热带西太平洋潜流模拟:(Ⅱ)潜流结构与输运及其季节变化

通过分析积分30 a的准全球HYCOM(HYbrid Coordinate Occan Model)模式结果,研究了热带西太平洋潜流结构与输运及其季节变化.在年平均状态下,新几内亚沿岸潜流流核位于约175 m、2.8°S附近,最大流速超过45 cm/s,约110 km宽;棉兰老潜流流核位于离岸处,约400～800 m深度、127.5°～128.5°E范围,最大速度超过3 cm/s.在季节时间尺度上,新几内亚沿岸潜流流核位置比较稳定,海流强度与体积输运表现出夏秋季强、冬春季弱的季节变化特征;棉兰老潜流流核位置、流速强度都具有较大的时空变化特征,棉兰老潜流的体积输运约2.5～11.5Sv,其季节变化规律不够明显,2～7月份,体积输运较弱,8～1月份,体积输运较强.     

六套海洋模式模拟热带西太平洋深层环流结果的对比分析

借助于六套海洋模式资料,本文初步分析了热带西太平洋深层环流的基本特征。与气候态数据集WOA13相比,水深3000m层除HYCOM以正温度偏差为主外,其余模式均为负温度偏差,且随着深度增加偏差幅度变大。盐度偏差方面,HYCOM和OFES以正偏差为主,其余模式以负偏差为主。温盐偏差在各个深海海盆中的时间变化趋势不尽相同,且与实际观测结果存在较大差异。水深1000—3000m以纬向东西向交替变化的射流为主。3000—5000m的纬向流速减小,形成海盆内环流,不同海盆之间可通过深水通道进行海水交换。3000m以深的关键深海通道的输运通量存在明显的季节变化,甚至不同季节流向也不一致,而海盆内的环流形态受制于位涡收支积分约束方程,进而也表征出季节变化的特征,即不同季节海盆内的环流主要旋转形态不同。在分析了初始温盐场、潮汐及其他要素对深海环流的影响后,本文为日后构建适合热带西太平洋深海环流研究的模式提供了建议。     

热带西太平洋海洋事件与初级生产力的关系

本文依据“中、美热带西太平洋联合调查研究”资料,分析了正常年份,El Ni(?)o及La-Nina事件热带西太平洋165°E断面(10°N～6°S)的初级生产力。结果发现,El Ni(?)o及La-Nina期间热带西太平洋165°E断面的海洋初级生产力较正常年份分别增加50%和70%左右。     

热带西太平洋暖池异常东伸与热带东太平洋增温

本文利用“Climate Diagnostics Bulletin”、“Oceanographic Monthly Summary”、美国夏威夷水位中心提供的资料以及TOGA-COAREIOP资料,分析了1992～1993厄尔尼诺事件中西太平洋暖池、东太平洋SST对异常风场的响应,结果指出:由于西风暴发而引起的西太平洋暖水向东输送,不仅导致西太平详水位降低,而且导致温跃层显着升高,进而引起上层海水热含量显着减少,这种减少在温跃层更为明显.东太平洋与此相反,热含量与温跃层深度出现正距平,正距平中心出现时间比西太平洋的负距平均晚两个月;暖池28℃等温线的异常东伸是海流对低空西风异常直接响应的结果,定量估算表明,纬向流异常所引起的温度平流是暖池28℃等温线异常东伸的主要动力,是热带东太平洋异常增温的主要原因之一.     

热带西太平洋纬向风的变化特征及其与埃尔尼诺的关系

本文以热带西太平洋7个岛屿测站为代表,分析了热带西太平洋纬向风的年际变化特征及其与埃尔尼诺的关系。 结果表明,在埃尔尼诺南方涛动现象发生前后,热带西太平洋低、高层纬向风具有不同的特征,低层纬向风与滞后1～6个月的南方涛动指数呈明显的负相关。该地区纬向风异常在太平洋低纬地区海气相互作用过程中可能起着重要的作用。     

热带西太平洋海温异常对大气影响的数值模拟

用IAP-GCM二层楼式,模拟1月份西太平洋暖池区海温增暖对1-8月份大气环流的影响,初步探讨暖池区海温异常对我国夏季降水的影响过程。指出北半球500hPa环流场对暖地区1月份海温增暖的响应存在着PNA和EAP波列,在冬季较为明显。其能量传播特征表示为南北半球的中纬度地区基本上是向东传播,在热带低纬度地区存在着准2个月的低频振荡。     

反演模式与贝塔螺旋法结合算出的西太平洋体积输送(英文)

Wunsch提出的反演模式已被人们广泛用于大洋中的环流计算。贝塔螺旋(Beta Spiral)技术也被广泛用于海洋中单站三维流速的计算。本文旨在利用“科学一号”考察船一九八九年十月在西太平洋取得的CTD资料,以这两种方法相结合,优化算出该海域的流速场和体积输送量。     

1986～1989年间热带太平洋环流数值模拟与观测资料间的比较研究──Ⅰ.海面起伏

本工作较详细地分析、比较了１９８６￣１９８９年间热带太平洋环流数值模拟结果与相应的观测资料。作为第一部分，本文给出由中国科学院大气物理研究所自由表面海洋环流模式模拟得到的热带太平洋海面起伏与热带太平洋１８个海岛站水位计和美国地球卫星（Ｇｅｏｓａｔ）观测资料间的比较。结果表明，模式成功地模拟出与１９８６－１９８７Ｅｌ Ｎｉｎｏ和１９８８Ｌａ Ｎｉｎａ事件相联系的热带太平洋水位场时空演变。如１９８６年     

热带西太平洋定点海域(4°S156°E)营养盐变化规律及降水对海水营养物质影响的研究

海水中的N,P,Si是海洋中最基本的营养物质,对海洋浮游生物的生存、繁殖、海洋生物食物链结构和新陈代谢,以及海洋中物质的循环都具有重要的意义,一直是海洋学研究的重要内容之一,几乎世界上海洋的各个区域都有其研究报道。中国陆架海中营养物质的研究已进行了40多年,获得了大量的资料和重要的研究成果。随着我国海洋科学的发展,近年来陆续开展了世界大洋、极地海的营养盐研究,并有一些报道(顾宏堪,1992;宋金明,1995,1996; Hecky等,1993),但对世界大洋定点长周期的营养盐变化观测研究和降水对表层海水的输入影响长周期定点系列观测还未见报道。热带西太平洋海域有一个世界海洋中最大的高温、高盐“暖池(WPWP)”,这里进行着地球上强烈的海气相互作用,所以,研究该海域海水中营养盐的变化规律,对系统研究海洋对气候的调节作用,乃至全球气候变化都具有重要意义。本文通过对4°S,156°E长达4个月的定点观测,研究了上层海水、深水中营养盐的变化、营养盐的周日变化及降水对表层海水营养盐输人的影响,本文为TOGA-COARE研究的一部分。     

热带西太平洋次表层叶绿素α最大值和亚硝酸盐最大值的分布特征

1985～1990年的TOGA(热带海洋全球大气)计划,在热带西太平洋(123～165°E,10°N～6°S)进行了综合性多学科的联合调查。本文利用“中-美热带西太平洋联合调查”资料,对热带西太平洋上层水体的叶绿素α和亚硝酸盐的垂直分布进行研究。研究结果表明调查海域上层水体普遍存在叶绿素α最大值(SCM)和第一亚硝酸盐最大值(PNM);它们出现的深度分别在50～150m和75～175m之间,该深度与密度跃层及营养盐跃层密切相关。本文也从分析热带西太平洋上层水体温、盐及生态结构出发,探讨了热带西太平洋SCM和PNM的形成机理。     

热带西太平洋Y3和M2海山区网采浮游植物群落结构特征

研究了热带西太平洋雅浦Y3海山冬季和马里亚纳M2海山春季网采浮游植物群落结构,对调查区浮游植物的物种组成、优势种类、细胞丰度以及多样性指数进行了分析。结果表明,两个海山区共鉴定浮游植物4门50属219种,其中硅藻门30属106种,甲藻门17属112种,蓝藻门1属2种,金藻门2属3种。两个航次研究区浮游植物优势种均以链状硅藻如根管藻(Rhizosolenia)、半管藻(Hemiaulus)和角毛藻(Chaetoceros)等属的种类为主,此外太阳漂流藻(Planktoniella sol)、铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebautii)以及部分角藻(Ceratium)物种优势度也比较明显。Y3海山区浮游植物细胞丰度介于1.60～16.61 cells/L,平均值为5.02 cells/L; M2海山区浮游植物细胞丰度介于1.36～10.20 cells/L,平均值为4.12cells/L。两个海山区浮游植物细胞丰度的分布趋势均受硅藻影响较大,甲藻细胞丰度相对较低。在属的水平上,角毛藻、根管藻、角藻和半管藻等属的细胞丰度对两个海山区浮游植物总细胞丰度的贡献较大。多样性指数方面, Y3海山区浮游植物群落香农-威纳指数H′(shannon-wiener index)介于3.95～4.69,平均值为4.30; M2海山区浮游植物群落香农-威纳指数介于3.23～4.46,平均值为3.83。两个海山区浮游植物群落多样性指数均处于较高水平,但站位间的变化不明显。目前,关于热带西太平洋海山区浮游植物群落结构的研究还非常缺乏,亟需后续研究的补充。     

西太平洋羊鱼科(Mullidae)鱼类多样性及其分布的研究

文中整理记述了西太平洋羊鱼科鱼类31种,分属于Upeneus、Parupeneus、Mulloidichthys属,列写了种属检索表;并报告其各个种的地理分布区。在此基础上,讨论了西太平洋羊鱼科鱼类生物多样性特征、动物地理学特点及部分名称订正,资源与渔业上的意义。     

西太平洋狗母鱼科鱼类种类多样性的研究

整理记述了西太平洋狗母鱼科Saurida、Synodus、Trachinocephalus 三属鱼类,给出了属以及主要种类的检索表,并报告了各个种的地理分布区。在此基础上,讨论了西太平洋狗母鱼科鱼类生物多样性特征、动物地理学特点及部分名称订正和资源与渔业上的意义。     

Eddies and Tropical Instability Waves in the eastern tropical Pacific: A review

Mesoscale eddies and tropical instability waves in the eastern tropical Pacific, first revealed by satellite infrared imagery, play an important role in the dynamics and biology of the region, and in the transfer of mass, energy, heat, and biological constituents from the shelf to the deep ocean and across the equatorial currents.From boreal late autumn to early spring, four to 18 cyclonic or anticyclonic eddies are formed off the coastal region between southern Mexico and Panama. The anticyclonic gyres, which tend to be larger and last longer than the cyclonic ones, are the best studied: they typically are 180–500 km in diameter, depress the pycnocline from 60 to 145 m at the eddy center, have swirl speeds in excess of 1 m s⁻¹, migrate west at velocities ranging from 11 to 19 cm s⁻¹ (with a slight southward component), and maintain a height signature of up to 30 cm. The primary generating agents for these eddies are the strong, intermittent wind jets that blow across the isthmus of Tehuantepec in Mexico, the lake district in Nicaragua and Costa Rica, and the Panama canal. Other proposed eddy-generating mechanisms are the conservation of vorticity as the North Equatorial Counter Current (NECC) turns north on reaching America, and the instability of coastally trapped waves/currents.Tropical Instability Waves (TIWs) are perturbations in the SST fronts on either side of the equatorial cold tongue. They produce SST variations on the order of 1–2 °C, have periods of 20–40 days, wavelengths of 1000–2000 km, phase speeds of around 0.5 m s⁻¹ and propagate westward both north and south of the Equator. The Tropical Instability Vortices (TIVs) are a train of westward-propagating anticyclonic eddies associated with the TIWs. They exhibit eddy currents exceeding 1.3 m s⁻¹, a westward phase propagation speed between 30 and 40 km d⁻¹, a signature above the pycnocline, and eastward energy propagation. Like the TIWs, they result from the latitudinal barotropically unstable shear between the South Equatorial Current (SEC) and the NECC with a potential secondary source of energy from baroclinic instability of the vertical shear with the Equatorial Undercurrent (EUC).This review of mesoscale processes is part of a comprehensive review of the oceanography of the eastern tropical Pacific Ocean.     

热带太平洋10月份海气联合复EOF分析

利用复EOF分析,将热带太平洋10月份的大气环流风场和大洋上层环流场作为一个整体,对其作了动力统计诊断,用以考察热带太平洋10月份大气大洋耦合环流的年际和年代际变化,并揭示其与厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)的关系。结果表明:在同一模态中,海洋模态表现出很强的赤道陷度特征,而大气风场则无此现象;第一模态与ENSO循环有密切关系,揭示了Walker环流异常;第一模态的垂直运动风场反映了热带太平洋赤道辐合带和南太平洋辐合带上垂直运动的异常;第二模态偏差风场的经向分量大于第一模态,反映了Hadley环流的异常;第二模态与ENSO循环有联系,但关系不如第一模态那样密切。     

西太平洋暖池海温异常年夏季东亚大气环流特征

利用NCEP/NCAR逐月再分析资料对西太平洋暖池区海表水温冷、暖异常年夏季东亚大气环流作了合成分析,与气候平均比较后发现:夏季暖池区暖异常时,在西太平洋上空的对流层低层产生一个强的反气旋偏差环流,因而不利于南海南部和赤道太平洋地区的西风发展,使热带夏季风强度减弱;在南海西部和中南半岛东部有偏差气流转向大陆,因而增强了偏南风,使副热带夏季风强度增强;在对流层中、下层副高脊线位置偏南,大约以400hPa为分界线,低层副高强度增强,高层副高强度减弱。西太平洋暖池冷异常年夏季东亚大气环流特征大致与上述情况相反,且强度或变化幅度小于暖异常年夏季。另外,与气候平均比较,暖异常年纬向Walker环流上升支大幅西移,而冷异常年该环流上升支则东移。     

西太平洋海鲶(Ariidae)主要种类与分布的研究

简述海鲶科鱼类研究概况,并结合作者的调查研究列出了西太平洋海鲶科鱼类的主要种及其检索表;又描绘各个种的地理分布区,通过分析比较认为印度—西太平洋是该科鱼类的分布区;中日海域是该区的一个分布边缘;最后讨论了有关于印度—西太平洋海鲶科鱼类的起源与分化问题。     

全球变暖背景下对太平洋环流（1960—1999）的模拟

我们用Non—Boussinesq POP海洋模式和NECP 1000 hPa的风应力和气温场资料,模拟了1960—1999年太平洋环流,结果显示：在过去的40年,热带太平洋环流变弱了,另外,由于全球变暖,由北赤道流产生的向热带西太平洋沿岸的热输送和由南赤道流产生的向南太平洋中高纬度的热输送随着时间是减弱的,而在北半球,由北赤道流产生的向中高纬度的热输送是增加的。