源区黑潮热输送低频变异及其与中国近海SST异常变化的关系

基于长时间序列的水温和盐度资料，通过动力计算方法估算了源区黑潮（18°N断面）热输送量，分析了源区黑潮热输送变异和中国近海SST异常的年际、年代际时空变化特征及两者之间的相互关系．结果显示，源区黑潮热输送异常呈现出显著的以2—7、10～20a和约30a为主周期的年际、年代际变化，且具有线性增强的长期变化趋势．并约于1976年前后发生了一次显著气候跃变．中国近海SST年际、年代际异常变化的最显著区域位于渤海、黄海、东海海域和台湾海峡．源区黑潮热输送变异在年际、年代际尺度上与中国近海SST异常变化密切相关，源区黑潮热输送变异可能是影响中国近海SST异常变化的重要因素之一．     

基于一个海洋混合层模式对中国近海浮标SST日变化的模拟

收集整理了中国近海18个浮标2011年全年的高时频实时观测资料,对中国近海SST日变化时空分布规律进行了分析,并利用一个改进了的一维海洋混合层模式对中国近海浮标资料进行了模拟。分析表明,中国近海SST日变化具有明显的季节变化特征。按照各季节SST日变化的明显程度,可以把近海海域分为两季型与四季型。两季型海域的SST日变化在春夏季非常明显,且变化幅度一致,而秋冬季日变化明显减小,如渤海、黄海北部和东海北部。而东海南部和南海北部等四季型海域的SST日变化幅度在各个季节均不相同,具有四季分明的特征。各个海域的短波辐射等热力通量、海面风应力等动量通量,以及上层海流等因素是造成上述分布特征的主要原因。文中使用的海洋混合层模式在对不同浮标观测SST的逐日演变过程中表现良好,对平均日变化的模拟比较合理,可以模拟出连续的、完整的SST日变化周期,并且与观测基本一致,该模式在中国近海区域具有良好的应用前景。     

3套不同的SST再分析数据与中国近海浮标观测的对比研究

基于自然资源部浮标数据，通过分析均值差、均方根误差、相关系数和标准差偏差4个统计量，检验了2018年7月1日至8月6日全时段及该时段内3个台风（1808号台风“玛利亚”、1810号台风“安比”、1812号台风“云雀”）过境期间，3套海表面温度（Sea Surface Temperature，SST）再分析资料（OISST、OSTIA SST、RTG SST）在中国近海区域的可靠性。对比结果表明，在全时段内，3套SST再分析资料都能在一定程度上反映中国近海SST的基本状况，其中OSTIA SST资料同浮标实测SST数据的均值差为0.12℃、相关系数为0.94，均优于OISST资料（均值差为–0.85℃、相关系数为0.90）和RTG SST资料（均值差为–0.17℃、相关系数为0.86）。通过对比单个浮标数据发现，相较约80%的MF浮标实测SST数据，OSTIA SST资料都显著优于RTG SST资料和OISST资料，具有较高的可信度。在台风过境期间，较之RTG SST资料和OISST资料，OSTIA SST资料同大部分浮标实测数据的均值差绝对值及均方根误差更小、相关系数更大，表明在高海况条件下，OSTIA SST资料能更真实地反映中国近海SST的基本状况。     

基于CORA资料的中国海海表面温度季节和年际变化特征分析

基于1986-2008年的中国近海及邻近海域再分析产品(CORA),采用经验正交函数分解方法(EOF)分析了海表面温度(SST)的季节及年际变化特征,并用相应的SODA、AVHRR以及Levitus资料对CORA做了对比评估。相比于AVHRR而言,CORA资料SST的偏差和均方根误差均小于SODA,相比Levitus资料而言CORA资料温度盐度的均方根误差随深度的变化皆小于SODA。 CORA与SODA资料相比,两者前3个模态的时空分布大体一致,区别在于CORA资料能更好地反映参量的一些细微特征。结果表明,CORA资料能很好的刻画中国近海SST的季节、年际变化特征,尤其是黑潮流经区域SST的局地变化特征。季节EOF第二模态显示的是SST对由风引起的潜热释放的响应特征。第三模态刻画了冬夏转换季的分布特征,主要揭示了东北-西南走向的锋面特征。SST年际变化与ENSO密切相关,区域平均的南海SSTA与Nino指数的吻合程度CORA优于SODA。     

台风对海表温度的影响分析

文章选取2011-2012年出现在西北太平洋地区的3个不同类型的台风,利用中国台风网"CMA-STI热带气旋最佳路径资料数据"和多卫星遥感观测资料,分析了台风对大洋以及中国近海海表温度的影响。分析结果表明,台风对SST的影响程度与台风自身强度和台风的移速密切相关。SST降低区域一般位于台风路径的右侧,台风在大洋右转向时可形成显著降温区。最大SST降低一般滞后台风中心2d或1d,在台风过境后,该海域降低的SST恢复时间也较长。     

基于两种数据集的全球SST变化趋势的对比研究

分别利用了来自NOAA和Hadley中心的SST(Sea Surface Temperature)资料,分析了全球海域每个网格点上SST的变化趋势,并将两种资料分析的结果进行比较。研究发现:近150a期间,全球大部分海域的SST以0.003℃.a-1左右的速度显著性逐年线性递增,仅在格陵兰南部海域和两极部分海域呈显著的逐年线性递减趋势;NOAA的SST变化趋势的区域性差异比Hadley的SST明显,但后者变化趋势的强度稍大于前者;不同海域SST的逐年变化趋势由不同的季节主导;在1910年为近150a来SST的最低点,之后缓慢上升,在1942年附近达到1个相对高点,而后略有下降,但很快又恢复上升趋势,上升趋势一直延续至今。     

增量变分法融合多源SST

各种不同的观测资料有各自的特点,一种好的融合过程,必须把每一种资料的不同点与误差特点考虑进去.选用了Argo、MODIS、AVHRR、AMSRE、TMI等SST资料,应用增量变分法融合多源卫星SST资料,分析得到了中国近海高分辨率的SST分析产品.用最小二乘共轭梯度法求解三维增量变分法目标函数的最小化,并对三维增量变分法的实际应用方法作了说明.在相关性函数中,合理引入相关温度尺度参数后,能更好地利用SST分布场各点间的相关性与温度梯度场两者之间的关系.在实际应用中,根据前1天的分析温度值计算温度梯度函数,从而得到以实际温度场为基础确定的各向异性相关系数,解决了在大温度梯度区域与海岸上的相关系数的各向异性问题.使用三维增量变分法对AVHRR、MODIS、TMI、AMSRE的所有SST资料进行融合,从2006年融合得到的SST分析场可以明显地看出,多源融合SST分析场和TMI与AMSRE对应的3日平均SST的基本分布是一致的.多源SST融合集合了各卫星SST资料的优点,弥补了各卫星SST资料的不足,根据各种资料的准确度分配权重,最后通过最小二乘共轭梯度迭代法,得到了中国近海全覆盖的高分辨率的SST分析场.在近海区域实时观测资料少,各卫星资料的精度偏低且各卫星资料数据相互独立的情况下,多卫星资料融合有利于提高分析结果的准确性.因此要在近海区域得到实时的、准确的、高分辨率的SST分布就必须融合所有可融合的观测资料,本文在这方面做了初步有益的尝试.     

两类El Niño事件对中国近海及毗邻海域海表温度的影响

为研究东部型和中部型两类厄尔尼诺(El Ni?o)事件与中国近海海表温度(sea surface temperature,SST)变化间的联系,基于中国科学院大气物理研究所连续80年(1940—2019年)的SST再分析数据,采用EOF分解、合成分析等方法做了初步分析,发现中国近海及毗邻海域近80年SST变化与全球变暖密切相关。并且两类El Ni?o事件对中国近海SST变化的影响存在显著差异。东部型El Ni?o事件发展过程中,中国近海及毗邻海域SST在发展年主要为负异常,衰退期为正异常;中部型ElNi?o事件发展过程中, SST变化区域差异大,发展年日本附近海域为正异常, 28°N以南为弱的负异常。两类El Ni?o事件引发西太平洋风场反气旋涡的时间、位置与强度等的不同,是造成中国近海风场与海表温度异常(sea surface temperature anomaly, SSTA)差异的主要原因。     

20世纪80年代中期以来东亚大槽和东中国海海温关系的年代际减弱和成因分析

基于Had ISST(Hadley Centre Sea-ice and Sea surface Temperature Data Set)的月平均海温(SST)资料,对1960-2012年中国近海冬季SST的长期变化趋势进行了详细分析。结果显示冬季SST经历了一个显著的升温过程,增幅达0.018℃/年,在80年代末期发生了显著的气候增暖过程。对东亚冬季风子系统与冬季东中国海SST关系的年代际变化进行了分析。结果发现在1960-2012年间,东亚冬季风5个关键子系统中,东亚大槽与东中国海冬季SST年际变率上关系最为密切。进一步研究发现,自20世纪80年代中期以来,东亚大槽和东中国海冬季SST都发生了明显的年代际变化,其中东亚大槽为年代际减弱,而东中国海冬季SST发生了年代际增暖。尽管1960-2012年间东亚大槽与东中国海冬季SST有显著的负相关关系,但这种统计相关在1989-2012年期间显著减弱。这种相关减弱的原因很可能是由于NPO(North Pacific Oscillation)的年代际变化背景下的东亚大槽的强度减弱有关。     

青岛近海夏季海雾年际变化的低空气象水文条件分析——关于水汽来源的讨论

本文采用1971-2009年月雾日数资料、1970-2007每日4次能见度观测资料、MICAPS系统提供的每日3h/1次的地面观测资料、JRA-25再分析资料,对青岛近海夏季(6～7月)海雾年际变化的低空气象水文条件进行了合成分析,发现长江口以东的东海海域是影响青岛近海海雾多寡的水汽来源关键区域(122°E～130°E,28°N～32°N),黄海局地海表面蒸发增湿所提供的水汽贡献不大.海表面温度(SST)对海雾的形成在黄、东海起着不同的重要作用.多雾年,东海SST偏高,海面蒸发较大,为低空气流提供了热量和水汽,黄海SST偏低,海面蒸发较小,有利于低空气流的降温增湿,从长江口以东海域向黄海输送的低空暖湿平流是海雾形成的主要物质基础.去掉月平均合成中降水、沙尘等因素对能见度的影响,针对2005-2007年6、7月42个雾日的统计分析,进一步证明了长江口以东海域水汽输送对黄海海雾形成有重要影响;对其中5个雾日的水汽源地追踪,表明在天气时间尺度下,水汽路径是从东海在低空南风的引导下向北到达青岛近海.     

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.     

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.     

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.     

Parameters of the sediments of the deep-water basin of the Black Sea

The methodology and the first results of the computations of the volumes, masses, and growth rates of the sedimentary body of the buried Black Sea basin are presented. Their temporal evolution reflects the regional paleogeodynamics, in particular, the reorientation of the vector of the relative movement of the Arabian and Eurasian lithospheric plates and the related intensification of their collision in the late Miocene-Pliocene.