南海北部表层水温变化的幅度和时期:与东亚季风的动态联系

热带和亚热带季风区经历着地球上最大的年内风向逆转,随之而来的是迁移区内的强烈降雨。季风体系从温暖的赤道海洋向高纬度的内陆输送热量和水汽（如Emile-Geay等,2003）。在过去的150ka年间,季风和降雨变化显著,日照量和北半球冰盖面积也随之逐渐变化。这些变化影响了热带太平洋西部边缘盆地的淡水平衡（如Wang等,1999;Oppo等,2003;Rosenthal等,2003）,但是该时期季风对热带太平洋西部边缘盆地海水表层温度（SST）的影响仍然不为人所熟知。我们在此提供南海（西部热带太平洋的一个边缘海）北部过去145ka以来SST变化的第一手资料。     

南海次表层和中层水团年平均和季节变化特征

为了弄清北太平洋水入侵南海的状况,利用历史观测温-盐数据等资料对其进行了分析。结果表明:在盐度极大值层北太平洋水通过吕宋海峡的入侵整年发生,并且其入侵有很大的季节变化,冬季东北季风盛行时最强。北太平洋热带水(NPTW)入侵的季节变化与次表层地转流和南海的经向翻转环流结构有密切联系。具有盐度极小值特性的北太平洋中层水(NPIW)也通过吕宋海峡入侵南海,但其季节变化与NPTW完全反位相。冬季,由于在中层水深度北向运动的南海经向翻转环流的阻碍作用,NPIW入侵南海最弱。作者认为,北太平洋水入侵南海的机制可以基本上从南海的地转流及经向翻转环流得到解释。     

南海北部陆坡晚更新世末期硅藻及其古环境意义

对南海北部陆坡17940孔晚更新世末期沉积物硅藻的研究表明,该时期硅藻组合以亚热带浮游性种类为主。硅藻组合中优势种和特征种含量的变化,指示了晚更新世末期南海海洋环境较现代封闭、海平面较现代为低的古地理环境。同时,根据硅藻组合中特征种的变化,也可以清楚地界定出波令-阿勒罗德期和新仙女木事件,但是全新世的底界并不明显。     

南海中北部海域晚更新世以来沉积速率及其变化机制

本文根据沉积速率变化受沉积环境制约机理，计算了南海中北部海域晚更新世以来沉积速率的变化，分析该海域沉积环境的特征。通过７个粒状样沉积速率的计算与分析，认为晚更新世以来沉积速率明显高于典型的大洋沉积环境的沉积速率，平均为１０．２ｃｍ／ｋａ，北部海域平均沉积速率为１１．３ｃｍ／ｋａ，南部海域平均沉积速率为６．０ｃｍ／ｋａ，表现为近陆区沉积速率高，远离大陆速率低的特点。     

南海北部ODP1148站中新世以来的碳酸盐含量变化及其古环境意义

对南海北部 ODP 114 8站采自孔深 4 6 5 m以上的 170 0个沉积物样品 ,测定了 Ca CO3含量、Ca CO3堆积速率、非钙质堆积速率、浮游有孔虫丰度、粗组分百分含量 (>6 3μm)、浮游有孔虫破壳率和底栖有孔虫在有孔虫全群中的百分含量。碳酸盐百分含量和碳酸盐堆积速率自 2 4 Ma以来的变化呈现逐步下降的趋势 ,但在 2 4 .0～ 15 .8、14 .2～ 11.6、10 .6～ 4 .8和 3.4～ 0 Ma四个时期具有高碳酸盐生产力 ,其中 10 .6～ 4 .8Ma的高生产力与印度洋和太平洋中新世晚期和上新世早期的“生物勃发”相对应。非钙质和碳酸盐两者堆积速率变化趋势在总体上相似 ,反映了陆源物质输入对碳酸盐生产力的影响。 3.4 Ma后非钙质堆积速率的大幅度增长主要与青藏高原和台湾岛的隆起有关 ,它们也是上新世晚期和第四纪 Ca CO3百分含量显著下降的主要原因。 2 4 Ma以来南海北部碳酸盐的保存逐渐变弱 ,而碳酸盐溶解作用逐渐增强 ,在 15 .8～ 14 .2、11.6～ 10 .6和 4 .8～ 3.4 Ma存在 3个显著的碳酸盐溶解事件 ,其中 11.6～ 10 .6 Ma的溶解事件与赤道太平洋和加勒比海的中—晚中新世“碳酸盐崩溃”事件相当 ,说明该事件具更广泛的全球影响     

晚更新世以来南海冬季古海流分布格局和演化机制

总结了前人对南海12个岩心的U37k'法所反演的古海表温度,结合晚更新世以来典型地质时期南海海洋环境记录,探讨了晚更新世(120 kaBP)以来南海冬季表层古海流分布格局及其演变机制。结果显示:南海冰期与间冰期冬季的表层古海流存在明显差异,冰期冷性海流势力强盛,表层海流呈逆时针环流;间冰期暖性海流势力较强,表层海流呈双向穿越流。黑潮势力的变化对南海的表层海流性质与格局起重要作用。     

南海北部31 ka以来GDGTs组成及其对古温度和季风变化的响应

南海因受到高纬度气候、低纬度大洋以及东亚季风等多种因素的影响而成为研究古温度和季风变化的理想区域。本文通过研究QH-CL11柱状沉积物的GDGTs组成、含量变化特征及其延伸的86个碳原子的四醚指标(TEX₈₆^H),分析南海北部GDGTs来源,并定量计算QH-CL11柱状沉积物记录的海洋表面温度(SST),从而探讨31 ka以来南海北部古温度变化的驱动机制。通过甲烷指数和支链/异戊二烯类指标等,确定isoGDGTs主要来自于奇古菌,适用于古温度重建。TEX₈₆^H温度显示出明显的冰期一间冰期旋回,与南海北部有孔虫和UK’₃₇ SSTs具有很好的相似性。出现在TEX₈₆^H SST中的海因里希冷事件(H1-3)和Bφlling-Allerod暖期之前的温度大幅度上升事件(14.6 ka)反映了高纬度气候对南海的影响。南海SSTs和北太平洋MD01-2421 U^K’₃₇SST的差异(△SST5)可以用...     

南海西南陆坡末次冰期以来的浮游有孔虫及其古气候意义

对南海西南陆坡区SA08-34柱状样浮游有孔虫进行了定量统计分析,并采用古生态转换函数FP-12E计算各样品所代表的海水表层古温度(SST),结合14C测年和CaCO3分析结果,揭示了该海域末次冰期以来的古海洋学特征。末次冰期以来SST具有较大的变化,其中冰后期SST冬季为24.85~26.23℃,夏季为28.81~29.36℃,季节温差为2.66~4.47℃;末次盛冰期SST有明显的周期性波动,SST冬季为23.60~26.86℃,夏季为28.45~29.63℃,季节温差为2.34~5.09℃;末次间冰段SST冬季为23.48~27.57℃,夏季为28.82~29.73℃,季节温差为2.16~5.34℃。南海西南陆坡区在末次冰期出现6次明显的海水表层降温事件,其中"新仙女木"事件的年代约为11.75~12.38 kaBP,H1-H4事件的年代分别约为15.51~16.76、21.15~22.40、26.79~27.42和34.31~34.94 kaBP。     

早更新世以来南海中部的沉积作用

本文根据7个岩心的粒度、矿物、化学、微体古生物、氧同位素和古地磁等分析和测试资料,探讨了南海中部早更新以来沉积作用特征及其演化。自早更新世以来,研究区主要处在一种半深海的较为稳定的沉积环境,沉积了一套以陆源碎屑为主要成分,并含有较丰富的生物碎屑和火山碎屑的具有多源性特征的粘土质粉砂和粉砂质粘土沉积。但是在漫长的沉积过程中,受到区域地质构造运动、海底火山活动和全球性古气候变化的影响,使其在不同沉积区和不同沉积历史时期的沉积特征具有明显差异。     

16 Ma以来南海北部海域古水温变化规律与机制

长期以来古海洋表层古水温研究的热点主要集中在第四纪,很少涉及到2.5 Ma之前。利用ODP 184航次1147和1148站位的获得的相关资料,并主要采用长链烯酮U37k)和底栖有孔虫氧同位素(δ18O)两种方法,计算海水氧同位素组成,然后,利用浮游有孔虫氧同位素法计算16 Ma以来的海水温度变化,探讨南海北部16 Ma以来的古海水温度变化机制。结果表明,南海北部水温总体趋势与全球气候发展相对应,在北半球冰盖形成时期,海水表层温度与代表高纬冰盖体积大小的底栖有孔虫δ18O几乎同步变化,反映出南海热带海区古气候变化的特殊性,为进一步研究低纬热带海区在全球古气候变化中的作用提供了新证据。     

南海转换断层成因机制及对南海扩张的启示

转换断层是揭示边缘海盆地演化的一把钥匙,但其成因机制一直都是地质科学研究的难点和热点。基于高分辨率海底构造地貌、盆地发育几何学结构、重磁异常、磁条带分布样式、莫霍面埋深、海底热流和南海北部地震剖面等资料对比,并结合区域地质背景、板块重建、动力学来源,重新厘定了南海海盆转换断层和邻区走滑断层的分布,尤其是其走向,统一归结为NNE向。另外,从转换断层走向的角度入手,提出了边缘海盆地扩张的新模式,并修正了前人对新生代南海的板块重建方案。南海海盆真正的转换断层方向应该是NNE向,并不是传统上认为的NW向。NNE向转换断层及南海的扩张,可能为继承邻区裂解陆缘走滑断层方位的模式。NNE向转换断层实际上就是在南海陆架中广泛分布的NNE向大型右行走滑断层,也是华南地块上一系列NNE向右行走滑断裂在海上的自然延伸,进而提出南海转换断层实际上是继承了邻区陆地上大型走滑断层的走向。这种模式并不是类似于正常洋中脊那样的正向扩张,而是一种斜向扩张,转换断层不垂直于扩张中心。     

南海东北部表层沉积中有孔虫的分布及其环境意义

为了探讨南海东北部表层沉积中有孔虫分布的规律，选取184个表层样进行分析，结果发现有孔虫的垂向分布与碳酸盐的溶解作用密切相关。在2300－2500m水深以下，浮游有孔虫丰度迅速减小，而底栖有孔虫占有孔虫全群的比值BF／（BF＋PF）以及底栖有孔虫胶结质壳类的百分含量则迅速增加，这三者随水深的变化在3400－3500m处有一明显的转变，被认为是南海东北部CCD面（碳酸盐补偿深度）所在的位置，且该研究区内碳酸盐补偿深度南部较北部深100m。浮游有孔虫水平分布除了受表层海水温度的的控制外，黑潮南海分支以及吕宋岛北端上升流区带来的富营养水体的存在也起很重要的作用。     

南海西北部表层沉积硅藻的分布特征与环境分析

基于南海西北部表层沉积物中的硅藻分析,阐明表层沉积硅藻的分布特征,探讨硅藻与环境的对应关系及指示意义。结果表明,研究区内硅藻以热带—亚热带种和近岸种为主;硅藻丰度差异显著,近岸浅水区丰度相对较低,陆坡、河口和上升流区丰度整体较高;硅藻组合类型复杂。硅藻分布面貌受区域的温度、盐度、营养盐、水深、海流、底质类型等因素的控制较为明显。硅藻组合对海流和水团的影响范围具有指示意义。     

南海海面温度的年际模态及其与季风强迫的关系

通过对COADS和OISST海洋气象资料的分析，以南海的海面温度异常(SSTA)为指示因子，在研究年际尺度上的南海与大尺度ENSO关系的基础上，进一步探讨了季风强迫下Ekman抽吸对SSTA年际变化的贡献。研究发现，南海SSTA滞后5个月时与：Nifio 3的SSTA相关系数最大，且其年际变化依方差贡献大小，分别有42．7月、25．6月及36．6个月的周期，这3个年际模态基本上能够描述海面温度的年际变异，为南海在大尺度ENSO背景下存在区域响应提供了重要的证据；应用Krause—Turner混合层温度方程对南海异常暖事件的研究表明，除了经向风应力异常，Ekman抽吸也是影响SSTA年际变异的主要因素，在某些异常年份甚至是主导因素，为南海SSTA年际变化的研究提供了重要的补充。     

南海深海表层沉积中的硅藻组合及其环境特征

定量分析了南海３３个１０００ｍ水深线以内的现代表层沉积样品中的硅藻,发现主要的种有菱形海线藻Ｔｈａｌａｓｓｉｏｎｅｍａｎｉｔｚｓｃｈｉｏｉｄｅｓ、短刺角毛藻Ｃｈａｅｔｏｃｅｒｏｓｍｅｓｓａｎｅｎｓｉｓ、结节圆筛藻Ｃｏｓｃｉｎｏｄｉｓｃｕｓｎｏｄｕｌｉｆｅｒ、长海毛藻Ｔｈａｌａｓｓｉｏｔｈｒｉｘｌｏｎｇｉｓｓｉｍａ、海洋菱形藻Ｎｉｔｚｓｃｈｉａｍａｒｉｎａ和条纹小环藻Ｃｙｃｌｏｔｅｌｌａｓｔｒｉａｔａ。根据硅藻主要种的百分含量、各站位硅藻丰度的变化以及其它一些特征,将３３个样品划分为５个硅藻组合,并着重研究这些组合与环境因素之间的关系。     

南海表层水温的季节内振荡

采用谱估计和相关分析等方法分析了１９８５年夏半年的水文气象资料，证实南海表层水温存在季节内振荡，这种振荡在深水区与浅海区有着明显的差异。分析表明：南海水温季节内振荡与南海纬向风分量ｕ的振荡密切相关。     

华北地区夏季降雨量与南海海温长期变化的关系

比较了华北地区7个站与17个站1951-1997年夏季（6，7，8月）降雨量与气候随时间的变化特征，并对其成因作了探讨。结果表明，用北京、天津、邢台、烟台、郑州、太原和济南等7个站可代表该地区夏季降雨量与气候的多尺度变化特征，过去47a该地区依次经历了湿凉、湿热、湿凉、干热、湿热几个时期，降雨量的长期变化与南海前冬（1-2月）海温成负相关。前冬南海海温偏高，意味着初夏南海地区大气对流低频振动偏弱，南海夏季风爆发较晚，西南季风较弱，夏季西太平洋副高位置偏南，华北地区大气低层北风加强，华北地区夏季少雨，前冬南海海温偏低时情况则相反，考虑冬季（1-2月）南海南温和7-8月西太平洋副高脊线位置（纬度）的影响用均生函数建模，试验结果与用子波变换重构方法考虑华北地区夏季降雨量的变化趋势比较，二者相吻合，预测试验结果与过去3a的实况基本一致。     

南沙海区更新世以来的放射虫丰度低值事件及其古海洋学意义

根据南沙海区17957－2柱1．34Ma以来的放射虫定量研究发现,在0．88－0．91Ma和1．14－1．16Ma两个时期放射虫堆积率和丰度突然降到最低值,造成两次丰度低值事件。第一次丰度低值事件与0．9Ma发生的“中更新世革命”事件有关。这两次丰度低值事件可能是由于高的放射虫碎壳率所反映的强硅质溶解作用、含量较高的碳酸盐和火山灰的稀释作用以及较低的表层初级生产力三者的共同作用所造成的,反映了硅质生物沉积过程的复杂性。