更加吻合,流速增强。; 刘娟王斌俞永强刘海龙; 关键词：高度计资料四维变分

全球海洋环流模式中上层海洋对表面强迫的响应和调整 Ⅱ.年代际变率被引量：7: 2005年; 利用一个较高分辨率的全球海洋环流模式在COADS1945～1993年逐月平均资料的强迫下对海温和环流场进行了模拟,分析了北太平洋海温和环流场的年代际变化特征,同时诊断了197677年代际跃变过程中海温场变化的机制.模式模拟出了北太平洋海温年代际异常的主要模态以及197677年跃变前后的演变特征,模拟的北太平洋中部、加州沿岸和KOE区的海温异常的强度和演变趋势均和观测比较一致;同时,模式重现了分别始于20世纪70和80年代的中纬度海温异常信号沿等密度面向低纬地区的两次潜沉过程.在表层,流场的异常主要表现为与风应力异常基本符合Ekman关系的一个异常海洋涡旋,而整个上层海洋平均的流场异常则表现为两个海洋涡旋的异常,其中副热带海洋涡旋的异常的强度要显著于副极地海洋涡旋的异常,而副极地海洋涡旋异常出现的时间比副热带海洋涡旋晚3a左右的时间.对197677年前后3个区域上层海温各贡献项的诊断结果表明,北太平洋中部变冷主要是水平平流和热通量异常贡献的结果;而加州沿岸变暖主要归因于热通量的贡献;在KOE区,垂直平流、热通量和水平平流三者都起了重要作用,其中水平平流异常对这一区域海温年代际跃变出现的时间起了至关重要的作用.; 容新尧杨修群; 关键词：北太平洋年代际变率 PDO 海洋环流模式

全球海洋环流模式中上层海洋对表面强迫的响应和调整 I. 年际变率被引量：6: 2004年; 利用一个较高分辨率的全球海洋环流模式在COADS1945～1993年逐月平均资料的强迫下对海温和环流场进行了模拟试验,研究了全球热带海洋(主要是热带太平洋)海温和环流场的年际变化特征及模式ENSO冷暖事件演变的控制机理.结果表明,模式成功地再现了和观测一致的海温和环流的年际变化以及ENSO演变特征.其中热带印度洋年际SST变率的主要模态表现为与ENSO相联系的海盆尺度的一致性增暖或变冷现象,次级模态为热带印度洋偶极子模态;热带大西洋的SST年际变率表现为类ENSO的年际振荡现象.在热带太平洋,SST年际变化主要表现为ENSO型,环流的年际变率表现为与ENSO相对应的热带海洋质量循环圈的年际异常.对应于暖(冷)事件,前期赤道海洋垂直环流圈显示出减弱(增强)的特征.其中南赤道流异常的位相较Nino3区海温总体要超前5个月左右的时间;赤道上翻流异常的位相在表层要超前4个月,并随时间由上至下扩展;赤道潜流的异常则显示出东传特征,其中最早的较为显著的异常发生ENSO成熟前3个月180°附近.在模式ENSO冷暖事件的演变过程中,次表层海温异常沿赤道的东传起了关键作用,模式的ENSO模态主要表现为"时滞振子"模态.; 容新尧杨修群; 关键词：海洋环流海温环流场年际变率

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