冬季北太平洋与北大西洋上空风暴轴特征比较与分析

采用1948—2007年NCEP/NCAR再分析资料,选取850,700,600,500,250hPa层风场(u,v)、垂直运动场(ω)、位势高度场(H)和温度场(T),对北半球冬季(12、1、2月)太平洋和大西洋上空风暴轴的特征及影响因素进行了分析和比较。结果表明,北半球冬季风暴轴最强中心位于北大西洋上空,北太平洋高空急流的强度明显大于大西洋高空西风急流的强度。通过诊断分析北太平洋与北大西洋上空风暴轴的影响因素,发现北太平洋和北大西洋上空风暴轴强度的影响因素具有明显的差异:在北太平洋上空,涡度平流随高度的变化和厚度平流项对风暴轴的作用较大西洋而言更明显,而涡动能量的向上输送对北大西洋风暴中心的作用更大。对风暴轴年际变化的分析发现,两大洋风暴轴在1980年代之后均有明显的增强现象,而在空间分布的时间演化上,两大洋风暴轴有着相反的演化:太平洋风暴轴有向西南方向移动的趋势,而大西洋风暴中心则略微向东北方向移动。     

北大西洋沿岸过去2000年海平面变化的若干重要特征

北大西洋沿岸是世界上最容易受海平面上升影响的地区之一。了解该区域过去海平面变化历史和特征,对认识现代海平面变化过程、预估未来海平面变化趋势具有重要科学意义,同时也有助于最大限度地减小预测结果的不确定性。基于此,我们以北大西洋沿岸1 350个验潮站观测记录和已发表的1 604个海平面数据为基础,进行系统分析和集成研究,尝试建立北大西洋沿岸过去2000年海平面的变化历史,并分析北大西洋沿岸过去2000年海平面变化的主要过程与特征、区域差异和存在的问题。结果表明：①北大西洋沿岸过去2000年海平面变化具有显著的时空差异性,海平面的变化幅度、变化时间、波动次数等均具有区域差异性。②北大西洋沿岸过去2000年以来海平面总体上呈现出波动上升趋势,但不同地区海平面上升高程相差较大,北大西洋西岸北美洲东部海平面上升超过2.5 m,格陵兰岛-冰岛、欧洲和美国南部和东南部海平面上升幅度约1.9 m,北海和地中海海平面上升幅度约1 m。③公元1900年以来,北大西洋东西沿岸海平面上升速率普遍加快,并呈现出明显的纬度差异,即北大西洋东岸从地中海到欧洲沿岸再到格陵兰岛-冰岛,随着纬度增加,海平面上升速率逐渐增加。类似的,北大西洋西岸美国南部和东南部到美国东部再到加拿大东部,随着纬度的增加,海平面上升速率也依次增加。④过去2000年北大西洋沿岸海平面变化及其时空差异性是多种因素综合作用的结果,气候冷暖交替、冰川均衡调整、大气-海洋动力学、区域构造以及沿岸地形的变化、沉积物压实和潮汐范围变化等可能是主要原因。     

“Heinrich”事件的生物标志化合物证据

“Ｈｅｉｎｒｉｃｈ”事件的生物标志化合物证据Ａ．Ｒｏｓｅｌ－Ｍｅｌｅ等在北大西洋海洋沉积物中已分辨出了强烈的、准周期的浮冰脉冲,并与各种气候记录中变化有关。这些Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件（ＨＥ）被认为是劳伦冰盖大量冰山溶化的结果和与北大西洋地区剧烈气候变化...     

21世纪格陵兰冰川不同的融化季节对海平面变化的影响

利用三维海洋环流模式(parallel ocean program,POP),探讨典型浓度路径(representative concentration pathway,RCP)情景下21世纪格陵兰冰川不同的融化季节对海平面变化的影响。结果表明:在RCP4.5情景下,当格陵兰冰川以7%×a~(-1)的加速度快速融化时,相比于只在夏半年融化,全年融化会导致动力海平面在北冰洋、北大西洋副极地海域加速上升,而在欧洲西北部和北大西洋副热带海域加速下降;比容海平面在北美沿岸加速上升,热带大西洋和南大西洋副热带海域也有所上升,北冰洋、欧洲西北部和北大西洋副热带则显著下降。格陵兰冰川不同的融化季节对海平面变化影响的不同,主要是由于相比于只在夏半年融化,格陵兰冰川全年融化会造成大量较冷较淡的融冰水被滞留在格陵兰岛南部海域,在冬半年,会导致上层海洋层化加强和大西洋经向翻转流进一步减弱,一方面造成大量海水在北大西洋副极地海域堆积;另一方面导致向北的热盐输运减弱,从而造成了北冰洋、北大西洋副极地和副热带海域东部的热比容海平面显著下降和盐比容海平面加速上升。     

埃姆雷博士来我所讲学

加拿大不列颠哥伦比亚大学海洋系埃姆雷(W. J. Emery)博士,应陈则实副所长的邀请于1984年4月8日至14日来国家海洋局第一海洋研究所讲学.埃姆雷在青期间共作了四个报告:《与埃尔尼诺现象相联系的东北太平洋的年际变化的大气响应》、《北半球大洋的温盐分布及利用温度资料计算动力高度》、《北太平洋和北大西洋的中尺度     

再见——“泰坦尼克”号

随着《泰坦尼克号》电影的上映,世界上几乎人人皆知1912年发生在北大西洋的“冰海沉船”事件。“泰坦尼克”号沉落海底86年来,西方不少海洋学家一直试图让其重见天日。此次,导演卡梅伦几度下潜到“泰坦尼克”号沉船上进行拍摄,成为在该沉船上停留时间最长的“乘客”。但是你知道当初海洋科学家们是怎样发现沉睡在北大西洋海底的“泰坦尼克”号的吗?     

IODP 303航次 ——冰盖—大洋大气圈晚新近纪—第四纪千年尺度的相互作用

IODP 30 3航次建议的 5 72 Full3钻探 (4 1°0 0 6 8′～ 5 8°33 2 2 7′N、2 3°0 5 2 5 2′～ 4 8°31 84 2′W ,13个站位 ) ,拟将北大西洋晚新近纪—第四纪气候指数转换为地磁古强度辅助年代 (PAC) ,该年代学基于地磁古强度、稳定同位素和岩屑层状地层的综合研究。建议的站位位于OrphanKnoll外Eirik冰碛 (东南格陵兰 )、南Gardar冰碛和中大西洋“冰筏岩屑 (IRD)带”之上 ,这些站位的平均沉积速率估计在 5～ 5 0cm/ka。利用钻井技术的活塞取心预计可贯穿海底之下 30 0m的深度 ,以便来恢复晚新近纪—第四纪的气候记录 ,对于高分…     

北大西洋强温带气旋活动的环流形势及其天气特征

一、序 强温带气旋是北大西洋上的重要灾害性天气系统,强大的温带气旋活动给海上带来狂风巨浪,对远洋运输、海上工程建设等都会造成严重影响。因此,研究北大西洋强温带气旋的活动规律,掌握它的发生发展特点,对于预报是非常重要的。本文根据1980～1982年中国援助毛里塔尼西“友谊”港工程天气预报保障的工作实践,总结了北大西洋强温带气旋的活动规律,着重分析北大西洋强温带气旋发生发展的高空环流、地面天气形势和天气特点。     

大西洋热盐环流年代际变化机制研究Ⅲ.北大西洋海气要素对热盐环流年代际振荡的影响

基于该系列文章前文研究中构建的海气耦合气候模式和所揭示的北大西洋热盐环流年代际振荡机制,针对海气要素对该振荡机制的影响问题进行了重点的探讨。为细致准确的研究北大西洋海洋要素同北大西洋热盐环流年代际振荡的关系,有针对性的定义了副极地海区表层密度指数和北大西洋暖流强度指数并对模式结果进行了全面分析。分析结果表明副极地海区表层密度变化领先大西洋径向翻转环流(MOC)变化7 a,北大西洋暖流的变化领先 MOC变化4 a,格陵兰－苏格兰海脊溢流水强度(包括丹麦海峡溢流水和法鲁海峡溢流水,是北大西洋深层水的重要来源)的变化领先 MOC的变化3 a;北大西洋大气要素变化对北大西洋热盐环流年代际振荡有非常重要的调制作用,当副极地流环和北大西洋暖流(NAC)达到最强的2 a之前,高纬度地区大气为气旋式环流异常,中纬度地区大气为反气旋式环流异常,海表热通量在大西洋副极地海区是负异常,这都有利于副极地流环和NAC的加强,更多高盐度的北大西洋水进入格陵兰-冰岛-挪威海(GIN)海域,由此可以导致GIN海域表层密度上升,使水体的层结稳定性减弱,有利于深层对流的发生,同时大气变化通过风应力旋度和海表热通量也直接影响GIN海域深层水的生成,进而导致格陵兰－苏格兰海脊溢流水的强度增加。     

基于ECHAM5模式的21世纪冬季北大西洋涛动与北半球风暴轴的特征分析

基于德国马普所大气模式ECHAM5的输出结果,对RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种情景下21世纪冬季北大西洋涛动(NAO)与冬季北半球风暴轴的变化特征进行探究。结果显示,3种情景下,NAO指数(NAOI)均表现出9-14年的周期,冬季两大洋风暴轴强度均呈增长趋势,2大风暴轴位置震荡总呈东北(西南)向。辐射较强的情景,冬季北太平洋风暴轴的平均位置越偏向亚欧大陆,冬季北大西洋风暴轴的平均面积指数越大且平均位置越偏西。合成分析结果显示,3种情景下,从NAO强年、平均态依次到弱年,2大洋风暴轴的响应不尽相同:RCP2.6情景中,北太平洋风暴轴明显远离欧亚大陆,强度和面积指数递减,而北大西洋风暴轴面积指数却显著递增;RCP4.5情景中,北半球两大洋上风暴轴面积均逐渐增大,北大西洋风暴轴逐渐靠近美洲大陆,强度也加强;RCP8.5中,冬季北太平洋风暴轴面积指数增大,位置远离亚欧大陆,强度增强,北大西洋风暴轴强度显著递增。     

IODP 306航次——北大西洋气候研究（Ⅱ）

IODP 306航次将继续303航次的北大西洋气候研究．建议的543-Fu112钻探站位在Newfoundland大陆坡和西北大西洋大洋峡谷间的海山Orphan Knoll。同时．将在ODP 642E孔安装实时记录和监控底层水温度变化的长期观测系统(CORK)。     

大西洋海表温度异常与中国东北地区夏季降水的关系

本文利用1950～1992年全球海温月平均(2°×2°)和NCAR／NCEP提供的1950～1997年全球500hPa月平均高度(2．5°×2．5°)资料,分析了大西洋海表温度异常的特征及其与中国东北地区夏季降水的关系。结果指出北大西洋冬季海表温度经验正交展开的第二特征向量表明海表温度的距平分布有南北差异的异常特征其中心位置和中国东北地区夏季降水与冬季大西洋海表温度相关显著区中心基本重合;北大西洋冬季海表温度出现南暖北冷异常时,北大西洋中高纬度地区的阻塞形势偏强,与之相对称的北太平洋北部的阻塞高压也偏强,对应夏季东亚西风环流指数偏低,造成东北地区夏季降水偏多。     

Heinrich事件的全球性意义

自从１９８８年Ｈｅｉｎｒｉｃｈ在北大西洋深海沉积物钻孔中发现有规律出现的粗粒浮冰岩屑沉积夹层以来,Ｈｅｉｎｒｉｃｈ这种短期气候的快速变化事件研究已得到了迅速发展。研究结果表明,Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件不是仅仅局限于北大西洋深海沉积物岩心记录中,这种短暂的气候回返事件是全球性的。     

冬季赤道中东太平洋海温异常对北半球两大洋风暴轴协同变化的可能影响

利用NCEP/NCAR(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)和NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)提供的再分析资料和CPC(National Climate Prediction Center)提供的Nino3.4指数,研究了与赤道中东太平洋海温异常相对应的ENSO(El Nio-Southern Oscillation)不同位相对同期北半球海气耦合关系及两大洋风暴轴协同关系的影响,具体结论如下:1)赤道中东太平洋海温异常与冬季北半球两大洋风暴轴协同变化关系密切,具体表现为海温正异常时对应北太平洋风暴轴和北大西洋风暴轴同时增强,且大西洋风暴轴整体和太平洋风暴轴东部位置南压,海温负异常时则相反。2)海温正异常(El Nio)年时,对流层中层极涡向北太平洋地区伸展,西北太平洋副热带高压增强西移,东亚大槽减弱,高度场异常对应WP(Western Pacific pattern)、EA(Eastern Atlantic pattern)型遥相关的负位相和PNA(Pacific-North American pattern)型遥相关正位相,对流层低层加拿大高压增强,阿留申低压强度增强并向东南方向移动,东亚急流增强东伸,北美急流强度增强,欧亚大陆50°N附近西风增强,经向环流减弱,北半球的斜压异常分布有利于北太平洋东部风暴轴南侧以及中西部风暴轴的有效位能向扰动动能转换,使得风暴轴增强东部南压,北大西洋风暴轴南部斜压增强,使得风暴轴整体偏南,中、西部强度增强。海温负异常(La Nia)年时,海温和环流异常在两大洋基本与El Nio年相反,对应两大洋风暴轴强度同时减弱,同时北大西洋风暴轴整体和北太平洋风暴轴东部北抬。3)海温正异常(El Nio)年时,北美大陆为北暖南冷的异常分布,60°N以南的东亚地区除我国西南外基本为温度异常升高。海温负异常(La Nia)年时,由于高度场和风场异常在欧亚大陆和北美大陆上的异常分布与El Nio年时并不是完全相反,使得温度场异常主要表现在北美南部和东亚北部异常升高。     

大西洋海表温度异常与中国东北地区夏季降水的关系

利用1950～1992年全球海温月平均(2°×2°)和NCAR/NCEP提供的1950～1997年全球500hPa月平均高度场(2.5°×2.5°)资料，分析了大西洋海表温度异常的特征及其与中国东北地区夏季降水的关系。结果指出北大西洋冬季海表温度经验正交展开的第二特征向量表明，海表温度的距平分布有南北差异的异常特征；其中心位置和中国东北地区夏季降水与冬季大西洋海表温度相关显著区中心基本重合北大西洋冬季海表温度出现南暖北冷异常时，同期北大西洋中高纬度地区的阻塞形势偏强，与之相对称的北太平洋北部的阻塞高压也偏强，对应来年夏季东亚西风环流指数偏低，造成东北区夏季降水偏多；反之亦然。     

菲律宾海北部19cal.kaBP以来表层海水温度变化

对菲律宾海北部E-2岩心柱(29.62°N、131.14°E,水深3 877m)进行了浮游有孔虫δ18 O分析、AMS14 C测年以及U3k7表层海水温度(U3k7-SST)的测试。结果表明,E-2岩心记录了约19cal.kaBP以来U3k7-SST变化过程,其末次冰消期整体变化过程与北大西洋高纬地区相似,记录了Heinrich 1(H1)、Blling/Allerd(B/A)和Younger Dryas(YD)等快速气候事件,同时也识别出发生于19.4～19.2和18.5～18.0cal.kaBP的2次变冷事件,说明了研究区与北大西洋气候存在遥相关;在B/A和YD阶段中发现的百年尺度气候波动及变化过程,可能反映了热带过程对研究区域的影响;E-2岩心柱末次冰消期变暖存在阶段性,其变暖时间开始于19.4cal.kaBP,而大幅升温阶段则从15.3cal.kaBP开始。     

全球百年海表面温度年际和年代际变化特征分析

利用100 a(1903—2002年)HadiSST的逐月资料,将全球海表面温度异常(SSTA)作为整体进行经验正交函数分解(EOF分解),提取了控制各大洋SSTA的主导模态和各大洋之间的联合模态,分析了相应的空间分布和时间序列。研究结果表明:SSTA变化最剧烈的海区是赤道中东太平洋、西北大西洋湾流海区和北太平洋黑潮延伸体海区。热带太平洋厄尔尼诺和南方涛动是主导模态并具有2~7 a周期的年际变化;SSTA变化第二主模态和第三主模态都是以大约70 a为周期的年代际变化为主的跨大洋联合模态。第二主模态的空间分布主要表现为中纬度北太平洋和北大西洋反位相、热带太平洋与大西洋反位相的太平洋-大西洋双偶极子型分布。SSTA变化的第三模态主要呈现南北半球海洋反位相的特征,为北太平洋-北大西洋-南大洋联合模态。第四模态基本上是反映各个不同海域特有的局地海洋-大气相互作用模态,该模态的时间序列具有1~4 a周期的年际变化和约9 a周期的年代际变化。     

末次盛冰期以来挪威海北部陆源物质输入对气候变化的响应

北大西洋记录的末次冰期以来千年尺度快速气候变化对研究未来气候突变具有重要意义。对取自挪威海北部ACR5-BB03岩心进行了沉积物粒度组成、AMS14C测年、颜色反射率和高分辨率XRF地球化学元素无损扫描测试,运用因子分析方法判别了不同来源沉积物的地球化学组成差异,并与末次盛冰期以来北大西洋海洋循环机制和气候变化对比分析,讨论了海洋环境变化对沉积物来源的影响和制约机制。结果显示,末次盛冰期以来挪威海北部沉积物组成经历了剧烈变化,可与北大西洋暖流、冰盖消融、温盐环流和北大西洋深层水的变化密切关联。21.5 cal.kaBP之前沉积物粒度和化学组成特征与之后明显不同,陆源物质占优势,并以一种有序的层状膨胀性矿物层的出现为特征,表明此时海冰扩张带来的冰筏碎屑物质使得挪威海陆源物质输入增强和颗粒粗化;21.5~16.5 cal.kaBP期间生源物质贡献增强,陆源物质含量减少,预示了北大西洋暖流的向北极入侵和挪威海水体的垂向交换增强;16.5~10 cal.kaBP期间生源物质含量又出现了阶段性减少,陆源物质贡献增强,说明冰消期频繁变化的冰融水输入和北大西洋暖流强度对挪威海物质来源的影响;10 cal.kaBP以来,生源组分迅速增加,且变化频率和幅度同时加剧,北大西洋暖流的强弱波动及其导致的温盐环流变化是挪威海物质来源的控制因素。     

影响北大西洋飓风形成的大尺度环流条件

本文对多飓风月(或季)和少飓风月(或季)的大尺度环流系统进行了对比分析,得到大西洋飓风形成频率与下列大尺度环流条件有关的结论: 在多飓风月或季,副热带高压有明显发展并向北移,冰岛低压加深,极地涡旋较强并且有一深的长波槽沿美国东岸南伸;在美国和加拿大西部有一强高压脊发展,相应的高空急流移向北;在200毫巴,在副热带大西洋上盛行异常反气旋环流;高空东风气流较强和海面温度为正距平.而少飓风季的情况在许多主要方面与上述情况相反.统计检验表明,这种差异从统计上是显著的.最后,我们比较了大西洋和西太平洋有利于飓风或台风形成条件的差异.     

北大西洋暖流有了新“支援”

长期以来，科学家们一直担心气候变化可能会导致墨西哥湾暖流的分支——北大西洋暖流流速减缓，使欧洲越来越冷。但是一项新研究认为，北大西洋暖流正在得到来自非洲南部的洋流“支援”。