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海洋,我们的气候和天气(3)

媒体:潇湘晨报  作者:丹东市气象台
专业号:碳汇资讯
2021/3/26 8:31:19

(冷海盆背景下)夏季海面空气平流到陆地,降低陆地气温图12:冬暖夏凉的“夏凉”气候:低云和雾在黄海西岸南下冷海流与盛行风经过之地形成

*丹东市区三大自然“空调”:海陆风、山谷风、江陆风。三大中小环流促进“冬暖夏凉”形成。

注:自然界潜热通量的主要形式为水的相变,感热通量(Sensible Heat Flux)也叫做显热通量,是指由于温度变化而引起的大气与下垫面之间发生的湍流形式的热交换。潜热通量(Latent Heat Flux)为温度不变条件下单位面积的热量交换,单位为瓦每平方米。自然界潜热通量的主要形式为水的相变,因此大气科学和遥感科学也将其定义为下垫面与大气之间水分的热交换。潜热通量包括地面蒸发(裸地覆盖)或植被蒸腾、蒸发(植被覆盖)的能量,又称蒸散(Evapotranspiration),与下垫面表面温度、下垫面饱和水汽压、参考高度空气水汽压、空气动力学阻抗、下垫面表面阻抗等有关。在不发生物体和媒介的相态变化条件下,通过热传导和对流(湍流)所输送的能量称为显热。当两个温度不同的物体接触时,热量会从温度高的一方向温度低的一方传输,其传输的热流量称为显热通量。显热通量与温度差值成正比,这个比例系数称为显热传输系数或显热交换系数。由物质发生相变而吸收或放出的热能称为潜热。水汽传输就代表潜能的输送。单位时间通过某一面积的潜热流量称为潜热通量。潜热通量与断面两侧的水汽的浓度差成正比,这个比例系数称为潜热传输系数。

海水巨大的热惯性为地球气候系统的低频变异提供了重要的时间尺度来源总所周知,相对于土壤岩石组成的陆地来说海水的比热较大。海洋的运动和变化具有明显的缓慢性和持续性,从而使海洋具有较强的“记忆”功能,可以把大气环流的变化信息通过海气相互作用贮存在海洋中,再反过来对大气环流产生影响,在这一过程中,海洋将大气中较高频的变化转化为较低频的变化,将大气中均一的“白噪声”变率转化为具有明显低频特征的“红噪声”变率,从而为气候系统的低频变异提供了时间尺度来源。观测和数值模拟结果均表明:海洋对大气运动的调谐作用是气候年代际变率产生的重要原因之一。同时,对古气候资料的分析也揭示出海洋中强大而缓慢的温盐环流(Thermohaline Circulation, THC)对千年尺度气候变率的重要作用。

图13:温盐环流图(后天电影科学背景)

丹东春季气温回暖慢,海洋冬季感热释放,水温降低,需要感热吸收空气热量;

图14:辽宁春季气温丹东突出对比

秋末冬初,在陆地对流减弱后,海岸带及海面还有雷暴天气发生;首次雷电在山区、末雷在沿海!图15:东港秋季水稻冰雹,而春季少;东港及海岛热对流少发生,从夏季午后云图对流云泡分布可见一斑

海洋在全球水循环中也发挥着重要作用。海洋在全球水循环中也发挥着重要作用。全球蒸发量的 86%、降雨量的 78%集中在海洋上,海洋是水汽之源,其蒸发和降水形势的微小变化,将引起陆表水循环的巨大变化[1]。与大气中的水汽输送相比,海洋中的淡水通量大致补充了大气中的相应通量,而河流的输送量要小 1~2 个量级,也就是说,海洋通过输送淡水而闭合了地球系统的水循环。

图16:全球水循环图

丹东地区由回流低云带来的稳定性小雨、毛毛雨及潮湿大雾天气,基本起源于黄海近海蒸发,利于保持地表及空气湿润,遮蔽眼光防止高温炙烤,还有包括冬季路地型回流低云降水的多寡反映了一个地区的干湿状况,与植被、水资源、景观等密切相关。丹东市平均年降雨日数96.7 天。降雨以小雨为主,年小雨日数71.3 天,占降雨总日数的73.7%。适宜降水日数指的是某时段内日降水量≥0.1毫米且≤10毫米的天数。按照24小时降水等级划分,适宜降水日数即小雨日数。丹东市年适宜降水日数为71.3 天。适宜湿度日数是指日平均相对湿度≥50%且≤80%的天数。丹东市年适宜湿度日数为190.6天

图17:年适宜降水日数和适宜相对湿度日数

丹东地区夏季高压晴空背景下,海陆风在山区辐合,导致午后热对流性阵雨。来源于海洋输送和陆地蒸发图18:个例:辽东半岛中部山脊海陆风辐合线,热对流发展形成降雨(2020年6月19日午后15时18分)

海洋潮汐调节沿海陆地河口小气候、天气现象市观测站,在冬季晴空夜间,当半日潮高位相在夜间尤其是凌晨出现时,气温小幅度上扬图19:蒸发雾加重2009年12月4日,前夜大潮,江水倒流升温同地升温,空气辐射降温,气-水温差大。

事实与分析:潮水面积扩大---蒸发雾凝结---平流到岸边——冻结雾凇和蒸发过程放热---下垫面气温在增加或降温缓和。

 

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