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8°N 断面上部的水团特征及其对厄尔尼诺的响应

西太平洋北赤道逆流槽上部水域1 000m 以浅分布4个水团:北太平洋热带表层水、北太平洋次表层水、北太平洋中层水和南极太平洋中层水,它们的交界分别位于75、200和310m 深左右。在1986～1987年的El Ni(?)o 事件前期,海区温跃层明显上移;上均匀层盐度降低约0.35,近海表面温度略有增加。在1988～1989年的反厄尔尼诺事件盛期,海区温跃层明显下移;上均匀层盐度降低约0.35,近海表面温度则略有升高。     

热带太平洋月平均海平面低频变化的循环传播规律及其与埃尔尼诺的关系

本文对赤道东太平洋表层水温和热带太平洋月平均海平面变化进行了长时间序列分析,揭示了它们的准周期低频振荡特性,其中20°N～20°S区域月平均海平面低频变化的显着周期在43.5～50.0个月之间,与47.6个月的埃尔尼诺显着周期颇为接近;引入空间谱分析的概念与方法,分析阐明了热带太平洋月平均海平面低频变化遵从下列逆时针循环传播规律:东太平洋(墨西哥近海)→北赤道流区域→西赤道太平洋→北赤道逆流区域→东太平洋,该循环与埃尔尼诺循环过程存在密切的一一对应关系;根据上述分析结果,初步建立了依据典型区域月平均海平面变化预报埃尔尼诺的八元逐步回归模型,预报值与实测值序列的相关系数达0.89.     

热带太平洋特征模模式以及埃尔尼诺形成动力机制

本文引入并构造了分层的热带太平洋扰动的特征模模式,进一步探讨了热带太平洋温跃层深度扰动的动力学机制及动力学结构,发展和改进了ENSO动力学研究中常用的第一阶铅直斜压模扰动模式.研究结果表明,除海洋混合层(表层)与温跃层(次表层)之间的动量交换是形成温跃层深度扰动的重要动力学机制之外,分层海洋的铅直质量交换同样在导致温跃层深度扰动中发挥重要的动力学作用,两者具有不同的动力学结构.文中还讨论了埃尔尼诺形成的动力学机制和动力学过程.     

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。     

黑潮大弯曲与埃尔尼诺的关系初步探讨

通过分析北太平洋信风场风应力资料,可以发现,太平洋中两个最引人注目的海洋现象--黑潮大弯曲和埃尔尼诺都与北太平洋上空风应力涡度的变化和大气热带辐聚带的南北移动有关。埃尔尼诺的发生对应着大气热带辐聚带的南移和热带气旋式风应力涡度的增强;而黑潮大弯曲的形成则发生在该辐聚带的大幅度北移和副热带反气旋式风应力涡度迅速衰弱之时。可以说,黑潮大弯曲和埃尔尼诺不是彼此孤立的,而是同一个大尺度海气系统变化的反映。     

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。     

埃尔尼诺事件的判据、分类和特征

利用1950年至1989年美国气候分析中心(CAC)的赤道太平洋海表温度指数,对埃尔尼诺的定义、分类和特征给出了数字判据。制作了埃尔尼诺(El Nino)和反埃尔尼诺(La Nina)的鸟瞰图,发现埃尔尼诺的强度大、频次多、有明显的盛期;反埃尔尼诺的强度弱、频次少、没有明显的盛期(1988—1989年的反埃尔尼诺盛期比较明显)但持续时间长。从增温的起始海域看,在1950—1989年间11次埃尔尼诺过程中(包含1979—1980年的弱埃尔尼诺),有6次首先在赤道东太平洋(NINO1+2区)增温,然后向西扩展到中赤道太平洋。还有5次则首先从赤道中太平洋增温。从增温开始的时间看,有7次是在上半年开始增温,但只有1953年一次发生在圣诞节前后。中东赤道太平洋的海表温度(取NINO1+2+3+4的指标和)与西北太平洋副热带高压的强度有滞后半年左右的正相关。埃尔尼诺年台风发生的频次少,强度大,生成的位置偏南,多发区明显偏东,最大频次月比正常偏晚1—2个月,在我国登陆的台风偏少。     

1854-1987年期间的埃尔尼诺与反埃尔尼诺事件

本文根据1854-1978年COADS海温资料对赤道东太平洋海温变化进行了研究,补充了1979-1987年资料,共确定出31个埃尔尼诺事件及24个反埃尔尼诺事件,并与其他作者的结果进行了详细的比较,同时根据事件发生的时间进行了分类.第一类埃尔尼诺或反埃尔尼诺事件,正或负距平开始于上半年(1-6月),第二类事件开始于下半年(7-12月),1982-1983年及1986-1987年两个埃尔尼诺事件均属第二类.第二类埃尔尼诺事件的正距平区常自西向东传播,与第一类的自东向西传播不同.     

应用对应分析法划分夏季东海水团的初步研究

本文综合分析四个断面16个标准层的因子点聚,表明在整个海区有九个水团,即:黑潮表层水、黑潮次表层水、黑潮中层水、黑潮深层水、大陆沿岸水、台湾暖流水、黄海水、对马暖流水和东海混合水,前6个水团是该海区的主要水团。本文还详细讨论了每个水团的分布特征。     

热带西太平洋海－气热量交换研究

本文根据TOGA研究计划第1、2、3、8共4个航次考察结果,对热带西太平洋海-气热量交换进行了分析.结果表明,1986-1987年埃尔尼诺事件发生前,热带西太平洋海-气热量交换非常强烈,埃尔尼诺事件发生后,海-气热量交换反而减弱;在台风环流内,海-气热量交换也非常强烈.热带西太平洋对大气加热场的变化与海表面温度的变化并不一致;1986-1987年埃尔尼诺事件发生时,不但中太平洋水温异常增暖,同时西太平洋西部洋域表层水也在增暖;热带太平洋信风的加强对热带西太平洋暖池的建立和热带太平洋西风的爆发导致1986-1987年埃尔尼诺事件的发生似乎是至关重要的,西风爆发首先出现在中太平洋热带海域,然后逐渐往西扩展;西太平洋热带海域主要以潜热的方式把热量输送给大气.潜热加热效应在低纬度热带海洋上的极大值均与热带天气系统的活动有紧密联系.大气主要是从热带西太平洋洋域获得热量.     

模糊目标函数聚类算法及其在东海黑潮水团分析中的应用

由于受陆架海区气候、海底地形等影响,使东海黑潮及其邻近海域的水团划分与分析较为困难,本文应用模糊目标函数的聚类算法对这个海区的水团进行了划分与分析,文中详细地叙述了这种算法的基本原理与计算步骤,包括对原始样本资料进行加权处理,利用Fuzzy伪F统计比率选择子模式样本确定水团个数和利用隶属度公式确定水团边界以及逐步修正模糊协方差矩阵和聚类中心的过程,由于采用这种方法,该海域的水团得到了一种最佳的划分.本文采用1986年5、6月中日合作黑潮调查资料进行计算,计算结果表明,本海区存在属于两种基本类型的8个水团和一个混合区,它们是:一、黑潮水:1.黑潮表层水(K_f);2.黑潮次表层水(K_s);3.黑潮中层水(K_c).二、混合水:1.东海混合水(E);2.福建东北部海域混合水(F_em);3.黄海上层混合水(Y_f);4.对马暖流表层水(T_suf);5.屋久岛南部海域表层水(U_f),此外,有一个混合区(M_k).     

PN断面东海黑潮的地转经验模态分析

基于东海PN断面近50年的历史水文数据,本文中作者应用一种斜压流函数空间投影的方法分析冲绳海槽北部黑潮水团的季节性和年代际变异.诊断生成的地转经验模态(GEM)显示黑潮中层水的盐度在夏季相对较低,春季达到最高.通过比较1987年之后CTD数据生成的GEM场与1987年之前BOttle数据生成的GEM场,得以证实黑潮的年代际变化特征,即黑潮表层水近20年来温度升高而盐度减小,同时发现黑潮热带水具有盐度增加而中层水具有盐度减小的趋势.     

南海表层水温的长周期振荡及其与埃尔尼诺的关系

本文对南海西沙海洋站(16°50'N、122°20'E)1961～1987年间的表层水温月平均资料、秘鲁与厄瓜多尔外海(5°N、80°～90°W)的表层水温月平均资料,进行水温功率谱分析,并计算了其表层水温异常的强度和指数.计算结果表明,南海、秘鲁与厄瓜多尔外海的表层水温存在着3.3年的长周期变化,且秘鲁与厄瓜多尔外海的表层水温比南海提前变化约5个月,变化是同相的.在1960～1987年间,每当东太平洋沿岸海区发生一次正、反埃尔尼诺现象,南海也相应出现一次强度相当的暧、冷事件.     

1998年夏、冬季南海水团分析

为了解南海水团的特征和分布 ,基于 1 998年夏季和冬季两个航次的实测资料 ,采用聚类分析、判别分析和模糊分析方法 ,对南海的水团进行了分析。结果表明 ,南海外海水可划分为 6个水团 ,即南海表层水团、南海次表层水团、南海次 中层混合水团、南海中层水团、南海深层水团和南海底盆水。越南附近夏季存在一个暖涡 ;1 998年夏季还可鉴别出黑潮表层水团和黑潮次表层水团 ,但在冬季观测期间无黑潮水越过 1 1 9.5°E经线进入南海 ;这些现象可能与厄尔尼诺现象有关联。夏季有苏禄海海水在 5 0— 75m层经由民都洛海峡侵入南海     

热带西太平洋上层热结构和海流异常及其对副高的影响

本文以中美双边TOGA考察期间所获得的资料为主,说明了1986/1987年埃尔尼诺期间,热带西太平洋上层热结构和海洋环流的异常变化.讨论了这些异常变化对西北太平洋副热带高压的影响.在埃尔尼诺期间,(1)热带西太平洋东部(以165°E断面的次表层温度资料为代表),高于29℃的表层暧水沿经向扩展,使大面积的海表面出现温度正距平;(2)在热带西太平洋西部(以137°E断面的次表层温度资料为代表),表层暖水(T>28℃)的横截面积变小;表层温度出现负距平;(3)165°E断面的上层东向流增强;(4)从黑潮源地,即18°20'N以南、130°E以西至菲律宾沿岸的热带洋域向北的暖水流量变小.在这些异常变化发生时,西北太平洋低空(1 000hPa)的大气辐散加强,这有利于西北太平洋副高的加强.     

南海北部及巴士海峡附近的水团分析

为解释黑潮水进入南海的方式 ,通过对 2 0 0 2年 5月 2 9日～ 6月 6日在南海及巴士海峡附近太平洋海域观测所得的资料进行水团分析 ,以四边形水团定量分析方法得到各水团在海区内的分布状况 ,同时分析了温度、盐度、密度和溶解氧的分布 ,并对在相同深度层次上的南海水和黑潮水性质进行了比较。观测海域的水团分为表层水团 (SW ) ,次表层水团 (SSW ) ,中层水团 (IW )和深层水团 (DW ) ,分别处于 0～ 5 0m ,5 0～ 3 0 0m ,40 0～ 10 0 0m ,10 0 0m以深。黑潮水进入南海 ,但是势力较弱 ,未能越过 119.5°E深入南海。     

基于Argo资料的吕宋岛以东海域水团特征分析

基于中国Argo实时资料中心发布的2004年1月至2017年12月Argo全球温盐资料,运用直线定位法和隶属关系,对吕宋岛以东海域(120°~140°E,10°~30°N)水团进行分析,划分出北太平洋次表层水团(NPSSW)和北太平洋中层水团(NPIW)的分布范围。次表层水团位于50~220 m深度,分布在10°~28°N范围内,温度16.61~27.60℃,盐度34.68~35.14,核心范围春夏季较大,秋冬季较小。中层水团位于280~900 m深度,分布在10~30°N范围内,温度3.67~16.55℃,盐度34.11~34.67,核心范围季节变化较弱,整体位于18°N以北。次表层与中层水团核心温盐具有一定的年际变化特征,次表层水团与气候变化相关性较好,核心温度和盐度均存在4 a的变化周期;而中层水团与气候变化相关性较差,核心温度和盐度则分别具有3.5 a和3 a的变化周期。     

埃尔尼诺对我国汛期降水的影响

本文首先对我国汛期降水进行旋转主分量分析(RPCA),将我国汛期降水分成几种典型结构然后考虑赤道东太平洋海表温度异常与我国黄河流域中部、长江下游及以南地区降水的相关.分析发现:赤道东太平洋海表温度异常与我国黄河流域、长江下游及以南地区的降水有明显正相关关系.埃尔尼诺开始的经度位置对埃尔尼诺年后一年我国黄河流域中部、长江下游及以南地区降水有很重要的关系.     

1981-1983年黑潮弯曲和埃尔尼诺事件的个例分析

在统一考虑黑潮大弯曲和埃尔尼诺事件共同存在的条件下,对水位、海水温度和风场进行了分析.结果发现,1981年黑潮发生大弯曲和1982年出现的埃尔尼诺事件均与相应风场相配合,热带风场变化不仅对黑潮变异有直接影响,而且也是判断这次埃尔尼诺事件爆发的重要依据,从而把1982-1983年的埃尔尼诺与1981-1984年的黑潮弯曲密切联系起来.