热带西太平洋18°20′N断面上部的水团特征及其对埃尔尼诺和反埃尔尼诺的响应

笔者根据1986～1989年间中-美联合TOGA调查的CTD资料,应用模糊聚类法划分热带西太平洋中近黑潮源地(18°20′N断面)上部水域的水团,并描述它们的分布和主要特征以及其对1986～1989年发生的埃尔尼诺和反埃尔尼诺事件的响应。结果表明,该海域的1 000m以浅分布着三个水团:北太平洋热带表层水(包括黑潮表层水)、北太平洋次表层水(包括黑潮次表层水)和北太平洋中层水(包括黑潮中层水)(分别简称为NPTSW、NPSW和NPIW);它们的交界分别位于100和350m左右。在1986/1987的埃尔尼诺年,海区的温跃层明显上移,暖水量明显减少;NPTSW的垂直厚度大约减少了20m,上均匀层中的盐度略有增加,而温度则没有多大的差别。在1988/1989年发生的反埃尔尼诺事件的后期,温跃层上部的强度变弱,上均匀层则变薄,海区中的暖水量也明显减少;近海表面的盐度异常低,而温度略有降低。由此可见,不管是在1986/1987的埃尔尼诺年还是在1988/1989的反埃尔尼诺年,研究海区的暖水都减弱,也即都反映为“冷水年”。     

热带西太平洋18°20'N断面上部的水团特征及其对埃尔尼诺和反埃尔尼诺的响应

笔者根据1986～1989年间中-美联合TOGA调查的CTD资料,应用模糊聚类法划分热带西太平洋中近黑潮源地(18°20'N断面)上部水域的水团,并描述它们的分布和主要特征以及其对1986～1989年发生的埃尔尼诺和反埃尔尼诺事件的响应。结果表明,该海域的1 000m以浅分布着三个水团:北太平洋热带表层水(包括黑潮表层水)、北太平洋次表层水(包括黑潮次表层水)和北太平洋中层水(包括黑潮中层水)(分别简称为NPTSW、NPSW和NPIW);它们的交界分别位于100和350m左右。在1986/1987的埃尔尼诺年,海区的温跃层明显上移,暖水量明显减少;NPTSW的垂直厚度大约减少了20m,上均匀层中的盐度略有增加,而温度则没有多大的差别。在1988/1989年发生的反埃尔尼诺事件的后期,温跃层上部的强度变弱,上均匀层则变薄,海区中的暖水量也明显减少;近海表面的盐度异常低,而温度略有降低。由此可见,不管是在1986/1987的埃尔尼诺年还是在1988/1989的反埃尔尼诺年,研究海区的暖水都减弱,也即都反映为“冷水年”。     

东帝汶海30ka以来的表层水和温跃层水温度变化及其古海洋学意义

研究了钻取于东帝汶海印尼穿越流出口处MD98-2172岩心沉积物,分析了浮游有孔虫表层水种Globigerinoides ruber和温跃层水种Pulleniatina obliquiloculata的Mg/Ca值,重建了30kaBP以来东帝汶海区的表层水温度和温跃层水温度。结果显示东帝汶海区末次冰盛期以来表层水温度距早全新世的最大温差约为4.2℃;冰消期间表层水温度有两次显著的降温事件,可分别与新仙女木事件和海因里希事件1对应;约15kaBP以来帝汶海表层水温度与南极大气温度记录同相位变化,说明热带海区与高纬度地区气候变化有着紧密联系。末次冰盛期以来温跃层水温度距早全新世的最大温差约为4℃;全新世温跃层水温度呈现出波动降低的过程,最大降温幅度约3℃;表层水温度和次表层水温度差值在全新世逐渐增加,指示了温跃层深度的持续变浅,这一变化可能与海平面上升、季风活动和厄尔尼诺-南方涛动事件影响的印度尼西亚穿越流次表层流增强有关。     

2000年秋季黄、东海典型海区叶绿素a的时空分布及其粒径组成特征

分析了 2 0 0 0年秋季黄、东海几个典型海区的叶绿素 a调查资料 ,结果表明 :在没有温跃层存在的海区 ,叶绿素 a的垂直分布是均匀的 ,昼夜 (2 4 h)变化的幅度也很小 ,且上、下层不同粒径的浮游植物所含叶绿素 a的比例变化也不大。但在明显存在温跃层的海区中 ,叶绿素 a的垂直变化明显 ,昼夜变化的幅度较大 ,且在温跃层的上、下方显示相反的变化规律 ;不同粒径浮游植物叶绿素 a的比例组成在温跃层上、下方明显不同 ,在温跃层的下方 ,较大粒径 (2～ 2 0μm,>2 0μm)的叶绿素 a所占的比例明显大于其在表层水中所占的比例     

应用Argo资料分析西北太平洋冬、夏季水团

应用Argo剖面浮标观测的温、盐度资料,分析了西北太平洋海域冬、夏季的温、盐度分布、水团结构及其分布。首先采用T-S点聚图法分析了该海域水团分布的基本情况,由点聚分析结果可知,该海域至少存在6种以上水团;再用模糊聚类软化法对水团作进一步划分,分别计算了该海域6至11类水团的F和△F值,结果表明,冬、夏季的△F值都以划分为8类时为最大,这与大洋水团的稳定性是一致的,因此,该海域冬、夏季水团以划分为8类最佳,它们分别是北太平洋热带表层水、北太平洋次表层水、北太平洋中层水、北太平洋副热带模态水、北太平洋深层水和赤道表层水,以及南太平洋次表层水和南太平洋中层水。     

应用Argo资料分析西北太平洋冬、夏季水团

应用Argo剖面浮标观测的温、盐度资料，分析了西北太平洋海域冬、夏季的温、盐度分布、水团结构及其分布。首先采用T-S点聚图法分析了该海域水团分布的基本情况，由点聚分析结果可知，该海域至少存在6种以上水团；再用模糊聚类软化法对水团作进一步划分，分别计算了该海域6至11类水团的F和△F值，结果表明，冬、夏季的△F值都以划分为8类时为最大，这与大洋水团的稳定性是一致的，因此，该海域冬、夏季水团以划分为8类最佳，它们分别是北太平洋热带表层水、北太平洋次表层水、北太平洋中层水、北太平洋副热带模态水、北太平洋深层水和赤道表层水，以及南太平洋次表层水和南太平洋中层水。     

基于Argo、XBT数据的苏拉威西海温盐特征分析（英文）

综合利用Argo温、盐度观测剖面资料,以及中国南极科学考察沿途获取的XBT温度剖面,分析探讨了苏拉威西海域(117～127°E,0～8°N)上表层的温度和盐度的气候态分布和变化特征。结果表明,苏拉威西海域的温度范围约为2.5～30°C,盐度约为33.2～35.1‰;与垂向变化相比,温、盐度水平梯度均较小,温度随深度的增加逐渐降低,而盐度则呈现先增后减再增,两低一高的分布特征,整个海域表层呈现出高温低盐的分布特征,次表层温度稍有降低,盐度增加,中层则表现为高温高盐,500 m以深,温、盐度趋于均匀,底层呈现低温高盐的特性;50～150 m深度处,存在明显的温跃层,夏季(7～9月)跃层深度小于90 m,冬季(1～3月)则平均约为110 m,而4月份的观测剖面上表现出的温跃层深度明显比11月份深,苏拉威西海域中部的温跃层相对也较深。     

基于PHC3.0数据集的北冰洋水团分析

基于PHC3.0极地科学中心水文气候数据集(简称PHC3.0数据集)的温度和盐度资料,使用聚类分析和Bayes判别分析的方法,对北纬70°以北海域的水团结构进行了分析,在北冰洋区域划分出4个水团:北冰洋表层水(ASW)、大西洋中层水(AIW)、太平洋水(PW)和北冰洋深层水(ADW)。北冰洋表层水(ASW)遍布于欧亚海盆和加拿大海盆,以低温低盐为特征。大西洋中层水(AIW)位于约200～900m深度,在北冰洋环极边界流的作用下,其影响可达到加拿大海盆。太平洋水(PW)受经白令海峡进入北冰洋的海水影响,相对高温低盐,夏季时影响显著。北冰洋深层水(ADW)在海盆中相当均匀,几乎没有季节变化,盐度约在34.95psu,温度在加拿大海盆约为-0.3℃,欧亚海盆约为-0.7℃。     

北黄海冷水团季节变化特征分析

利用2006—2007年春、夏、秋、冬4个航次的CTD数据,对北黄海冷水团的季节变化及其消长过程进行了分析.结果显示:春季,冷水团特征开始出现,6℃冷水占据了调查区域的1/3,冷水团中心的盐度值大于32 psu.成山头以东的高盐水舌主轴从冬季的124°E西移至123.3°E处;夏季,北黄海冷水团特征最为明显,核心温度约6℃,盐度高于32 psu,盘踞在50 m等深线以深的深槽中,温、盐呈现明显的双峰结构.与前人的结果相比,本文低温中心的位置偏东;秋季,北黄海冷水团强度减弱,但仍存在2个低温中心,并且高盐中心位于38.5°N,122.5°E附近;在垂直方向上,冷水团与上层水之间以温跃层为分界:温跃层春季时形成,位于20～30m;夏季达到最强,跃层在10～20m;秋季减弱,跃层深度降至30～40m;至冬季温跃层完全消失.     

东海南部陆架水体2011年夏季温盐结构及其对台湾暖流和黑潮入侵的指示

利用2011年7月5个断面共30个站位的温盐深(CTD)测量资料,分析东海南部陆架水体的温盐结构和温跃层特征,探讨黑潮和台湾暖流对东海陆架水文状况的影响。结果显示,本区广泛存在着浅部温跃层和深部温跃层。浅部温跃层分布于20 m水深以内,跃层强度普遍较弱,具有明显的日内生消变化。深部温跃层分布于中、外陆架和台湾海峡。在中、外陆架的深水区,跃层底界深度约80 m,跃层厚度约10 m;跃层强度大,约为0.8℃/m,且较为稳定。在台湾海峡北部,温跃层分布于水深14～30 m,跃层厚度6～10 m,跃层强度偏弱,为0.2～0.5℃/m。在温跃层附近,由于上、下层水团温度、盐度的差异,其混合过程常出现盐指现象。在东海陆架90～110 m等深线之间,深部温跃层之下盘踞着一个深层冷水团,水温为16.8～17.6℃。黑潮水的入侵,使得外陆架温跃层强度减弱至0.2～0.5℃/m;同时,跃层层位上升,厚度加大。温跃层强度可以作为指示黑潮入侵的灵敏指标。当夏季深部温跃层强度低于0.6℃/m,同时伴随跃层厚度加大时,可判别为黑潮入侵。本区夏季黑潮锋可以到达110 m等深线附近。在中陆架50～80 m等深线之间,深部温跃层的消失,说明台湾暖流的强烈影响遍及整个水柱;而从南向北,台湾暖流的影响逐渐减弱。台湾海峡北部深层水温度较低,平均值为22.52℃,要比东海南部中陆架深层水低3℃,这可能意味着台湾暖流深层水主要源于黑潮分支的加入。     

基于水下滑翔机观测数据的白令海海盆区域温度及溶解氧特征分析

基于2019年夏季中国第十次北极科学考察("十北"科考)中"海燕"水下滑翔机观测的温度和溶解氧(Dissolved Oxygen, DO)数据,对白令海海盆区水团分类,及其温度和溶解氧分布特征进行了分析研究。结果表明:北极白令海海盆区水体一般由温度差异较为明显的上层水,中层水和深层水组成,其温度水平分布具有东高西低的特点,且随着深度的增加,水平温差逐渐减小。白令海上层水位于50 m以浅的位置,在约30～50 m深度处存在强温跃层,温跃层自西向东深度略有增加,且厚度不均匀,跃层强度约为0.31℃/m;白令海中层水位于50～250 m深度处,主要为冬季残留水,中层冬季残留水分布具有一定地区性差异,在此位置存在温度最小值,约为2.7℃;白令海深层水水体较稳定,温度随深度缓慢降低。对比垂直断面温度特征和溶解氧特征可知,白令海中层冬季残留水溶解氧含量较高,高于上层水团;在中层水与深层水之间存在氧跃层,氧含量从250μmol/L快速下降至50μmol/L,并随着深度的增加,在1 000 m深处降至20μmol/L。     

2003年冬季帕里西维拉海盆区上层水体中尺度涡的温盐特征

利用2003年冬季"科学一号"考察船在帕里西维拉海盆获得的CTD调查资料,结合同一时间西北太平洋海区的卫星高度计观测结果,分析讨论了该海区上层水体的温盐特征及其受中尺度涡活动的影响等。结果表明:在调查期间,研究区海域曾同时出现冷、暖涡活动过程,其影响深度均大于200m;冷涡活动区位于研究区内136°—138°E之间的海域,沿北东方向延伸;冷涡水体的盐度在100m以浅高于周围水体,在150m以深则低于周围水体;暖涡活动区出现在138.5°—139°E之间,暖涡活动特征在50m以浅水体中表现并不明显,其水体盐度在100m以深起初表现为低盐中心,在150m以深逐渐转化为高盐中心;研究区200m以浅水体可以大致分为三层,80m以浅为高温低盐的表层水,80—140m之间为受中尺度涡影响的温盐性质复杂的混合层水,140—200m之间为低温高盐的次表层水。     

闽中渔场的温、盐跃层分布与亚硝酸盐的层化现象

本文根据1982—1983年闽中渔场鱼类资源调查的资料,分析了本海区温、盐度跃层的强度及分布特征.结果表明:闽江口断面和平潭断面存在较强的跃层.温跃层一般出现在夏季.温跃层的强度可高达0.50℃/m,出现在牛山岛附近(水深10—20m).盐跃层一般出现在春季.盐跃层的强度可高达1.03/m,出现在闽江口白犬岛附近(水深0—10m).5月份处于丰水期,流量较大的闽江水排入海洋。由于其盐度低、比重小而浮于海水的上层,形成盐跃层现象.盐跃层最常出现的海区是在牛山岛附近.文中还探讨了闽中渔场的亚硝酸盐层化现象.3—8月,亚硝酸盐含量在水深0—20m层均较低,20m至底层含量则大幅度升高,亦出现明显的分层现象.     

基于MIKE3的渤海三维温盐数值模拟

基于有限体积法的MIKE3 Flow Model建立了渤海地区水动力和温盐数值计算模型,并考虑了渤海沿岸十六条主要河流径流输入、风、降水、蒸发、太阳辐射(短波辐射、长波辐射、感热、潜热)等因素的影响。输出2010年数据作为结果,水动力和温盐模拟结果验证良好。经分析得到如下结论:模拟得到的2010年渤海温盐全年变化均呈一峰一谷形式。渤海冬季最高温度出现在渤海海峡附近海域,温度约4.5℃;渤海夏季平均海表温度26.34℃,较1970～1996年渤海海区夏季的平均温度区间22.5～26.5℃明显偏高;夏季温跃层集中在5m-15m深度范围内,渤海海峡处跃层深度超过了20m;模拟得到的冬季莱州湾盐度在27.8～30.4PSU的范围,夏季25～29.5PSU;莱州湾和辽东湾在夏季出现低盐区,辽东湾顶的低盐区面积约1364km~2,黄河口处的低盐区面积约448km~2,小清河口附近的低盐区面积约1029km~2;渤海大部分海域夏季盐度分层并不像温跃层那样明显。     

北太平洋海表面温度与西北太平洋台风相关关系的准周期振荡

本文主要分析了赤道东太平洋海表面温度与西北太平洋台风的相关关系,发现台风与海表面温度(SST)前期相关是正、同期是负、落后时为正,其正-负-正的转换周期2—3年。每次都是先从厄·尼诺海区开始,然后向西传播,从东端(80°w—90°w)传播到西端(180°w—160°w)的时间约需半年。从发生厄·尼诺事件开始,滞后两年是多台风年。另外,还利用了北太平洋SST与西北太平洋台风之间的优质遥相关海区建立了回归方程,在1981—83年的台风试报中,预报准确率约76％。     

南黄海西部日照至连云港海域的春季温跃层和化学跃层

利用2016年5月5个站位的温盐深(CTD)和海流(ADCP)同步测量资料,分析南黄海西部日照至连云港海域温跃层和化学跃层的日内生消过程及强度变化,探讨深层水温度、盐度的周期性变化及其与潮流的关系。结果表明:南黄海西部海域在5月已存在日内生消的温跃层和溶解氧(DO)、pH跃层。温跃层厚度为2～4 m,层位水深为4～7 m至7～10 m之间波动,跃层强度最大可达0.80℃/m。DO跃层和pH跃层位于温跃层之下,水深为10～14 m,两者的形成在时间上和深度上具有一定的同步性,且不受温跃层控制。在DO跃层之上,氧浓度在白天都保持在相当高的水平,甚至处于过饱和状态,但存在显著波动,其峰值并不出现在表层(0～2 m),而是位于次表层(2～14 m)。在DO跃层之下,氧浓度低且稳定,约为4 mg·L-1,向下呈缓慢降低的趋势。pH跃层表现为垂向上的快速跳变,包括向下的正跳变和负跳变,强度最大值可达0.03～0.04个pH单位。小潮期间,温跃层稳定,强度较大;大潮期间,温跃层强度明显减弱,稳定性变差;这表明潮流的增强对温跃层有明显的抑制和破坏作用。深层水的温度、盐度等参数存在日内周期性变化,与潮位变化同步,是潮流驱动下水体水平对流的结果。     

1987年7月粤东陆架区温、盐、密度跃层的分布特征

1987年7月份的温、盐分布特征表明:夏季本海区表层水向外海扩散,底层水则向岸边涌升。 调查期间,因风力和缓,上匀和层的厚度由浅水区的0m逐渐增大到外海的30m。温、盐密度跃层的强度在浅水区大,而在深水区则较小。温度和密度跃层的厚度分布为:由浅水区的小于30m增至深水区的大于90m;而盐度跃层厚度则由浅水区的大于40m逐步向外海减至10m左右。本海区的跃层分布主要与天气状况、水团配置以及环流有关。 温度和盐度跃层的周日变化明显,其强度和厚度均有一定变化幅度。     

夏季对马暖流水来源的探讨

主要根据韩国海洋研究所通过东海沿岸海洋过程试验(COPEX-ECS)收集的CTD和卫星跟踪表面漂流浮标观测结果,探讨了夏季对马暖流水的来源.所得主要结论为:(1)对马暖流水的结构有着明显的区域性变化.在九州西侧的冲绳海槽北区,对马暖流水为3层结构;而在陆架和对马-朝鲜海峡,对马暖流水为两层结构.(2)对马暖流表层水以次高盐(33.50～34.10)为特征.它主要是由以长江冲淡水为主体的沿岸水、黑潮表层水和东海南部陆架水汇聚而成.(3)对马暖流中层水由两部分组成.温跃层以下,盐度大于34.50的高盐水,基本为爬升的黑潮水表层水.位于跃层中的对马暖流水则是黑潮水与陆架低盐水的混合水.(4)在对马-朝鲜海峡,由于与陆架低盐水和沿岸水不断混合,来自源区的海水明显变性.盐度大于34.50的高盐水,仅出现在50m以深的底层水中.     

热带太平洋盐度变化:2015?2017年盐度异常

本文利用Argo海水盐度资料、海流同化数据和同期大气再分析数据，探讨热带太平洋盐度趋势变化和相关动力过程。Argo资料显示，2015?2017年热带太平洋出现显著的盐度异常(SAE)，这是改变长期趋势的主要原因，表现为表层显著淡化和次表层咸化特征。这种盐度异常具有明显的区域性特征和垂直结构的差异，体现在热带太平洋北部海区(NTP)和南太平洋辐合区(SPCZ)表层淡化，盐度最大变幅为0.71～0.92，淡化可以达到混合层底；热带太平洋南部海区(STP)次表层咸化，最大变幅为0.46，主要发生在温跃层附近，期间盐度异常沿着等位密面从西向东扩展。平流和挟卷是与SAE密切相关的海洋动力过程，两者在NTP淡化海域有着持续而较为显著的影响，在SPCZ淡化、STP咸化海域后期贡献也较大，其中盐度平流对热带太平洋海区盐度变化起主要贡献。NTP淡化海区表层淡水通量和STP咸化海区密度补偿引起的混合也是SAE的重要影响因素。     

边界条件对北太平洋海盆尺度环流模式的影响

采用Stevens开边界条件,将一个闭边界海盆尺度环流模式改造成开边界模式,对20°S以北太平洋大尺度环流进行了系统模拟。考察了开边界和不同等密面扩散系数对北太平洋环流和温盐结构的影响。模式较好地再现了太平洋大尺度环流特征,模拟出了表层赤道流系(包括北赤道流、黑潮和北太平流)以及对应的顺时针环流,同时还较好地反映了温盐场的基本分布特征。从年平均的纬向平均温度和盐度的断面分布可以看出,温跃层深度呈“W”型分布,在亚极地海区有一个梯度比较大的盐度锋区。南边界打开后使得模拟的北太平洋中层水温度和盐度更低,低盐水舌加深和向南延伸加强,更加接近观测值。增加沿等密面扩散系数后得到的中层水强度更大,尤其是34.6等盐线更接近观测资料。质量输运流函数分布表明,赤道两边各有一个翻转区,亚极地地区也存在一个浅的翻转区,打开南边界可以消除因为闭边界存在产生的假的下沉流,这些都为将来进行示踪物模拟打下基础。