热带太平洋与热带大西洋海表温度主模态的相互作用

根据英国Hadley气候中心的海表温度资料和美国NCEP/NCAR中心的大气资料,研究了热带太平洋与热带大西洋海表温度主模态的相互作用。热带太平洋的ENSO可以导致大西洋Nino模态或经向偶极子模态,这主要是通过热带海洋-大气相互作用,或大气的太平洋-北美遥相关过程实现的。大西洋Nino模态的暖(冷)位相会导致赤道中东太平洋的海表温度降低(升高)。这可能是通过两种途径完成的:一种可能是大西洋Nino使印度洋增暖(变冷),进而引起赤道中太平洋的东(西)风异常,通过海洋-大气相互作用正反馈机制能发展成为La Nina(El Nino),使赤道东太平洋海温降低(升高);另一种可能是大西洋Nino直接可以导致太平洋Walker环流增强(减弱),从而使赤道东太平洋海温降低(升高)。     

热带海洋对风应力异常的响应

针对在南方涛动循环中东太平洋信风变化的特征,用国家海洋环境预报中心的五层太平洋环流模式模拟热带海洋对气候风应力脉动的响应.试验结果表明,当南方涛动处于高指数时,赤道东太平洋海表温度从表层至250m深都会出现负距平,表层距平洋流向西,下层200m深左右距平流向东,即赤道潜流加强,而当南方涛动指数取负值时,热带东太平洋东风应力减弱,热带太平洋海表温度增高,这种增暖自东向西扩展,上层距平洋流向东,下层距平洋流向西,赤道潜流有减弱趋势,这些正是典型的埃尔尼诺特征.计算结果与观测结果基本一致.     

赤道外北太平洋上层洋流异常分析

采用复EOF分析方法.对全年各月份除赤道太平洋外的北太平洋海域的上层洋流异常做了统计动力诊断,并与赤道太平洋洋流异常做了比较:得到的主要结论有:北太平洋海域上层洋流的明显异常发生在日本本州岛以东、以南范围不大的海域(关键区)内,此关键区仅占整个北太平洋海域很小的一部分,而在该海域之外,洋流异常均非常小,虽该洋流异常的第...     

极地海冰对北太平洋副热带高压影响的可能途径

本文应用1953-1977年50°N以北、160°E-110°W范围内的月平均北极海冰面积资料,北太平洋副热带高压面积指数和北太洋海温资料,统计分析了11-7月极冰与1-7月海温的时滞相关场和1-7月海温与滞后0-11个月的副热带高压的相关场。计算表明,春季极冰号海温的时滞相关区几乎与加利福尼亚寒流和部分北赤道洋流区相重合,而加利福尼亚寒流区和部分北赤道洋流区正是海温与副高的主要时滞相关区。由此可以认为,在冰-海-气三者的相互作用中,北极海冰对副热带环流影响的可能途径之一,是通过大洋中的洋流输运影响海温来完成的。     

日本海古海洋环境的演化

基于近年来有关日本海的古海洋古环境研究成果，总结概述了日本海中新世以来的古气候和古海洋环境演化特征。日本海作为西北太平洋一个主要的边缘海，在全球气候变化过程中起着重要的作用。它的古气候古环境演化，与全球其他地区一样受控于地球轨道参数的变化，同时也发育一些由气候的不稳定性、海峡的开合与其他一些地球气候系统的非线性活动所驱动的突发性快速气候变化事件。日本海的古海平面、古海水温度、古洋流等因子的变化还受到冰盖扩张和退缩、构造运动、冰川性地壳均衡补偿、东亚季风等因素的影响，具有鲜明的区域特点。总体说来，目前对日本海的研究程度还不高，对它在全球气候变化中的作用过程、驱动和响应机制的了解还很有限，需要进一步深入研究。     

北方涛动和南方涛动与太平洋海温关系的对比分析

本文对太平洋气压场和海温场相互关系的分析,不仅证实了近年来一些研究提出的北方涛动与赤道东太平洋海温变化的关系,而且进一步揭示了北方涛动与太平洋海温相关最显著区域是在赤道太平洋日界线以东附近、Namias海区和加利福尼亚洋流区,而南方涛动与东太平洋和秘鲁沿岸的海温关系密切.并发现南、北方涛动虽处于同一3-4年的振荡系统中,但对各次埃尔尼诺过程而言,南、北方涛动指数的极值和相对强度都不尽一致.分析表明,埃尔尼诺现象的三种不同增温类型与南、北方涛动影响赤道太平洋海温在空间上的差异,以及位相和相对强度的不同匹配状态有相当程度的联系.     

北太平洋海温的遥相关型

本文研究了北太平洋海水表面温度的遥相关型,指出:北太平洋海温有3个遥相关区,分别在西风漂流区、亦道东太平洋区和阿拉斯加湾区。这3个相关区的结构十分类似于大气中的PNA结构。用赤道东太平洋和西风漂流区之间的海温差作为太平洋海温指数PTI,它能代表北太平洋65％海区的海温变化,可以作为太平洋海温场PNA结构的变化指数,用来监视剧Nino和反E1 Nino事件的发生和发展。     

区域海气耦合模式FROALS模拟的西北太平洋环流及其年际变率

本文利用区域海气耦合模式FROALS(Flexible Regional Ocean-Atmosphere-Land System)对西北太平洋地区1984-2007年连续积分结果,对比SODA(Simple Ocean Data Assimilation)同化资料讨论了西北太平洋海表温度和表层洋流的气候态及年际变率。结果表明,FROALS基本能够再现冬、夏季季节平均的海温型,但均存在一个明显的冷偏差;FROALS对气候平均态的表层洋流有较高的模拟技巧,对于冬、夏季的表层洋流型都能够再现。另外,表层洋流的模拟偏差与海表高度的模拟偏差直接相关。由于模式模拟的黑潮热输送较观测偏强,使得模式模拟的海洋热输送倾向于使黑潮路径上的海温呈现正偏差。从表层洋流的年际变率来看,模式模拟的与ENSO(El Nio-South Oscillation)相联系的年际变率信号与观测相似:在El Nio年,北赤道流和棉兰老流增强,低纬度西太平洋海表高度降低,而在La Nia年则呈现出相反的形态,但是在模式中这种信号稍强于观测。     

晚中新世以来印度洋-太平洋暖池水体交换过程及其气候效应

以印尼海道或印尼穿越流连接的印度洋-太平洋暖池之间的水体交换不仅控制了印-太热带海区的物质、热量和淡水收支,也通过反馈和遥相关机制对高纬海区产生影响,因而在调控区域和全球气候中功不可没。本文综述了晚中新世以来印尼海道或印尼穿越流的演化历史及其对热带和高纬海区气候的影响过程与机制。千年和轨道尺度上,印尼穿越流在冰期为表层流主导;在间冰期温跃层流得到强化;在冰消期为表层流主导向温跃层流主导过渡,其转换模式与海平面、温盐环流、类ENSO和东亚季风等密切相关,但其中的作用机制异常复杂。构造尺度上,印尼海道呈多期次逐渐关闭的趋势,但其相对开合、张缩的时间存在争议。印尼海道或印尼穿越流的演化改组了印度洋暖池和西太平洋暖池之间热量、营养物、水团和洋流的分布,对暖池的形成与发展以及类ENSO特别是上新世暖期永久类El Niňo产生重要影响。印尼海道的关闭被认为触发了北半球大冰期,然而切断向北半球高纬海区热量的输送是由通过印尼海道关闭引起的大洋环流还是大气环流效应所致,目前还没有定论。印-太暖池水体交换对热带和高纬海区气候影响机制的诸多假说还只停留在模型模拟的阶段,缺乏高质量古海洋记录的实证检验。针对本文提出的科学问题和阐述的未来研究方向,在印-太暖池印尼海道两侧设计站位,并获取高分辨率或长时间跨度的岩芯,实施综合对比的全水层古海洋学研究,是加深该领域研究的当务之急。     

末次冰消期热带大西洋温度升高与温盐环流减弱

在北部高纬度地区 ,末次冰消作用被几次短暂的近冰川气候所中断 ,其中最显著的事件是新仙女木寒冷期。如ＧＲＩＰ冰心δ１８Ｏ记录所揭示 ,格陵兰温度主要受控于由北太平洋表层释放的热。形成于热带大西洋西部的暖水 ,随上层水向北传送 ,对于补充由挪威-格陵兰海和拉布拉多海向南运动的北大西洋深层水流起着重要作用。这种跨越赤道的水体交换 ,导致南半球热量丢失。模拟试验显示 ,新仙女木期北大西洋北部表层水温急剧下降是对淡水引起的北大西洋深层水形成延缓和向北的热传递减弱的反应。热带大西洋西部和南半球大部分区域相伴出现温度升高…     

Thallium concentrations in seawater

Measurements of the concentration of thallium in seawater collected from numerous ocean locations ranged from 12 to 16 ng kg⁻¹. Variations between the Atlantic and Pacific Oceans, between the northern and southern hemispheres of the Pacific Ocean, and between surface and deep waters of both the Pacific and Atlantic oceans were comparable with the precision of the analyses. This relatively constant distribution indicates that the element's cycle in seawater may be similar to those of the alkali metals which are its principal biogeochemical analogues.     

Determination of iron in seawater by flow injection analysis using in-line preconcentration and spectrophotometric detection

A highly sensitive flow injection analysis (FIA) method for determining the concentration of iron in seawater has been developed. The technique is a modification of the catalytic batch method previously reported by Hirayama and Unohara. By optimising the chemistry for FIA and incorporating in-line preconcentration of the iron from seawater onto a column of resin-immobilised 8-hydroxyquinoline, the detection limit of the method has been reduced to 0.025 nM. The typical precision of the method for a 0.35 nM Fe sample is 2.5% (n = 6). The method has been used at sea in its preconcentration mode to determine iron in open ocean water samples from the equatorial Pacific and the North Atlantic. It has also been used in a direct injection mode for hydrothermal plume samples from around Loihi Seamount in the Central Pacific.     

Summary of ELF propagation validation system effective noise measurements, 1976 to 1978

From August 1976 through December 1978, extremely low frequency (ELF) field-strength and effective-noise measurements were taken continuously in Connecticut and sporadically aboard operational submarines. This paper summarizes the effective-noise measurements taken at both Connecticut and sea (North Atlantic, Norwegian Sea, South Atlantic equatorial area, Virgin Islands area, Hawaii area, Western Pacific, and Northwestern Pacific) locations during this period. The main conclusion is that there are often considerable differences in effective-noise levels measured at Connecticut and sea locations. The highest effective noise levels were measured in Connecticut during the summer months, while the lowest effective-noise levels were measured in the South Atlantic equatorial area during November.     

印尼海道的两度关闭与西太平洋暖池的形成和兴衰

世界海洋表层水温最高的西太平洋暖池,是全球驱动大气环流的最大热源之一,也是全球热盐环流传输带的热源。新生代晚期印尼海道的关闭是暖池得以形成的基本条件。在印尼海道区划出了对印度尼西亚穿越流起阻挡作用的5道屏障,分析了5道屏障的形成过程和年代,据此提出了印尼海道两度关闭的模式。板块运动导致印尼海道关闭,有利于暖池发展,同时也存在不利的负面影响,本区构造运动对暖池的演变具有特有的双向复合控制作用;由此出发勾勒了近1000多万年来西太平洋暖池的形成和兴衰史：11～9MaBP为原始暖池形成期,9～6MaBP为暖池演化的第一衰退期,6MaBP以来为现代暖池的孕育和发展期,其间在1～0.2MaBP穿插着暖池演化的第二衰退期。上述暖池兴衰史的演化模式,得到了暖池区ODP1143站浮游有孔虫组合所反映的古海水温跃层深度的验证。     

全球百年海表面温度年际和年代际变化特征分析

利用100 a(1903—2002年)HadiSST的逐月资料,将全球海表面温度异常(SSTA)作为整体进行经验正交函数分解(EOF分解),提取了控制各大洋SSTA的主导模态和各大洋之间的联合模态,分析了相应的空间分布和时间序列。研究结果表明:SSTA变化最剧烈的海区是赤道中东太平洋、西北大西洋湾流海区和北太平洋黑潮延伸体海区。热带太平洋厄尔尼诺和南方涛动是主导模态并具有2~7 a周期的年际变化;SSTA变化第二主模态和第三主模态都是以大约70 a为周期的年代际变化为主的跨大洋联合模态。第二主模态的空间分布主要表现为中纬度北太平洋和北大西洋反位相、热带太平洋与大西洋反位相的太平洋-大西洋双偶极子型分布。SSTA变化的第三模态主要呈现南北半球海洋反位相的特征,为北太平洋-北大西洋-南大洋联合模态。第四模态基本上是反映各个不同海域特有的局地海洋-大气相互作用模态,该模态的时间序列具有1~4 a周期的年际变化和约9 a周期的年代际变化。     

赤道大洋定常风生环流的理论模型

为了模拟以南、北赤道流、赤道逆流和赤道潜流为特征的赤道流系,从长时间平均的线性化的海水运动方程出发,考虑海水层化、保留经向摩擦作用,利用赤道太平洋中部海区经向流通量不随纬度变化的量阶估计,得到海水密度跃层对赤道风场的响应,即跃层深度的分布规律,然后应用我们已构建的改进Fourier方法求解(由于地转口效应所引入的)变系数的海水运动方程,得到适用于中部赤道太平洋的级数形式的三维流场解。     

表层海水硅同位素的分布特征及其影响因素

本文分析了采集自太平洋、印度洋和大西洋的表层海水溶解硅酸盐的δ30Si值,结果表明,太平洋表层海水的δ30Si值为0.45‰～2.91‰,平均值为(1.52±0.59)‰;印度洋表层海水的δ30Si值为0.98‰～2.30‰,平均值为(1.52±0.36)‰;大西洋表层海水的δ30Si值为0.90‰～2.23‰,其平均值为(1.55±0.35)‰。硅同位素在各大洋表层,主要表现出与大洋表层环流和经向翻转流的相关性,其分布特征受表层水体中的生物活动以及表层洋流运动导致的不同水团之间的混合的影响,且混合作用可能对开放大洋表层水体的δ30Si分布具有显著的影响。     

Analysis of the cause and effect relationships between El Niño in the Pacific and its analog in the equatorial Atlantic

The relations between the processes occurring in the equatorial latitudes of the Pacific and Atlantic oceans were studied on the basis of the Granger causality analysis and a simulation of phase dynamics using the indices of the El Niño-Southern Oscillation (ENSO) and the equatorial Atlantic mode (EAM). Data on the monthly means of the sea-surface temperature over the period 1870–2006 for the Niño 3 (5° S-5° N, 150° W-90° W) and Niño 3.4 (5° S-5° N, 170° W-120° W) regions in the Pacific and the Atlantic 3 region (20° W-0, 3° S-3° N) in the Atlantic Ocean were used as the ENSO and EAM indices. The statistically significant influence of the EAM on the ENSO is noted. The lag time of this influence is estimated at two months. No significant reverse effect is revealed. An increase in the EAM’s influence on the ENSO was observed in the second half of the 20th century.     

Long-term sea-level variability in the eastern South Atlantic and a comparison with that in the eastern Pacific

The data set of pressure-corrected monthly mean sea level from sites on the coast of the eastern South Atlantic Ocean has now been extended to cover the years from 1959 to 1985. The length of this data set is now comparable to those used in studies of long-term variability in sea level in the eastern Pacific Ocean. Comparison of the data sets reveals a qualitative agreement in the character of the variability in sea level between the two oceans. In particular, the possibility of high sea-level events propagating polewards from the equatorial Atlantic in the manner of the Pacific El Niño is explored and confirmed. The sea-level record, supported by evidence from published studies of variability in sea surface temperature, shows that the years 1963, 1974 and 1984 should be considered to be years of anomalously high sea level along the entire eastern South Atlantic Ocean.     

El Niño in 1991–1992 and its manifestations in the tropical Atlantic

A variety of anomalous conditions in the tropical Pacific and Atlantic oceans during the 1991–1992 El Niño event are described. The current El Niño is shown to have specific features, evident in the behaviour of the southern oscillation index and sea surface temperature of the equatorial Pacific Ocean. Also, it was accompanied by warming of the eastern tropical Atlantic. Temperature anomalies of the tropical Atlantic surface water temperature reached their maximum (>3°C) in May–June 1991, i.e. 2–3 months earlier than in the Pacific Ocean.Translated by V. Puchkin.