热带太平洋-印度洋上层海温、热含量和混合层深度的年变化特征

根据1955~2003年次表层海温、海洋上层400m热含量和混合层深度资料,采用EOF分析方法,研究热带太平洋-印度洋上层海温、热含量和混合层深度的年变化特征及其与厄尔尼诺、印度洋偶极子、热带辐合带分布和活动的关系。结果表明:海表温度SST的分布和变化不能代表海洋上层热含量的分布和变化,热含量HST的分布与混合层MLD分布比较相似,尤其在热带印度洋和东太平洋,MLD季节变化比HST和SST提前2~3个月左右。太平洋10°N附近HST带状强扰动区和赤道地区HST反相变化是热带太平洋上层海水温度扰动最主要特征。HST的强扰动区主要由60~300m次表层海温距平的扰动引起,80m左右扰动最强,这种扰动沿着斜温层由上向下,自东向西传递,上半年增温,下半年降温,具有明显的年周期变化。这种变化对ENSO循环期间热含量异常信号传播的影响值得关注。热带太平洋HST的扰动变化和太平洋的ITCZ和SPCZ的移动和变化也有一定的关联。印度洋的西北部和东南部次表层海温距平呈年周期的反相振荡,但这种固有振荡和印度洋偶极子DMI振荡反相,这可能是导致印度洋大部分偶极子生命史都很短的原因之一。     

热带西北太平洋热状况对热带气旋活动的影响

分析热带西北太平洋和南海的表层至100m的水温变化与热带气旋活动的关系。得出:(1)海洋热含量正距平年热带气旋偏多,反之偏少。(2)热带西北太平洋西部热含量增加时,副热带高压脊点偏西,移入南海的热带气旋频数增加,反之减少。(3)因热带东、西太平洋水温变化反相,南海水温变化与热带东太平洋同位相,故从太平洋移入南海的热带气旋与在南海生成的热带气旋频数的变化趋势近于相反。     

海温距平的ENSO模和类ENSO模的三维结构

用美国马里兰大学提供的海洋同化(SODA)月平均资料,深入揭示了ENSO模的海洋三维结构及其年际和年代际变率。研究结果指出,ENSO海洋模随深度呈明显规律变化。在热带太平洋,它由热带中东太平洋表层显著海温异常分布型随深度增加逐渐过渡为热带西太平洋次表层显著反号海温异常分布型;在赤道太平洋以赤道西太平洋暖池次表层海温显著异常与赤道中东太平洋表层海温反号显著异常为主要特征。El Nino期间,热带中东太平洋表层为强海温正距平中心,西太平洋暖池次表层为强海温负距平中心,在年际尺度上,160°E以西的西北太平洋副热带海域还存在一个与西太平洋海温异常变化反号、与热带东太平洋同号的区域;La Nina期间正好相反。ENSO循环主要由ENSO年际变率所决定,年际ENSO模具有东部型ENSO事件的海温异常分布特征,其循环是东部型冷暖事件之间的转换,在200m以浅,它具ENSO模相同的三维结构和3-5年的显著年际变化周期;年代际类ENSO模具有中部型ENSO事件的海温异常分布特征,年代际ENSO循环是中部型冷暖事件之间的转换,其影响主要限制在200m以浅的海洋上层,具有ENSO模相似的三维结构和9-23年的显著周期。     

热带西北太平洋0~300 m热含量的年代际变化

太平洋是海表温度年际变化和年代际变化发生的主要区域,但对太平洋海洋热含量变化的研究相对较少。为此, 本文分析了1980—2020年太平洋上层(0~300 m)热含量的时空变化特征。基于IAP数据,本文首先利用集合经验模态分解法(EEMD)提取不同时间尺度的海洋热含量信号,并利用正交经验分解法(EOF)对不同时间尺度的海洋热含量进行时空特征分析,得到了太平洋0~300 m海洋热含量的年际变化、年代际变化以及长期变暖的时空特征。结果表明,除了年际变化之外,热带西北太平洋上层热含量还存在明显的年代际变化和长期变暖趋势。在东太平洋和高纬度西太平洋,热含量的年代际变化特征并不突出。热带西北太平洋热含量的年代际变化在1980—1988年和1999—2013年较高,而在1989—1998年和2014—2020年期间较低。此外,针对热带西北太平洋热含量的经向、纬向和垂向特征分析,发现这种年代际变化主要发生在5°N—20°N,120°E—180°E,次表层50~200 m范围内。热带西北太平洋热含量的年代际变化对全球海表温度的年代际变化有着重要作用。     

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。     

印尼贯穿流源区马鲁古海和哈马黑拉海水团来源的气候态分析

本文利用World Ocean Atlas 2013（WOA2013）气候态的温盐资料和the Simple Ocean Data Assimilation （SODA v3.3.1）流场数据，分析印尼贯穿流东部源区马鲁古海和哈马黑拉海的水团垂向分布特征及其来源，特别是次表层、中层及深层水的来源和路径。结果表明，气候态下，马鲁古海次表层的高温高盐水来自于北太平洋，与北太平洋热带水性质接近，哈马黑拉海次表层主要是来自南太平洋热带水；中层水以低温低盐为特征，马鲁古海的中层水来自南太平洋，受南极中层水控制，哈马黑拉海的中层水可能是从马鲁古海而来的南太平洋水；对于次表层和中层之间的过渡层，马鲁古海与哈马黑拉海的水源为南、北太平洋的混合水，且两个海域之间也存在着水团交换；在深层，马鲁古海的水源更倾向于班达海北部及塞兰海，而与太平洋水无关，哈马黑拉海由于地形阻挡也难以与太平洋直接发生水团交换。     

基于热含量探究PDO的三维结构及信号传播特征

基于1815—2013年SODA(Simple Ocean Data Assimilation)数据不同深度的温度数据资料,进行了热含量的计算,并通过EOF分解、功率谱分析等统计方法探究太平洋年代际振荡(Pacific decadal oscillation,PDO)的三维结构和周期性特征。结果表明,太平洋的年代际变化不仅仅存在于海洋表层,海洋300 m以浅均存在年代际变化特征,其中次表层(70 m左右)的年代际变化特征最为显著。功率谱分析的结果显示,北太平洋的年代际变化周期约为18 a。利用SODA数据的温度和盐度资料对北太平洋的Rossby(罗斯贝)波波速进行了计算,计算结果显示,Rossby波向西传播,其波速随着纬度的增大而减小。对300 m以浅水体的热含量时间序列与PDO指数做了超前滞后相关,在热含量序列滞后9 a时相关系数分布与同期相关反相。对不同层次的热含量与PDO指数进行了超前滞后相关,分析PDO的演变特征,结果表明,PDO在低纬度通过Rossby波向西传播,在传播过程中深度逐渐加深。     

《海洋与湖沼》2010 年第5 期论文导读

<正>太平洋次表层海温异常年际变率的信号通道与ENSO循环利用SODA海洋同化资料,分析了太平洋次表层海温异常(SOTA)年际信号变异特征与ENSO循环的联系。结果表明,热带太平洋的年际变率表现为以160°W为纵轴的东西向和以6°~8°N为横轴的南北向的跷跷板分布,南太平洋和北太平洋中高纬度海洋的SOTA则与热带西太平洋     

太平洋次表层海温异常年际变率的信号通道与ENSO循环

利用SODA海洋同化资料,分析了太平洋次表层海温异常(SOTA)年际信号变异特征与ENSO循环的联系。结果表明,热带太平洋的年际变率表现为以160°W为纵轴的东西向和以6°—8°N为横轴的南北向的跷跷板分布,南太平洋和北太平洋中高纬度海洋的SOTA则与热带西太平洋SOTA同号,但强度较弱,这些变化都与ENSO事件密切相关,是ENSO事件的两个主要模态,具57和44个月显著周期。ENSO循环期间,热带西太平洋SOTA强信号中心沿赤道东传,到达赤道东太平洋后加强并北扩,导致ElNi?o或LaNi?a事件,同时从热带西太平洋有较弱SOTA信号向东北和西南传播,在南、北太平洋中高纬度海域产生弱SOTA;同期位于热带东太平洋反号的SOTA强信号中心沿10°—15°N(平均12°N)西传,至热带西太平洋后加强并南扩,为下次LaNi?a或ElNi?o事件准备条件,同时在北太平洋中高纬度海洋还存在着反号弱的SOTA。如此周而复始,完成ENSO循环。太平洋次表层海温年际变化信号除在赤道及以北的热带太平洋存在一个逆时针方向的传播通道外,同时在热带西太平洋有异常信号向南、北太平洋中高纬度海域传播,并指出ENSO循环期间太平洋次表层海温异常年际变率信号传播的可能通道。     

影响西太平洋和北大西洋热带气旋发生频数相关的大尺度环流分析

从近三十年西北太平洋台风和北大西洋飓风发生频数的资料中选取了四组最显著的年份,进行了大尺度环流的分析,发现两大洋热带气旋发生数的距平同时为正与同时为负的年份具有完全反相的长波型,并且高低纬的长波分布也趋于反向,在两大洋热带气旋发生数距平反号的两种情况下,热带和副热带长波型也是近于反相的,但高低纬长波分布近于同相.研究还揭示热带环流和海温场对于所选的对比年份也表现出不同的特征.     

东北印度洋上层海水热含量及影响要素的季节变化

探讨了影响东北印度洋上层海水热含量变化的各要素的季节变化,以及其对热含量变化的贡献和作用过程.根据MOM4数值模拟所得的气候态数据,利用热力学方程积分所得的热通量方程,分析了热含量和各影响要素的季节变化过程.结果表明,东北印度洋海洋动力过程的作用主要存在于海洋上层100 m以内;该区域上层海水热含量的季节变化,是典型的海-气相互作用的结果,由动力过程和海表净热通量共同控制,2种作用都有明显的季节变化特征,并且随区域的变化两者贡献有所变化;西南季风爆发前,上层海洋热含量最大值的出现,是之前几个月动力作用和海表净热通量共同加热的结果.     

南海反气旋涡旋温度细结构特征分析

基于水下滑翔机观测资料,对南海北部一个反气旋涡旋的温度细结构进行了特征分析.温度细结构强度由温度的脉动值确定,并随着尺度的增加呈指数衰减.在垂直方向上,细结构强度随着深度的加深而减弱,细结构特征在海洋表层(0～100m)和表层以下(＞100 m)存在显著区别.表层内,垂向混合和水平混合对细结构强度均有贡献,细结构强度大...     

山东半岛东部近海海水溶解氧时空变化

山东半岛沿岸海域陆海相互作用强烈,有着复杂水动力环境的同时也是我国重要的渔业资源区和水产养殖区,针对其DO时空变化特征及影响机制的研究具有重要意义。本文基于2015—2017年期间的监测数据,研究了山东半岛东部近海海水溶解氧的时空变化特征,并结合实测的温度、盐度、pH数据探究其影响机制。结果表明：表、底层溶解氧的空间分布形态基本一致,水平上呈现出北高南低、外海高近岸低、湾内低于湾外的块状分布特点,垂向上表层高于底层。在监测期间内,溶解氧的季节变化规律为春季最高,夏季最低,具体表现为3月>5月>10月>8月,乳山湾等海湾处的季节波动较大;表底层溶解氧的年际变化略有不同,但均趋于稳定,靖海湾和五垒岛湾近海溶解氧的年际变化显著。表观耗氧量在整个研究阶段的均值为–0.33 mg/L,呈现出基本平衡状态,但乳山湾沿岸海域受到陆源输入有机物的显著影响,贫氧状况频发。监测期间,溶解氧与海水温度呈显著负相关,两者相关系数高达–0.95,其中成山头至石岛海域的溶解氧浓度高值区与当地的低温海水相对应;盐度对溶解氧的影响则相对较弱;有机污染物的聚集常造成乳山湾近岸海域的pH异常,其大量耗氧是导致当地为溶解氧浓度低值区的重要原因。     

印尼海龙目海峡上层环流季节变化及影响机制

本文基于2002—2016年OFAM(Ocean Forecast Australian Model)模式数据,通过谱分析与相关分析等方法,研究了龙目海域上层环流结构的季节变化特征及主要的影响因素。分析结果表明,龙目海峡(Lombok Strait)平均流量占印尼贯穿流(Indonesian throughflow, ITF)总出口流量的15%,呈现出南半球冬强夏弱的特点,具有半年和一年的周期特征;龙目海域上层环流结构具有明显的季节特征,受到卡里马塔海峡贯穿流(Karimatastraitthroughflow,KSTF)和望加锡海峡贯穿流(Makassarstrait throughflow,MSTF)的周期性影响,一年可以分为四个阶段,存在结构性差异。KSTF(MSTF)为上层龙目海峡带来高温低盐(低温高盐)水团。进一步分析发现局地风场、大气季节内振荡(Madden-Julian Oscillation, MJO)以及海底地形是龙目海域上层环流结构季节变化的主要影响因素。     

A pycnostad on the bottom of the ventilated portion in the central subtropical North Pacific: Its distribution and formation

A water mass characterized by the pycnostad on the bottom of the ventilated portion in the central subtropical North Pacific is described through the comparison with the Subtropical Mode Wate (STMW). In this paper, this water mass is called the North Pacific Central Mode Water (CMW), because of its vertical homogeneity. The distribution of CMW is examined based on the climatological maps of annual mean potential vorticity. On the other hand, its formation area is examined based on the climatological winter temperature data set and the STD sections across the Kuroshio Extension in early spring of individual years. The main results are summarized as follows: 1) STMW is formed in the deep winter mixed layer south of the main path of the Kuroshio Extension (termed 12°C Front in this paper). On the other hand, CMW is formed in the deep winter mixed layer in the east-west band surrounded by a branch of the Kuroshio Extension (termed 9°C Front in this paper) and the boundary of two water masses representing the subtropical and subpolar gyres. 2) The winter mixed layer between the 12°C Front and the 9°C Front is shallower than that in the CMW and STMW formation areas. 3) These geographical features of the winter mixed layer depths near the subarcticsubtropical transition zone result in two pycnostads (STMW and CMW) in the main thermocline of the subtropical North Pacific through the advection caused by the subtropical gyre.     

The structural styles and formation mechanism of salt structures in the Southern Precaspian Basin: Insights from seismic data and analog modeling

Using the seismic profiles and analog modeling, this paper addresses the salt structures in the M and B blocks in the Southern Precaspian Basin. The salt structural features, the formation mechanism and the controlling factors of structural deformation are investigated and discussed systematically. The interpretation of the seismic profiles shows that typical salt-related structures include salt wall, (flip-flop) salt diapir, salt roller, salt pillow (dome), salt weld, salt withdrawal minibasin and drag structure (or drape fold). In addition, model results demonstrate that the gravity spreading driven by progradation and aggradation is probably the primary factor in controlling the formation of the salt structures in the research area. Due to the differential loading driven by progradation, passive salt diapir developed near the progradational front followed by the formation of intrasalt withdrawal minibasin bounded by two salt diapirs, and secondary reactive triangle salt diapir or salt pillow might form within the intrasalt withdrawal minibasin. Model results also indicate that the pattern of the subsalt basement has important influence on the formation and evolution of salt structures. Salt diapirs primarily developed along the margin of the subsalt uplift basement, where high shear deformation was induced by differential sedimentary loading between the uplift area and the slope area.     

胶州湾水域有机农药六六六的污染源及分布

根据1982年的胶州湾水域调查资料，分析了有机农药HGH在胶州湾水域的分布、污染源和季节变化。结果表明，胶州湾水域在4月、6月、7月和10月，HCH的污染较轻。在胶州湾水域，4月、6月和7月，HCH的含量变化由近岸向湾中心有梯度形成：从大到小呈下降趋势，10月HCH的梯度变化刚好相反。表层HCH的水平分布状况与底层HCH的水平分布状况一致。HCH含量变化展示HCH通过河流输入近岸水域要比通过地表径流直接输入近岸水域的质量浓度要高。因此，胶州湾水域HCH含量变化证明了HCH的陆地迁移过程。这表明在夏季，输入的胶州湾水域HCH的含量与春季相比，相对较高；HCH表、底层含量变化在时间尺度和空间尺度上证明了HCH的水域迁移过程。这揭示了HCH的表层含量高，通过沉降，HCH的底层含量就高。根据表、底层的HCH含量变化，提出了HCH的水体效应、稀释效应和累积效应，并用模型框图，表明了HCH穿过水体的含量变化，定量描述水体对HCH的作用。     

热带地区积云对流的长期变化特征

使用１９７９年１月至１９８４年１２月向外长波辐射（ＯＬＲ）资料，对热带地区积云对流的长期变化特征进行了研究。结果表明：热带地区积云对流活动存在显著的季节变化，冬季积云对流区主要是东西向，位于南印度洋和西太平洋的近赤道地区；夏季则北移至北印度洋和菲律宾附近的西太平洋地区。低纬地区积云对流活动存在明显的季节性位移，北印度洋地区的积云对流活动主要集中在５—１０月，７—８月位置最北；北半球热带西太平洋地区的积云对流活动则主要集中在６—１１月，８—９月位置最北。标准差分析表明，冬季北半球热带西太平洋、赤道中太平洋及热带印度洋东部地区积云对流的年际变化最明显。经验正交函数（ＥＯＦ）分析的主要空间型反映了赤道中太平洋、热带西太平洋、阿拉伯海和副热带西太平洋地区的积云对流活动存在一定的关系。结合遥相关计算还表明秋云对流存在４种遥相关型，即２种东西向偶极型涛动型、西太平洋型和北印度洋型。     

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。     

基于SODA数据集的南海海表面盐度分布特征与长期变化趋势分析

盐度是南海物理环境的重要组成部分之一,盐度的变化对南海的水动力环境有重要影响。利用1972-2010年的SODA数据集的5.01 m层月平均数据,分析南海海域海表面盐度的时空分布特征,采用基于最小二乘法的线性拟合分析南海海表面盐度的长期变化趋势。结果表明南海海域的海表面盐度在39 a间90%以上区域均呈现盐度下降趋势,整个海域SSS则以每年0.005 88 psu的速率下降,春季SSS下降速率最大为0.006 4 psu/a,夏季SSS下降速率在四季中最小为0.005 19 psu/a。