2007 年长江口邻近海域夏季上升流演变机制研究

研究长江口邻近海域夏季上升流强度和空间分布的变化,对渔业生产和赤潮的防治具有重要的指导意义.采用2007年6~10月高分辨率卫星遥感资料 NGSST 海表温度和 CCMP 风场,通过经验正交函数(EOF)分解和区域海洋数值模式(ROMS)研究了该海域夏季上升流的短期演变机制及其与 SST 异常的关系.结果表明,夏季上升流强度和范围存在明显变化,是引起该海域 SST 异常的重要原因;风场对上升流短期演变起着关键作用,风应力旋度对局地上升流变化的影响与沿岸风应力同等重要;地形变化影响着上升流中心的分布,陡而窄的海底凸起容易在顺流侧形成较强的上升流中心,并在逆流侧诱发下降流.     

2014—2016厄尔尼诺年秘鲁上升流的变化特征及其影响因素

秘鲁上升流将富含营养盐的冷水带到表层,对沿岸的生态系统与渔业资源产生重要影响。厄尔尼诺事件对秘鲁上升流影响显著,而2014—2016年是近年来最强的厄尔尼诺事件之一。本文利用区域海洋模型ROMS,分析了秘鲁上升流在2014—2016年强厄尔尼诺期间的变化特征及影响因子。结果表明:2014与2015年春季,秘鲁沿岸表层海温出现正异常,主要与上升流减弱与平流增强造成的增暖有关,不同的是,2014年夏季平流增暖效应减弱,上升流增强,阻碍了海温正异常的继续发展;2015年夏季平流增暖效应持续,上升流作用被抑制,海温正异常持续至2016年春季;2014—2016年夏季秘鲁沿岸上升流增强与风应力增强有关;在冬春季节风应力减弱,利于产生上升流;2014和2015年春季出现下沉流,主要是由秘鲁潜流增强引起;风应力在2014—2016年无显著年际差异,潜流变化是产生厄尔尼诺年际差异的主导因素。     

夏季江淮地区雨量与印度洋海温联系的年代际变化

探讨了近50a（1951-2000年）来太平洋年代际振荡（PDO）冷暖位相中夏季江淮地区雨量与印度洋海温年际遥相关空间分布的差异,结果显示,不同季节的印度洋海温与夏季江淮地区雨量之间的联系存在显著的年代际变化。在PDO冷位相（1951-1976年）,同期夏季和后期秋季南印度洋海温与夏季江淮地区雨量的负相关最显著;而在PDO暖位相（1977-2000年）,从前期春季到后期秋季热带印度洋表现为持续的正相关,其中同期夏季赤道东印度洋SST与夏季江淮地区雨量的正相关最大,前期春季热带西印度洋SST异常对夏季江淮地区雨量变化有重要的预示性,后期秋季热带印度洋偶极子（IOD）强度与夏季江淮地区雨量变化密切相关。它反映了印度洋海温和东亚季风降水之间年际相关的不稳定性,季风系统中年际和年代际振荡间的相互作用是引起这种不稳定的主要原因。PDO和伴随的亚非大陆和印度洋地区之间海陆热力差异的年代际变化对印度洋海温和东亚季风降水年际联系具有明显的调节作用。     

琼东上升流和越南沿岸上升流对超强厄尔尼诺事件响应的对比分析

利用海表温度(SST)、海面高度(SSH)、风场、热通量等数据,比较分析琼东上升流和越南沿岸上升流对1998年和2016年两次超强厄尔尼诺事件的响应。结果发现,两个上升流对同一厄尔尼诺事件的响应以及同一上升流区对两次厄尔尼诺事件的响应均不同。1998年夏季,琼东海域风场异常利于上升流发展,上升流增强,越南沿岸风场异常不利于上升流发展,上升流减弱;2016年夏季,两个上升流区均为利于上升流的风场异常,但琼东沿岸冷水区却大幅缩小,SST明显升高,越南沿岸冷水区变化不大,但总体温度也升高。这表明,除风场外,琼东和越南沿岸上升流还受其他过程影响。海洋动力过程分析发现,同一时间同一上升流区的海表温度异常(SSTA)变化与海面高度异常(SSHA)变化最为一致。1998年夏季,琼东的负SSHA和越南以东的正SSHA均与风场异常作用一致,从而琼东上升流增强,越南沿岸上升流减弱。2016年夏季,琼东和越南以东均为正SSHA,抵消了利于上升流的风场异常,使得琼东和越南沿岸上升流减弱。同一时间不同海区相比,风应力旋度异常对琼东上升流SSTA影响更大,SSHA和沿岸风应力异常则对越南沿岸上升流影响更明显。海面高度异常表征的中尺度涡和风场异常(尤其是沿岸风应力异常和风应力旋度异常)是超强厄尔尼诺后沿岸上升流变化的重要影响因素。     

季节内振荡对热带印度洋SST日变化的调制——一维混合层模式的诊断结果

热带印度洋SST的日变化幅度受到大气季节内振荡(Madden-Julian Oscillation,MJO)的调制,其在MJO对流最强(弱)位相达到极小(大)值,并且在MJO对流增强位相显著强于其对流减弱位相。本文利用逐时的再分析海表通量强迫一维海洋混合层模式,定量地诊断了MJO事件中SST日变化的差异成因。结果表明,SST日变化在MJO对流最强与最弱位相的显著差异主要是由短波辐射的季节内变化所致(40%),其次是风应力(38%)和潜热通量(14%),其他要素的影响较小。而SST日变化在MJO对流增强与减弱位相所呈现的不对称特征,主要是由纬向风应力的不对称性所致,这是MJO扰动结构与背景环流相互作用的结果。     

热带海洋-大气耦合的主模态

依据1948年1月～2005年12月NCEP的海表温度(SST)和大气再分析的月平均资料,利用MCA方法,首次确定了代表全球热带海洋-大气相互作用的最主要信号的热带海洋-大气耦合主模态,该主模态随时间的变化与热带太平洋埃尔尼诺-南方涛动(ENSO)模态非常一致,揭示了该主模态包含以下海洋-大气相互作用物理过程:秋季印度尼西亚海洋-大陆区上空850 hPa出现异常的纬向风辐散和经向风辐合导致赤道东、中太平洋海温正异常,热带印度洋海温则出现东冷-西暖的—"偶极子"型异常;冬季热带太平洋出现典型的ENSO盛期对应的海洋-大气耦合型,在南海和热带远西太平洋出现低空反气旋环流异常,热带印度洋出现海盆一致增暖,而热带大西洋海温异常不明显;冬季热带太平洋和热带印度洋的SST异常可以导致春季赤道中太平洋西风异常,南海冬季风减弱,热带西北太平洋出现更明显的低空反气旋环流异常和赤道东风异常,热带西北大西洋出现西南风异常;该模态对夏季大气环流的影响主要表现为热带印度洋海盆一致模态对东亚季风的影响。     

季风转换期印度洋经向热输运的年际变异及其机理

本文采用SODA3.4.2再分析数据和POP2海洋模式研究了季风转换期间（春季和秋季）热带印度洋经向热输运异常（Meridional Heat Transport Anomaly, MHTA）的年际变异特征。春季MHTA存在两个主要模态,即一致模态和辐合辐散模态:一致模态表现为热带印度洋上层一致的向北输运,受热带印度洋海温一致模相关的赤道反对称风场（赤道以北/南为东北风/西北风异常）调控;辐合辐散模态则呈现关于赤道对称的表层辐散次表层辐合特征,受控于赤道以南的热带西南印度洋和副热带东南印度洋海温偶极子。然而,秋季MHTA仅表现为辐合辐散模态,受到印度洋偶极子期间赤道东风和赤道外反气旋式风应力异常影响。此外,POP2敏感性试验也验证了印度洋海温模态影响下异常风场对MHTA的调控作用,即反对称的风引起一致向北的MHTA,赤道东风异常引起MHTA表层辐散、次表层辐合现象。因此,热带印度洋海气耦合模态年际变化对印度洋上层热量再分配有着重要的意义。     

南印度洋偶极子及其影响研究进展

回顾了对南印度洋副热带海气相互作用的研究,总结了南印度洋偶极子事件背景下的气候变化。印度洋海表温度的方差表明南印度洋是整个印度洋海温变率最强的区域,年际海温变化最显著的特征就是海温呈现西南—东北向的偶极子型分布,被称为南印度洋偶极子(Southern Indian Ocean Dipole, SIOD)。南印度洋海温偶极子的形成主要是受大尺度大气环流调整的影响。南印度洋副热带反气旋环流异常引起了印度洋热带东风异常和副热带西风异常的变化,影响了潜热通量、上升流和Ekman热输送,进而引起了海温变化。SIOD对热带和热带外大气环流也有影响,尤其会影响亚洲夏季风降水异常,例如我国的降水异常和南印度洋偶极子海温异常具有显著相关关系。此外,SIOD模态所引起的经向环流异常与南海、菲律宾地区的反气旋环流异常也有紧密联系。     

印度洋塞舌尔穹隆区海表面温度的年际变化

利用1959年1月—2008年12月的ECMWF ORA-S3资料,系统研究了印度洋塞舌尔穹隆区不同季节海表面温度(SST)的年际变化特征及其与ENSO、印度洋偶极子、穹隆区的温跃层深度/海面风应力、印尼贯穿流的关系。结果表明,穹隆区的SST在5—6月存在最明显的异常闭合中心(5月的中心值还较热带印度洋其它区域大),而在8—11月最不明显;区域平均的SST年际异常在2月最大,在8—9月最小。一般而言,北半球秋冬季和次年春季的穹隆区SST正(负)异常对应El Nio(La Nia)年或正(负)的印度洋偶极子年,但也有例外,北半球夏季尤其如此。相关分析表明,11月至次年7月(尤其是5月)深(浅)的温跃层对应穹隆区高(低)的SST;而11月至次年3和5月的Ekman抽吸减弱(增强)时,次年1—6月和8月的穹隆区SST升高(降低),其中Ekman抽吸中的2项在总体上起相反作用,但除了对2和8月的SST,风应力旋度项的贡献都占优;风应力大小(蒸发)主要影响10月至次年6月的SST(负相关);当1—2月向北的Ekman输送弱(强)或7—8月向南的Ekman输送强(弱)时,穹隆区的SST高(低);而8—11月的印尼贯穿流流量增大(减小)时,直至次年上半年的穹隆区SST皆升高(降低)。可见无论是穹隆区SST的年际变化本身还是它与不同物理过程/影响因子的关系均存在明显的季节差异性。     

热带印度洋SST海盆模态的“充电/放电”作用——对夏季南亚高压的影响

根据观测资料和海气耦合模式初值试验结果,通过比较分析热带太平洋SST主模态(ENSO模)和热带印度洋SST主模态(海盆模)对夏季南亚高压的影响,揭示了印度洋海盆模的"充电/放电"作用:赤道中东太平洋海温异常首先对印度洋进行"充电",形成热带印度洋SST对太平洋EN-SO的响应模态——海盆模。该模态在ENSO发生翌年春季达到峰值位相,而且有很好的持续性,可以从春季持续到夏季,该暖(冷)模态可以引起大气的"Matsuno-Gillpattern"响应,并通过亚洲夏季平均西南季风的异常水汽输送等使得夏季南亚高压偏强(弱),即为"放电"过程。而赤道中东太平洋海温异常对夏季南亚高压的直接影响并不显著,并指出了夏季南亚高压和超前3~12个月Nio3指数之间高的显著正相关关系只是一个表象,并不是太平洋海温异常对南亚高压的直接影响结果,而是通过印度洋海盆模态的"充电/放电"作用引起的。     

Model of the post-Cenozoic evolution of the cryolithozone of the shelf of the western part of the Laptev Sea

The analysis of the structure of the cryolithozone, facies, and thicknesses of the Quaternary sediments and the results of the physicochemical mathematical modeling of the modern shelf of the western part of the Laptev Sea support the influence of the Late Pleistocene glaciations on the heat conditions and the distribution of the permafrost in the area. A ～200-m thick glacier formed under aerial conditions from atmospheric precipitation represented the metamorphosed snow cover. According to the modeling, the long-living (from 60?50 to 10?4 ky) glacier reduced the thickness of the permafrost rocks in the reviewed shelf area for 280–360 m. The Holocene marine transgression additionally decreased the thickness from 50–140 m on the inner shelf to 220–350 m on the outer shelf. The modern submarine cryolithozone 450-0 m thick is wide-spread in the studied region from the coast to the shelf boundary (isobaths of 130–140 m), where it pinches out at a distance of ～380 km from the coast at a depth of ～250 m above the sea level.     

Investigation of the mechanism of the long-term evolution of the carbon cycle in the ecosystem of the Sevastopol bay

We analyze the components of the carbon system of the Sevastopol bay waters and the balance of main sediment-forming substances using the data of field investigations in 1998–2008. The interannual variations of total inorganic carbon and the equilibrium partial pressure of carbon dioxide in the bay water are noted. An increase in the flux of carbon dioxide into the bay and in the content of organic carbon in bottom sediments is revealed, and an explanation of this phenomenon is given. The priority accumulation of organic carbon in the sediments of the bay is established. We assess the interannual variation in the relative abundances of organic and inorganic carbon as an index of the carbon cycle stability.     

Contemporary state of the investigation of the influence of the discharge of rivers on the hydrologic structure of the Black Sea

We generalize and analyze the state of investigations of the influence of river waters on the hydrologic structure of the Black Sea. Specific features of the water, regime and hydrography of rivers flowing into the sea, data on the discharge of rivers, and intrayear and interyear variability of the discharge are presented. We discuss and analyze works studying the transformation of river waters, routes of desalinized sea waters, and their influence on the thermohaline structure and dynamic regime of the sea. Translated by Peter V. Malyshev and Dmitry V. Malyshev     

双壳贝类血淋巴中儿茶酚胺的检测方法初步研究

研究的目的是探索一种检测双壳贝类血淋巴中儿茶酚胺含量的方法。以栉孔扇贝(Chlamysfarreri)和长牡蛎(Crassostreagigas)为实验对象,研究了取样、抗氧化剂、氧化铝用量以及Tris缓冲液用量等对实验结果的影响。结果表明,高效液相色谱电化学检测器法(HPLC-ECD)可以灵敏高效地对双壳贝类血淋巴中儿茶酚胺进行定性、定量检测。实验表明,取样时间最长不超过1.5min;还原性谷胱甘肽作抗氧化剂效果较好;前处理各试剂与血样量的最适配比为血样量1.5mL,Tris缓冲液(1.5mol/L,pH8.6)1mL和氧化铝25mg;水洗后离心并尽可能吸干氧化铝中的水分。去甲肾上腺素、肾上腺素和多巴胺的回收率分别为53%~69%、47%~73%和48%~56%。     

Modelling of the ecosystem of the Black-Sea shelf zone near the estuary of the Danube

We analyze the results of numerical calculations performed according to the three-dimensional interdisciplinary model of an ecological system of the Black-Sea shelf zone near the estuary of the Danube. The complete system of equations of hydrothermodynamics is solved together with transport equations of the advection-diffusion-reaction type used to describe the transformation of a substance (nitrogen) between the components of the characteristic vectors of the ecosystem: plankton, detritus, and biogenic elements (nitrates). We describe the distinctive features of the circumcontinental distribution of components obtained as a result of numerical experiments and present arguments for the conclusion that the ecosystem of the Danube estuary water area plays the role of a buffer zone between the press of the Danubian biogenic pollutions and the neighbouring areas of the shelf zone and open sea. Translated by Peter V. Malyshev and Dmitry V. Malyshev     

黄河入海径流对河口海域盐度影响研究

为研究黄河入海径流变化条件下河口附近海域盐度扩散特征,以更好地保护河口海域生物资源多样性,本文以黄河下游利津水文站的长序列实测径流数据资料为基础,利用近海水动力模型FVCOM,分析径流变化对黄河口海域盐度的影响规律。结果表明：黄河口与莱州湾之间存在顺时针的环流系统,在余流作用以及涨落潮方向的影响下,黄河冲淡水长期向莱州湾扩散;丰水期黄河冲淡水几乎影响了整个莱州湾,27盐度锋可以到达莱州湾中部,27等盐线的表层包络面积为2 665.61 km²,占莱州湾的1/4左右,枯水期低盐度水只有向南扩散的趋势,27以下的低盐度水集中分布在黄河口门附近,27等盐线的表层包络面积只有199.65 km²;5月份,随着入海径流量增加,27等盐线扩散的范围、距离、方向都会发生明显变化。在对近海生物资源有迫切保护需求的情景下,适当减少其他用水户供水量以增加入海生态径流量,可以有效改善黄河口海域附近的盐度情况,为生物资源的生长繁殖创造良好条件。     

The influence of the bottom contour on the deformed state of the ice cover due to the motion of the submarine

The authors have previously determined that the effectiveness and failure pattern of the ice cover caused by flexural-gravity waves generated by a submerged body motion near the bottom ice can greatly depend on the depth of the water area. In its turn, the presence of a ledge on the ice surface may affect a wave propagation pattern. This paper presents an experimental study of the bottom contour influence on the deflection and length of flexural-gravity waves. The authors describe a numerical model for the analysis of the deformed state of ice caused by hydrodynamic loads due to a submarine motion, taking into account the bottom contour. The experiments are carried out in the ice tank. The results of calculations and experiments are compared.     

Dynamics of the ice cover and peculiarities of the ice transportation of the sediments at the tidal flats of the Kandalaksha Gulf of the White Sea

Ten years of semistationary studies of the interaction of the ice cover and the coastal relief of the Kandalakhsa Gulf in the White Sea allowed us to reveal the peculiarities of these processes in the warm and cold years and the mechanisms of the origination of ice forms, including ice tents, which govern the character of the tidal flats. Three dynamic fast ice zones are distinguished by their geomorphological location, morphology, and ice dynamics. The dependence of the mechanisms and volumes of the enrichment of the fast ice in the sediments on the coastal zone??s relief was established. At the coast of the Kindo Peninsula (Velikaya Salma Strait), the ice mostly contains fine-sandy sediments. Coarser sediments, including boulders, are occasional and frozen into the ice at the contact of the fast ice and the bottom. At the expense of the ice??s spreading by 4?C6 times in the warm years and 2?C4 times in the cold years, several thousand tons of sediments mostly from the tidal flat??s surface (100?C700 m³ from 1 km of coast in the wide tidal flats and <50 m³ on the steep coasts) are delivered to the water area.     

Relationship between the path of the Kuroshio in the south of Japan and the path of the Kuroshio Extension in the east

A relationship between paths of the Kuroshio and Kuroshio Extension (KE) is investigated, using the satellite-derived altimetry dataset of 1993–2008. When the Kuroshio takes the nearshore nonlarge meander path or typical large meander path and resultantly goes through the deeper channel (about 2500 m) of the Izu-Ogasawara Ridge, the KE path adopts a relatively stable state with the two quasi-stationary meanders. On the other hand, when the Kuroshio takes the offshore nonlarge meander path and then passes over the shallower part of the Ridge (about 1000 m), the KE path tends to be convoluted, i.e., an unstable state.     

On the Relationship between the Characteristics of the Annual Variations of the Virtual Height of the Ionospheric Sporadic E Layer with the Seasonal Rearrangements of the Stratomesospheric Circulation

Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics - Analysis of the temporal variations of the virtual heights of the sporadic E layer (h?ES) determined from ionograms with increased accuracy (1...