印度洋上层经向翻转环流的冬夏季节对比

上层经向翻转环流(shallow meridional overturning circulation, SMOC)主导热带-副热带上层海洋水体交换,对海洋物质输运和热量交换具有重要意义。基于7套海洋再分析数据产品,本文主要探讨了印度洋SMOC的冬夏季节变化及其差异的原因。结果显示,印度洋SMOC主要由南半球副热带环流圈(southern subtropical cell, SSTC)和跨赤道环流(cross-equatorial cell, CEC)组成,并且具有显著的季节差异。夏季风期间, SSTC和CEC均为表层南向输运,表层以下北向输运的逆时针环流结构。冬季风盛行时, SSTC仍维持逆时针结构,但环流中心南移且深度加深,强度弱于夏季;然而, CEC却转向为表层北向输运,表层以下向南输运的顺时针环流结构,其环流中心位置与夏季接近,环流强度与夏季相当。这种印度洋SMOC冬夏结构差异究其原因主要由风生环流主导, CEC冬夏季节环流方向反转是北印度洋冬夏季风转向的结果,而南印度洋信风的季节性位移和强度变化是SSTC强度和位置季节差异的主要原因。     

印度洋赤道西风的变动及其与低纬环流的关系

利用欧洲中期天气预报中心／世界气象组织（ＥＣＭＷＦ／ＷＭＯ）１９８１－１１－１９８２－１０逐日２．５°×２．５°网格点资料,按赤道西风判别指数确定了赤道西风的范围,讨论了这支基本气流的结构及季节演变特征,以及它和这一地区环流的关系。     

季风转换期东印度洋的赤道流系结构和水文特征

基于2013-04夏季风转换期间航次观测数据,对赤道东部印度洋3支东向强流及其水文特征进行分析。结果表明,沿赤道在表层存在Wyrtki急流,在温跃层深度存在赤道潜流,它们携带着阿拉伯海的高盐水向东输运,81°E断面上,核心流量分别为4.76Sv和12.18Sv;南赤道逆流核心在5°S附近,核心流量7.4Sv,并伴有高盐特性。     

2013年赤道波动调制下的东印度洋春季Wyrtki急流季节内变化研究

A strong spring Wyrtki jet(WJ) presents in May 2013 in the eastern equatorial Indian Ocean. The entire buildup and retreat processes of the spring WJ were well captured by two adjacent Acoustic Doppler Current Profilers mounted on the mooring systems. The observed zonal jet behaved as one intraseasonal event with the significant features of abrupt emergence as well as slow disappearance. Further research illustrate that the pronounced surface westerly wind burst during late-April to mid-May, associated with the active phase of a robust eastwardpropagating Madden–Julian oscillation in the tropical Indian Ocean, was the dominant reason for the rapid acceleration of surface WJ. In contrasting, the governing mechanism for the jet termination was equatorial wave dynamics rather than wind forcing. The decomposition analysis of equatorial waves and the corresponding changes in the ocean thermocline demonstrated that strong WJ was produced rapidly by the wind-generated oceanic downwelling equatorial Kelvin wave and was terminated subsequently by the westward-propagating equatorial Rossby wave reflecting from eastern boundaries of the Indian Ocean.     

赤道印度洋上层环流辐合辐散的年际变异成因分析

印度洋上层海气相互作用对印度洋和太平洋气候系统有重要影响。目前针对印度洋气候态环流特征已有较为全面的研究,但针对印度洋环流的年际变化及其季节性差异的特征分析和具体作用机制,仍缺乏深入的研究。本文利用1979—2007年Simple Ocean Data Assimilation(SODA)再分析资料研究了赤道印度洋表层辐合辐散的年际变异及其季节依赖性。结果表明,以赤道为中心,印度洋上层异常海流,在经向上形成显著的辐合(辐散)现象,究其原因主要是赤道纬向风异常形成的Ekman流所导致。进一步分析表明,热带印度洋异常纬向风的成因与太平洋-印度洋的热力强迫过程作用有关,并且不同的热力强迫过程呈现出显著的季节差异性。此热力强迫过程,具体可分为3种类型:第一类是太平洋纬向海表热力差异的遥强迫作用,主要发生在冬末春初,热带太平洋的纬向热力差异通过调节Walker环流,在印度洋激发出一个异常的次级环流,对应的大气低层形成纬向风异常;第二类是东-西印度洋海表热力差异的局地强迫作用导致的局地环流,使赤道印度洋上空形成纬向风异常,此过程在春末夏初较为显著;第三类是太平洋-印度洋热力差协同作用的结果,使赤道印度洋盛行异常的纬向风,此过程在秋季起主导作用。     

冬、夏季印度洋越赤道经向翻转环流的年际变化

利用50 a的SODA资料对1月(冬季)和7月(夏季)印度洋越赤道经向翻转环流的年际变化进行研究。通过对2类典型年份的合成分析指出:1月份正异常年对应的经向翻转环流偏强,向北的经向热输送增加;7月份正异常年对应的经向翻转环流则偏弱,向南的经向热输送减少;1月份和7月份的负异常年皆与其正异常年相反;越赤道经向翻转环流有明显的年际变化,平均周期在4 a左右;经向翻转环流的年际变化和海面风场的变化密切相关。提出了反映1月和7月此环流年际变化的几个指数。     

赤道印度洋中部断面东西水交换的季节变化及其区域差异

采用海洋再分析资料和实测资料研究了热带印度洋中部东西水交换特征。结果表明存在两个相互独立的过程,即北印度洋过程(4°~6°N)和赤道过程(2°S-2°N)。北印度洋过程受季风影响显著,11月至翌年3月冬季风期间表现出很强的低盐水向西输送,5-9月夏季风期间则为高盐水向东输送;由于冬季风期间的输送较强,年平均表现为低盐水向西输送。赤道过程分为表层过程和次表层过程。表层赤道过程受局地风场驱动,有明显的半年周期;4-5月和10-11月的东向流将赤道西印度洋的高盐水向东输送,其余月份相反;向东的输送较强,年平均表现为净高盐水向东输送。在次表层赤道过程没有明显的季节变化,海流全年一致向东,将海盆西部的高盐水向东输送。     

印度洋赤道西风的变动及其与低纬环流的关系

利用欧洲中期天气预报中心／世界气象组织（ECMWF／WMO）1981-11-1982-10逐日2．5°×2．5°网格点资料,按赤道西风判别指数确定了赤道西风的范围,讨论了这支基本气流的结构及季节演变特征,以及它和这一地区环流的关系。     

热带东印度洋表层环流季节变化特征研究

利用近20年的卫星遥感海面绝对动力高度(Absolute Dynamic Topography,ADT)数据、表层流数据及Argos表面漂流浮标数据等研究了热带东印度洋表层环流的季节变化特征。分析结果显示,热带东印度洋表层环流的变化与季风演替基本同步,赤道以北海域环流季节变化特征甚为显著。与此大尺度环流年循环同步,孟加拉湾湾口环流也相应变化:湾口东部在5~9月为南向流,一直延伸至苏门答腊岛外海,其他月份,从湾口东部至整个苏门答腊岛外海(4°S以北)为北向流;湾口西部经向流的变化大体与东部相反。Argos漂流浮标轨迹进一步揭示了湾内外各季节水交换路径:西南季风期,源自阿拉伯海及印度半岛南部海域的漂流浮标主要通过西南季风漂流由湾口西侧进入湾内,湾内的漂流浮标通过湾口东侧沿着苏门答腊岛进入赤道印度洋;东北季风期,漂流浮标进出湾口的途径大体与西南季风期相反。本研究还表明,季风海流及赤道急流的纬向流速季节变化最大,而经向流速的季节方差最大的则为东印度沿岸流及拉克沙群岛高压(拉克沙群岛低压)。     

印度洋赤道潜流年际变化特征及其与印度洋偶极子的联系

印度洋赤道潜流(equatorial undercurrent,EUC)是赤道流系的重要组成部分,对印度洋物质输运和能量交换有着重要意义.基于SODA 3.4.2海洋再分析数据,对印度洋EUC的三维空间结构和年际变化特征进行分析,并揭示其年际变率与印度洋偶极子(Indian Ocean dipole,IOD)的联系.结...     

印度洋大西洋上升流的长期变化及其与爱尔尼诺南方涛动的关系

用Ｘｉｅ和Ｈｓｉｅｈ从三十九年（１９５０－１９８８）Ｃｏａｄｓ月平均风应力资料算出的全球海洋Ｅｋｍａｎ层底垂直速度资料，分别对印度洋和大西洋的垂直速度场作ＥＯＦ分析。在３８４个模中集中讨论了前四个模，印度洋的四个模被发现均与Ｅｌｎｉｎｏ事件有关，模一与模二表现为Ｅｌｎｉｎｏ前后的剧降与剧升，（只是模二的位相较模一滞后半年）而模三与模四的位相与模一、二反相、时间振幅的曲线在Ｅｌｎｉｎｏ前达到正峰值，     

中太平洋西部赤道流系的诊断计算

利用１９７９年“实践”号海洋调查船在１０°Ｓ—５°Ｎ，１７０°Ｅ—１７５°Ｅ海区的调查资料，对该海区的海流进行了诊断计算。计算结果表明：该海区存在北赤道逆流、南赤道流、南赤道逆流、赤道潜流和赤道中层流。另外，在赤道有一股强的上升流。由于该上升流的存在，使赤道潜流沿纬向发生弯曲：位于上升流西侧的潜流流轴降至３００ｍ水层深处，而东侧上升至１００ｍ左右的水层深处。此外，计算结果显示潜流核心位置并不正好位于赤道上，而是向北偏移约０．５°。在有实测海流的格点上，计算值与实测值基本一致。     

印度洋中西部大眼金枪鱼年龄与鱼体脂肪含量的关系

本文根据2012年10月—2013年3月在印度洋中西部海域金枪鱼延绳钓渔业调查所获得的样本,利用其脊椎骨鉴定了334尾大眼金枪鱼(Thunnus obesus)的年龄,并利用鱼类脂肪含量仪测定了其肌肉的脂肪含量,进而对年龄与脂肪含量的关系进行了研究。结果表明样本金枪鱼的特征如下:(1)年龄组成为1—9龄,其中4—6龄比例最大,约占样本总数的66.4%;(2)脂肪含量范围为3.1%—29.8%,平均为13.4%,优势范围在7.0%—17.0%之间,其中13.0%—17.0%的比例最高达51.4%;(3)通过比较不同年龄组的脂肪含量发现,鱼体脂肪含量1—3龄随年龄增加而下降。4—5龄脂肪含量较高,6龄急剧下降到最低,7—9龄又呈升高的趋势;(4)雌性和雄性大眼金枪鱼的新陈代谢变化无明显差异,雌性比雄性的性成熟年龄要早1年左右,雌性3—4龄时性成熟,而雄性为4—5龄时性成熟;(5)脂肪含量的变化可能与大眼金枪鱼生长、繁殖、衰老等过程中的新陈代谢变化相吻合。     

赤道中、东太平洋表层流速20d振荡特征分析

通过对1985年1月1日—1986年12月31日沿赤道5个锚定浮标站表层流速资料的分析,发现在140°W与108°W之间表层流速v存在一周期约为20d的显著振荡。该振荡是由波长约2000km、以1.15-1.23m／s的波速向西传播的波动引起的。该波动被推断为第二斜压模态混合Rossby惯性重力波。带通滤波和低通滤波结果表明,以110°W测站为例,20d振荡流速构方根为21.8cm／s（纬向）和22.1cm／s（经向）;单一流速振幅的特征值为30-50cm／s,最大振幅可达70cm／s;u季节变化的均方根小于17cm／s,v无明显季节变化。年平均流速通常小于5cm／s。以上各统计量表明,20d周期波动引起的v振荡在赤道东太平洋表层流速变化中非常显著。     

印度洋热通量变化及其对南海夏季风爆发的影响

采用卫星遥感资料反演出的海洋大气参数,应用通量算法(CORAER3.0),计算出了印度洋区域海气热通量,据此,分析研究了该区域海气热通量的年、年际和年代际变化特征。进而分析探讨了该区域热通量变化与南海夏季风爆发之间的联系。结果表明,北印度洋的热通量具有明显的季节变化特征,在一年四季最大热通量基本发生在阿拉伯海和孟加拉湾,但其量值具有明显的差异。特别是在南海季风爆发前后,其量值显著增大,4月份之前,平均潜热通量维持在110—120W/m2之间,4月份开始增大为130W/m2,5月份突然增大超过160W/m2。这种增大过程可能是影响南海夏季风或南亚夏季风爆发的关键。由分析可知,南海夏季风的爆发与北印度洋的热通量变化存在显著的相关关系,且它们均具有显著的年代际变化周期为16a。当3年前的5月份北印度洋区域海气潜热通量出现偏大(小)时,南海夏季风爆发时间会出现偏晚(早)的趋势。另外,为了预测南海夏季风爆发时间,建立了一个简单的回归方程,用来预测2012年南海夏季风爆发时间。预测结果表明,2012年南海夏季风爆发时间将会出现偏晚1—2候的趋势。     

东印度洋冬季印尼贯穿流影响区浮游植物群落结构特征

东印度洋受到印尼贯穿流(Indonesian Throughflow,ITF)等多个大洋流系影响,是太平洋水在低纬度进入印度洋的重要通道,具有显著的生态效应,是金枪鱼的重要渔场之一。为了解上述海域浮游植物群落组成、时空特征及其影响因素,基于2020年1～2月在该海域采集到的浮游植物样品及同步的环境数据,对其种类组成、生态类型、细胞丰度、优势类群等群落组成及其与环境因子关系进行了研究,并与赤道东印度洋浮游植物群落进行了比较。结果表明:研究海域共鉴定浮游植物4门57属268种(含变种、变型),其中,硅藻38属129种,甲藻17属136种,金藻1属2种,蓝藻1属1种;生态类型以热带大洋性种类、大洋暖水种和热带近岸种为主,浮游植物区系属于热带-亚热带生物区系。细胞丰度介于1.28×10³～7.84×10⁴ cells/m³之间,平均值为1.55×10⁴ cells/m³。优势种中硅藻占绝大多数,分别为短叉角毛藻(Chaetoceros messanensis)、伏氏海毛藻(Thalas...     

热带印度洋上层水温的年循环特征

通过分析多年气候月平均的Levitus水温资料,结合多年气候月平均海表面风场资料以及观测的热带印度洋上层海流的分布状况,探讨热带印度洋上层水温的时空分布特征,剖析了热带印度洋混合层深度及印度洋暖水的季节变化规律。分析表明：热带印度洋的海表面温度低值区始终位于大洋的南部,而高值区呈现明显的季节变化,冬季位于赤道附近,在夏季则处于大洋的东北部;在热带印度洋的中西部、赤道偏南海域的次表层终年存在一冷心结构;热带印度洋表面风场的季节变化是影响该海域混合层深度季节性变化的主要因素;印度洋暖水在冬、春季范围较大,与西太平洋暖池相连,而在夏、秋季范围较小,并与西太平洋暖池分开。