海洋中的CO2观测与研究

在1985年～1997年之间"陆架边沿海海洋通量研究"和"中美海气联合调查"(TOGA)海洋观测调查项目中,利用库仑仪系统和高精度测量海水二氧化碳分压气相色谱系统测量了表层和深层海水总溶解二氧化碳(TCO2)、海水和大气CO2分压(PCO2)样品,测量精度为±1umol/kg和±1utam.根据表层和深层CO2数据,讨论了影响CO2变化的主要因素,通过研究计算获得了CO2和温度(T)、盐度(S)、总碱度(ALK)相关回归方程.CO2分布变化与流、水团、黑潮变化密切相关.本文根据在中国东海四个航次测量的海水和大气的PCO2,描述了调查海域CO2的源与汇以及通量的分布.     

沿22°～18°N航线上CO2对ENSO和LaNina的响应的季节变化

根据1986年11月～1997年12月期间在114°～130°E,沿22°～18°N航线各航次所测量的大气和表层海水中的CO     

1984──1989年165°E断面海水温盐结构的距平变化

使用1984—1989年期间中美海-气相互作用合作研究及法国ORSTOM完成的沿165°E断面共17个航次调查中的温、盐资料,对1986—1987厄尔尼诺（E1Nino）及1984-1985,1988年反厄尔尼诺（LaNina）事件期间海洋上层温、盐结构的变化作了分析。文章指出,165°E断面温、盐结构的变化具有明显的厄尔尼诺-南方涛动变化周期之特征;研究期间E1Nino与LaNina温、盐结构的差别主要表现在盐度分布及次表层温度结构的不同;165°E断面上的温、盐结构在E1Nino及LaNina期间的变化是各种海-气相互作用结果的反映,其中赤道带纬向风及赤道表层流系的变化是该海区温、盐结构变化的主要原因。     

Responses of CO2 in surface water in subtropical West Pacific to El Niño event

In order to investigate the relationships between the change of TCO2, △PCO2 and SST, current, upwelling and biological activities during El Nin(～)o event in the subtropical Pacific, the responses of TCO2 and △PCO2 in surface water in the subtropical Pacific during El Nin(～)o and La Nina have been simulated using a three-dimension carbon cycle model with biota pump. The results of numerical simulations show that TCO2 in sea water increases with reducing of SST during mature phase of El Nin(～)o in the subtropical West Pacific . At the same period , the Kuroshio in this region was weakened , the zonal currents were divergence , the upwelling carried the water with high concentrations of CO2 to the sea surface , so both of TCO2 and △PCO2 in surface water were increased . But TCO2 and △pCO2 were decreased during La Nina period. These simulated results confirmed the observations in 1982/1983 , 1986/1987 ,1991/1995 and 1997/1998 El Nin(～)o events .     

165°E赤道太平洋溶解氧垂直分布异常分析

根据1986—1990中美热带西太平洋海气相互作用8个航次合作综合调查资料，分析了1987年10月赤道中西太平洋165°E（10°N－6°S）次表层水形成溶解氧最大值的原因。1986－1987年E1Nino衰退时期，该海域赤道附近在E1Nino强盛时期下沉的次表层水开始回升，短时期内形成了类似于中、高纬度海域的理化环境，使浮游生物在混合层内聚集生长，最终导致溶解氧含量在次表层出现最大值和过饱和含量。     

137°E 断面北赤道流的结构特征和年际变化

基于日本气象厅在1967～2009 年间获得的温盐深仪(CTD)资料以及美国提供的卫星高度计资料,分析了137°E 断面北赤道流(NEC)的结构特征和年际变化, 并探讨了其年际变化的控制机制。结果表明,在137°E 断面, NEC 的平均位置位于8°～18°N, 其流核出现在10°～12°N 附近; 无论冬季还是夏季, NEC的流速距平场都具有南、北向的反位相年际振荡特征, 而这种南、北向的反位相振荡可能是由热带西北太平洋的气旋性和反气旋性异常环流所控制; NEC 内部的流速对EI Ni?o-Southern Oscillation (ENSO)的响应也存在着明显的季节特征, 其中, 在El Ni?o(La Ni?a)期间的夏季, NEC 中上部的流速增大(减小); 在El Ni?o(La Ni?a)期间的冬季, NEC 中下部的流速减小(增大), 而NEC 南、北两侧的流速则增大(减小)。     

渤海主要温室气体与海水pCO2环境特征

通过对渤海主要温室气体及海水二氧化碳分压的调查与研究,分析了渤海区底层大气二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和二氧化碳分压(pCO2)的时空分布特征;渤海大气CH4含量春、夏、秋、冬季均值分别为2085、1974、2056和2060×10-9nl/L,各季节高值区均出现在黄河口邻近海域;黄河口邻近海域大气较高浓度的甲烷可能是渤海沿岸城市夏季出现高值的重要原因;渤海区大气二氧化碳浓度在2006年-2009年呈增高的趋势,2009年9月渤海中、北部海水pCO2在285～617μatm之间变化,渤海中部海水pCO2明显低于辽东湾内海水pCO2,研究区CO2海气通量-5.9～13.4mmol.m-2.d-1在之间,人类活动以显著影响到渤海的碳汇能力。     

太平洋中低纬海水中的二氧化碳分布特征及其与海洋环境条件的关系

根据1986年11月至1990年6月进行的中美热带西太平洋海-气相互作用(TOGA)联合考查和1995年10月至1996年6月“中日副热带联合调查”期间获得的14个航次大气和海水CO₂的观测资料,给出了主要观测海区CO₂的源与汇的分布特征:在赤道地区5°N~5°S,130°~165°E观测到的表面水中二氧化碳分压的值超过了大气中二氧化碳分压1.5~4.5 Pa,结果表明该海区对大气CO₂而言是源,但是该值远小于在中赤道测到的+9.1 Pa和在东赤道太平洋所测的+15 Pa的值.由此表明热带太平洋CO₂源的强度是向西减弱的.副热带海区在秋季对大气CO₂而言是较强的源,春季是汇.对影响海水CO₂变化的主要因素温度、盐度等进行了讨论,表明CO₂的分布变化直接受海流、水团、黑潮和ENSO事件影响.     

东南亚10°—25°N,105°—130°E海区热带风暴异常路径的分析

本文４１ａ（１９４９－１９８９年）的资料，对东南亚１０°－２５°Ｎ，１０５°－１３０°Ｅ范围７－９月出现的热带风暴异常路长进行了普查统计和气候分析。结果表明：产生异常路径热风暴的机率约占区域内热带风暴总数的２０％；异常路径的产生与热带风暴所处的地理位置，季节，环下等因素有关。正确地考虑气候规律和具体的天气条件相结合是预报带式风暴异常路径成败的关键。     

155°E断面夏季温、盐度的基本特征

有关太平洋海洋环流,特别是对亚热带(又称副热带)、热带和赤道带环流的调查研究,近数十年来在国内、外海洋学界已蓬勃展开。其中,日本气象厅于1967年至今在137°E断面上每年进行1-2次定期海洋观测,并于1972-1979年、1987-1995年在155°E断面上每年夏季进行一次观测。根据上述经向断面观测资料,许多学者对137°E断面的海流结构,温、盐分布,水团及其变异,以及与ENSO现象的关系作了细致的分析研究(邹娥梅等,1993;顾玉荷,1996;Guan,1986;Masuzawa,1967);关于155°E断面的研究,则着重于太平洋赤道区域海流结构和它的变异及其与ENSO现象的关系等(顾玉荷,1990;Guan,1986)。本文拟根据155°E断面1972-1979年夏季(6-7月)日本气象厅的海洋水文气象观测资料(其中1974年无资料),分析研究该断面(北亚热带、热带和赤道带海域)的温、盐度分布特征和热、盐含量及其年际变异,并探讨其与ENSO现象之间的关系。 155°E断面北起30°N,南至11°S,自北向南横穿北亚热带、热带、赤道带和南半球热带。测站的密度以1975-1977年最密(设55个测站),1972年和1973年次之(分别设测站33个和40个),1978年和1979年测站稀疏,仅为15个和12个。采样深度间隔于30m以浅为10m,50-150m层间为25m,150-300m层间为50m,300-1000m层间为100m。图1为断面的位置和站位分布(5028站至5058站每相邻两站中间省略一站位)。 为了便于分析断面上各纬度带的水文特征及年际变异,将该断面自北向南划分为4个纬度带,即北亚热带(18°-30°N)、北半球热带(2°-18°N,以下简称北热带)、赤道带(2°N-2°S)和南半球热带(2°S以南,以下简称南热带)。其中北热带又划分为北赤道流区(8°-18°N)和北赤道逆流区(2°-8°N)。     

ElNino前后热带西太平洋潜热交换空间变化特征

本文根据中美西太平洋联合考察资料，计算了西太平洋热带海域（２０°Ｎ～８°Ｓ，１１２°～１７０°Ｅ）内的潜热通量和显热通量。结果表明，该区域海气交换潜热通量的空间分布与ＥｌＮｉ　ｏ的发生有密切联系．根据计算结果建立了潜热ｅｗ－ｅ－Ｖ诺谟图，显热ｔｗ－ｔ－Ｖ诺谟图。利用该图可随时对海气热交换特征进行诊断分析。     

东海黑潮区海水中磷酸盐的分布特征及成因探讨

本文报道了1987年夏、冬两个航次在26°50′～32°30′N,124°30′～131°30′E海区中可溶性无机磷酸盐的调查结果,阐明了磷的分布特征和形成机制。结果表明陆架区表层测值较高,大洋区为低值区,底层则相反。大洋水常年分层,中层水有爬坡涌升现象,其浓度与Aou呈正相关,与pH和S呈负相关。夏、冬两季底层磷与Aou呈正相关,其浓度变化主要依赖于生物过程。     

137°E经向断面上的黑潮与黑潮逆流

根据 １３７° Ｅ 断面 １９６７～１９９５ 年冬、夏季的温、盐资料,计算和分析该断面的地转流。主要结果是：（１） 黑潮是流速很强且较稳定的单支海流,没有多支现象;黑潮逆流则不同,有时为单支,有时为２ 支甚至３ 支出现,带有多支性成份;（２） 多年平均而言,该断面上３１° Ｎ 为黑潮与黑潮逆流的分界线。冬季,黑潮主要出现在３１°～３３° Ｎ 之间,黑潮逆流主要出现在２９°～３０° Ｎ之间;夏季,黑潮主要出现在３１°～３４° Ｎ 之间,黑潮逆流主要出现在 ２８°～３１° Ｎ 之间;（３） 该断面 ２６°～３４° Ｎ 之间的流速结构,可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ３ 种类型,２ 支海流均为带状的单核结构。平均而言,黑潮与黑潮逆流流速均具有夏强冬弱的现象,但后者冬、夏季差异不显著。对黑潮逆流的多支性用实测资料进行了比较     

赤道附近141°30′E断面温盐细结构特性

根据中美海气ＴＯＧＡ调查第１～４航次（１９８６～１９８８年）的ＣＴＤ资料及部分ＡＤＣＤＣＰ资料，分析研究横跨赤道１４１°３０′Ｅ断面的内波及细结构特性，其中包括温度垂直梯度的概率分布及其谱特性，ＣＯＸ数的统计分布及Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ数的垂直分布等，由此得出；该断面存在入侵性细结构、双跃层及阶梯结构；温度垂直梯度谱在波数０．１附近有一折点Ｋ１，按谱斜率不同将谱分为３段，当０．０３＜Ｋ＜Ｋ１时，β＜１；当Ｋ，＜Ｋ＜０．６时，β为－１．７～－３；当０．６＜Ｋ＜ｌ时，β为－３．５～－５。     

东海表层水二氧化碳及其海气通量

1994年春、秋季在东海进行了两个航次的调查，采用气相色谱法和CO2采样系统测定了表层水和大气CO2分压。结呆表明，东海大部分海区CO2处于不饱和状态，可视为大气CO2的汇点。东海陆采区表层水CO2分压呈明显的季节变化趋势，即春季近岸低，大洋高；秋季西北部高，大洋低。黑潮区表层水CO2分压较低，无明显的季节性变化。利用通量模式，估算了大气输入东海海域的CO2通量为45.1g／(m2·a）。     

热带西太平洋海水热结构对1986—1987年ENSO事件的响应

本文利用热带西太平洋中、美海气第1至第4航次联合考察资料,分析讨论了1986—1987年El Ni(?)o/Southern Oscillation(ENSO)事件期间该区热结构的变化。分析表明,事件期间热带西太平洋暖水域海水热含量显著降低,它与140°W和Nino_1+Nino_2区的SST距平变化恰成反位相关系。此外,温跃层在此期间内上升了50—100m,上混合层明显变浅。这种温跃层的异常上升是与事件期间此区西风异常的出现和赤道两侧正的风应力旋度增大有着密切关系。     

南黄海和东海毛颚类生态特征的研究Ⅰ.数量分布的特征

根据国家海洋局1977年12月份至1978年11月份在黄海南部和东海(28°~34°N,120°30'~127°00'E)广大海域进行周年逐月份的12航次综合调查资料,对该海域毛颚类数量变动、时空分布及其与环境因子的关系进行了分析.结果表明,本调查区毛颚类的数量以6~9月份较高,7月份为年最高值.1~4月份为年低值期,尤以4月份为最低谷.其中在数量上取主导作用的种类是肥胖箭虫(Sagitta enflata)、强壮箭虫(S.crassa)拿卡箭虫(S.nagae)和百陶箭虫(S.bedoti)等种类.在平面分布上,长江口以北毛颚类数量一般高于长江口以南的海域,在南黄海,除夏季外,其他季节均有出现高值.在东海高密集区一般出现在不同水系交汇区,尤其在长江冲淡水、沿岸水和外海高温高盐水交汇的锋面最为密集.这对于不同水系在研究区内运动和消长有一定的指示意义.     

1984—1989年165°E断面海水温盐结构的距平变化

使用１９８４－１９８９年期间中美海－气相互作用合作研究及法国ＯＲＳＴＯＭ完成的沿１６５°Ｅ断面共１７个航次调查中的温,盐资料,对１９８６－１９８７厄尔尼诺（Ｅ１Ｎｉｎｏ）及１９８４－１９８５,１９８８年反厄尔尼诺（ＬａＮｉｎａ）事件期间海洋上层温,盐结构的变化作了分析,章指出,１６５°Ｅ断面温,盐结构的变化具有明显的厄尔尼诺－南方涛动变化周期之特征;研究期间ＥｌＮｉｎｏ与ＬａＮｉｎａ温,盐结构的     

155°E断面北太平洋副热带海域夏季主要水文特征

根据日本气象厅RyofuMaru调查船干1972～1977和1989～1990年间夏季在155°E断面观测的水文资料,分析了该断面上北太平洋副热带海域(18°～30°N)的主要水文要素-温度、盐度、密度、溶解氧含量和地转流等的分布特征及其与ENSO现象之间的关系.研究结果表明,上述诸要素的分布趋势是一致的,且与地转流场相对应.动力计算给出,在北大平洋副热带海域每年夏季均出现2或3支强、次强流或二者兼有的东、西向流动,并呈带状相间分布.东向流被称作副热带逆流.根据东、西向流带的数目推论,在该海域各年夏季可能存在2个反气旋涡旋,即呈现2个顺时针次级环流系统.     

北太平洋150°E～165°E海域柔鱼渔场与表温及水温垂直结构的关系

根据 1998～ 2 0 0 1年 8～ 10月 38°N～ 4 4°N各站点水温和生产数据 ,对 15 4°E～ 15 7°E海域柔鱼作业渔场与表温及水温垂直结构的关系进行了分析。结果认为 ,38°N～ 4 4°N各站点水温结构随时间有较大差异。 8～ 9月 38°N～ 4 4°N各站点在 10 0m以内均形成明显的温跃层 ,10月份随着亲潮势力加强 ,跃层强度有所减弱 ,表层混合水可达 5 0m深 ,其温跃层基本上在 5 0～10 0m间。在 15 0°E～ 16 5°E海域 ,渔获产量主要集中在 4 2°N～ 4 4°N ,盛渔期为 8～ 9月。 8月在4 0°N～ 4 1°N海域温场最适表温为 2 0～ 2 2℃ ,在 4 2°N - 43°N海域为 16～ 19℃ ,在 4 4°N附近海域为 14～ 16℃ ,0～ 5 0m、0～ 10 0m温度梯度为 0 .16～ 0 .2 3℃ /m和 0 .11～ 0 .13℃ /m ;9月渔场最适表温、0～ 5 0m和 0～ 10 0m温度梯度为 15～ 2 0℃、0 .15～ 0 .18℃ /m和 0 .12～ 0 .14℃ /m ;10月为12～ 17℃、0 .11～ 0 .2 0℃ /m和 0 .0 9～ 0 .11℃ /m。灰色关联度表明 ,对作业渔场影响最大的是表温、0～ 5 0m温度梯度、0～ 10 0m温度梯度和纬度 ,其关联度均在 0 .8以上。渔获产量受到众多因素的影响 ,其中捕捞努力量、资源丰度、0～ 10 0m温度梯度和纬度是影响渔获量主要因子。