德雷克海峽海面風(fēng)的統(tǒng)計(jì)特征與數(shù)值模擬研究.pdf

1、德雷克海峽南端南設(shè)得蘭群島、德雷克海峽東側(cè)南喬治亞島和德雷克海峽東南側(cè)南奧克尼群島是我國(guó)每年磷蝦作業(yè)的主要漁場(chǎng)，對(duì)我國(guó)南極資源開(kāi)發(fā)與利用具有重要的戰(zhàn)略意義。為了解極地氣旋直接或間接對(duì)德雷克海峽造成的復(fù)雜多變的大風(fēng)天氣過(guò)程的發(fā)展機(jī)制，為今后天氣診斷分析和大風(fēng)預(yù)報(bào)預(yù)警做好準(zhǔn)備。本文統(tǒng)計(jì)了2000-2009年的德雷克海峽海面風(fēng)時(shí)空分布規(guī)律，并結(jié)合2016年6月-9月在南喬治亞島海域作業(yè)期間觀測(cè)的大風(fēng)天氣資料，分析了氣旋造成的南喬治亞島大風(fēng)天氣

2、形勢(shì)，對(duì)德雷克海峽的海面風(fēng)進(jìn)行了數(shù)值敏感性試驗(yàn)，選出最優(yōu)的物理參數(shù)化方案，最后結(jié)合前面的分析結(jié)果，對(duì)冬季南大洋上出現(xiàn)的南高北低型的天氣形勢(shì)，應(yīng)用選出的最佳物理參數(shù)化方案，對(duì)通過(guò)德雷克海峽南端南極半島的多個(gè)極地氣旋產(chǎn)生的大風(fēng)過(guò)程進(jìn)行了分析，從而了解氣旋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、發(fā)展過(guò)程和發(fā)展機(jī)制。本文的的主要研究結(jié)果包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明德雷克海峽北部大風(fēng)日數(shù)最多，德雷克海峽北部、中部、南部2000年大風(fēng)日數(shù)都是最少的，而大風(fēng)

3、日數(shù)最多的年份卻不一致。德雷克海峽北部，中部，南部夏季大風(fēng)日數(shù)都最少。8月份大風(fēng)日數(shù)在德雷克海峽北部、中部、南部都是最大的。德雷克海峽北部年平均風(fēng)速最大，中部次之，南部最小。2001年德雷克海峽年平均風(fēng)速都達(dá)到峰值。一年四季德雷克海峽各個(gè)部分主要盛行西北和西南風(fēng)，夏季和冬季容易出現(xiàn)超過(guò)25m/s的大風(fēng)天氣。
　?。?）德雷克海峽北部的年平均溫度是5.146℃，德雷克海峽中部的年平均溫度是2.156℃，德雷克海峽南部的年平均溫度是-

4、1.349℃。德雷克海峽北部和德雷克海峽中部和德雷克海峽南部2月份平均氣溫達(dá)到最高，分別為7.68℃、4.71℃、2.18oC。7月份德雷克海峽北部和德雷克海峽中部平均氣溫都達(dá)到最低，而德雷克海峽南部8月份氣溫達(dá)到最低。德雷克海峽氣壓北部、中部、南部都有一種減小的趨勢(shì)，中部下降趨勢(shì)最為明顯，平均氣壓冬季比夏季高。
　　（3）南喬治亞島冬季盛行偏西和偏西北大風(fēng)，大風(fēng)與極地氣旋活動(dòng)密切相關(guān)。造成南喬治亞島冬季大風(fēng)的天氣形勢(shì)有單一氣旋型

5、、北高南低型、西高東低型。發(fā)生大風(fēng)天氣時(shí)，單一氣旋型持續(xù)時(shí)間較短，北高南低型持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，西高東低型持續(xù)時(shí)間最短。西高東低型天氣形勢(shì)容易形成鞍型場(chǎng)，盛行東南大風(fēng)，風(fēng)浪涌浪較大，需特別注意漁船避風(fēng)避浪方式。
　?。?）數(shù)值試驗(yàn)性研究結(jié)果表明，對(duì)于風(fēng)速的模擬，冬天選用ACM2與KF方案組合模擬效果較好，夏天選用MRF和BMJ方案組合模擬效果比較好。對(duì)于氣溫的模擬，冬天選用ACM2與KF方案模擬效果較好，夏天選用MRF與BMJ的組合效果

6、比較好。對(duì)于氣壓的模擬，冬天選用ACM2和BMJ的效果較好，夏天選用ACM2和BMJ的效果較好。綜合考慮，建議冬季選用ACM2與KF方案組合來(lái)模擬，夏季選用MRF和BMJ方案組合來(lái)模擬。
　?。?）正渦度輸送和冷平流輸送，會(huì)使得斜壓不穩(wěn)定作用得到加強(qiáng)，有利于氣旋發(fā)展和維持，高空槽移近地面低壓上空使得低層低壓合并后渦度加強(qiáng)，導(dǎo)致氣旋加深，同時(shí)槽后冷平流和槽前的暖平流結(jié)合后，上升運(yùn)動(dòng)激發(fā)潛熱釋放和大洋上不斷的水汽供應(yīng)，促進(jìn)了海氣交換，

7、有利于氣旋進(jìn)一步的發(fā)展。
　　（6）在這里重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)一下對(duì)南喬治亞島冬季影響較大的西高東低型大風(fēng)天氣，地面天氣圖分析表明，在南極半島和德雷克海峽經(jīng)常由南極高壓北伸與東南太平洋高壓脊南伸合并而成的副極地高壓控制，或者南美大陸高壓南伸與南極半島連成一片，最高氣壓達(dá)到1025hPa以上，德雷克海峽以東被深厚的低壓氣旋控制。隨著高低壓場(chǎng)東移，南喬治亞島處于西高東低型這種氣壓場(chǎng)中間的東南氣流中，瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)到8級(jí)以上，這是冬季南喬治亞島出現(xiàn)東南