海洋全球变暖的响应

在地球冷暖交替的变化中，欧洲如同跳跳板的最远一角，暖得最快也冷得最快；如果全球持续变暖，全世界都将变得温暖异常，包括西伯利亚地区，而欧洲会变成北半球的寒极，取代今天西伯利亚的地位，这种趋势说到底就是格陵兰和北冰洋的海洋持续融化的结果。[编者按]     

海洋藻类--对付全球变暖的武器?

最近,由欧盟(则资助的研究项目(Parforce)研究人员发现了海洋藻类与气候变化之间的联系。项目研究人员发现,从海洋藻类及浮游生物释放的碘蒸汽,在海面上浓缩,形成对抗地球变暖的悬浮微粒。此悬浮微粒对地球气候变化及降     

全球变暖对海洋的危害与对策

全球变暖导致海平面上升将使2亿人成为难民,危害极大,本文介绍全球变暖的原因、危害及其对策,并对我国防范海平面上升的对策提出建议。     

海洋浮游动物多样性及其分布对全球变暖的响应

针对日益加剧的全球增温和生物多样性丧失等现象,结合浮游动物在海洋生态系统中的重要性,从世界各大海域的浮游甲壳类、水母类及毛颚类等群落对海洋表层温度升高及海流变化的响应等方面进行了综述,以期为进一步深入开展相关研究提供参考。     

海洋也许在与“全球变暖”唱反调

主流的看法是,全球变暖将是一个缓慢的过程,对某个地区的影响比较容易预测;与此背道而驰的观点是,全球变暖的过程是以大气层中二氧化碳含量的反复升降和气温的剧烈变化为特征的,这预示着将来的气候也可能会反复无常,难以预料,变暖抑或是变冷的情况都会出现且非常突然,而海洋在这种变化中扮演了一个重要的角色。     

热带大西洋对全球变暖的响应

与太平洋和印度洋不同，全球变暖下热带大西洋变化的研究较少。本文使用地球系统模型CESM（Community Earth System Model），发现全球变暖后热带大西洋在秋季的升温类似大西洋尼诺（Atlantic Niño）的正位相，即大西洋西部增暖幅度小于东部；在夏季类似大西洋尼诺的负位相，即大西洋西部增暖幅度大于东部。利用覆盖（overriding）技术，分离了风应力、风速和CO₂的直接热效应对海洋升温的作用，探讨了大西洋尼诺本身和全球变暖作用下类似大西洋尼诺正位相（下文简称“类大西洋尼诺升温”）的形成机制。结果表明，这两种情况下的形成机制基本相同，风应力的变化是导致大西洋东部暖异常的主要机制。但两者之间也存在区别：1）全球变暖下海表温度的季节变化振幅减小，而大西洋尼诺时变化不大；2）全球变暖下西风异常主要集中在大西洋东部，而大西洋尼诺时主要集中在大西洋中部；3）除风应力外，CO₂的热效应对类尼诺升温的变化也有一定影响。     

全球变暖对海洋浮游动物的影响

全球变暖作为一个重要的环境问题,自上世纪80年代初就已引起学者的广泛关注。它不仅对海洋生态环境及生物圈已产生了一定的影响。本文主要从浮游动物角度出发综述了全球变暖对其生理活动、生态分布及生物气候学的影响。运用不同温度条件下浮游动物生理学上的变化来说明全球变暖对浮游动物的生理影响;通过分析浮游动物生物多样性、生物量,丰度和生物地理分布等指标来阐述其对全球变暖的生态响应;通过讨论浮游动物的最高丰度时间和繁殖时间这2个重要物候学指标来说明其对全球变暖的响应。最后,提出了今后的研究方向,即调查更广泛的生物功能群、关注处于热带海洋中的浮游动物以及在浮游动物个体水平上开展研究工作。     

全球变暖和海洋酸化背景下珊瑚礁生态响应的研究进展

生物礁是由珊瑚虫、藻类等造礁生物组成、具有抗浪结构的海相碳酸盐岩,是全球主要碳库之一,也是观察热带海洋影响中-高纬度环境过程的重要窗口。近二、三十年以来,伴随着海洋水体的显著酸化和增温,全球热带海洋生物礁的主体——珊瑚礁系统遭受了不同程度的影响。其中,对于高温强迫而言,海水温度上升诱发珊瑚白化、抑制珊瑚的自我修复;海洋酸化可以显著改变珊瑚钙化率、抑制珊瑚幼虫发育、引发珊瑚礁的溶解;两大因素均可改变珊瑚礁的群落结构。针对这些环境要素的改变,珊瑚自身可以通过共生藻的种类转换以及调控基因表达等手段在一定程度上抵抗高温胁迫;但若温室气体的排放不受控制,绝大多数珊瑚礁到21世纪末都将遭受灾难性打击。为应对未来不同场景下的珊瑚礁变化,还需要对高温、酸化等关键因子响应特征进行更深入的研究;珊瑚礁长序列研究有可能为珊瑚的长周期演化特征提供关键认识,也为现代观测提供有益补充。     

北极冰异常对亚洲夏季风影响的数值模拟

本文利用菱形截断15波的9层全球大气环流谱模式研究了北极关键区域海冰面积异常对亚洲夏季风环流、降雨量及我国夏季天气气候的影响,结果表明,格陵兰海-巴伦支海极冰偏多,导致亚洲夏季风环流特别是东亚季风环流的增强、我国东南部降水偏多;东西伯利亚海-波弗特海极冰偏多,导致东亚夏季风环流减弱、我国东南部降水偏少,而印度半岛季风增强;该区极冰偏少引起相反的效应。文中对上述效应的可能动力学机制也进行了讨论。因此,北极冰是引起亚洲夏季风年际气候异常的重要原因之一。     

亚洲南部地区海陆分布对亚洲冬季风影响的数值试验

利用美国国家大气研究中心研制的第三代公共气候模式CCM3/NCAR,设计了一系列数值试验,研究非洲大陆、印度半岛、中南半岛与其周围的阿拉伯海、印度洋和孟加拉湾及南海海陆交叉分布对亚洲冬季风环流形成的重要作用.试验结果表明:亚洲南部地区的阿拉伯海、孟加拉湾和南海冬季风及其越赤道气流的存在与非洲大陆-阿拉伯海-印度半岛-孟加拉湾-中南半岛-南海的海陆热力差异有关;并且冬季热带地区北风分量的产生也与次行星尺度海陆热力差有关,同时这些次行星尺度海陆热力差也对副热带和高纬度冬季风形成有明显作用.试验结果也表明中南半岛不仅对临近的冬季风有局地的影响,对冬季风的传播也有重要的作用,中南半岛的存在减弱了流向孟加拉湾和印度的冬季偏东风气流,使部分气流在南海转向,形成了南海冬季风;另外,非洲陆地、印度半岛和中南半岛的存在都能对其高空的副热带急流产生重要的影响,尤其是印度半岛和中南半岛的存在对高原南支副热带急流的维持有重要的作用;另外也讨论了这些陆地与海洋间的热力差对冬季地面气温和降水的影响.     

黄河入海径流量周期变化与东亚夏季风的关系研究

为揭示近 70 年东亚夏季风与黄河夏季入海径流量的多尺度特征以及二者之间的响应关系,本文利用集合经验模态分解 （EEMD） 和小波分析对二者的多尺度特征进行研究,利用交叉小波分析和小波相干性等方法对东亚夏季风和黄河夏季入海径流量在时频域内的共振周期以及相干性进行探究。结果表明：东亚夏季风具有显著的年际、年代际尺度特征,且以年际周期振荡最为显著,其中,2.7 a 左右的周期尺度对东亚夏季风的整体影响程度最高,另外,40 a 左右的年代际周期亦具有较强显著性。黄河夏季入海径流量的年际、年代际尺度周期均通过了 80 %的显著性检验,且以 2.1 a 左右的年际周期为主。东亚夏季风与黄河夏季入海径流量的交叉小波功率谱显示二者在 2 a、6~7 a 左右具有显著的共振周期,且在 1980— 1990 年之间通过了 95 %的显著性检验,由二者的小波相干谱发现,东亚夏季风和径流量的显著性在低能量区大于高能量区,且东亚夏季风提前径流量约 1/4 个周期,另外,1980—2000 年之间在 6~7 a 左右周期尺度上二者的相干性极强。该研究可为黄河下游水资源管理及预测提供一定的理论依据。     

东亚夏季风对山东夏季降水的影响

对2种东亚夏季风指数进行了对比分析,选择1种能较好地表征山东夏季降水的夏季风指数。研究了山东旱涝年以及强弱季风年500hPa高度场、850hPa风场、热带洋区OLR场、西太平洋副热带高压等异常分布特征,并初步探讨了影响山东夏季降水的物理机制。结果表明,海陆热力差指数是1种较适合研究山东夏季降水的东亚夏季风指标。强（弱）指数年,南海．热带西太平洋地区对流活动较常年偏强（弱）,热带东太平洋地区对流活动偏弱（强）,walker环流偏强（弱）,北半球500hPa环流形势呈EAP（负EAP）遥相关型,副热带高压偏北偏强（偏南偏弱）,山东夏季以多雨（少雨）年份居多;春夏季南海．热带西太平洋地区对流活动与山东夏季降水之间存在着遥相关关系,两者遥相关的可能机制是热带强迫所激发的大尺度准定常Rossby波的传播。     

Era-interim Forced Simulation of the Indian Summer Monsoon

Abstract

In the present study, mean rainfall for the months of June-July-August-September (JJAS) during summer monsoon is simulated over India and its adjoining regions for a period between 1982 and 2006. The study was carried out using Regional Climate Model (RegCM) version 4.6 at a resolution of 25?km. The simulated mean JJAS monsoon rainfall was validated against the observational IMD data. Comparison of JJAS seasonal mean summer rainfall for the first decade 1982–1991, with the later decade 1997–2006 indicate that the intensity of rainfall increases over Indian land-mass during the later decade under the forced conditions of Era-Interim. The observed JJAS mean rainfall indicates two maximum rainfall areas i.e. the Western Ghats and the Himalayan region. A significant bias is observed in the central and Jammu and Kashmir (J&K) region. The JJAS mean seasonal surface air temperature distribution at 0.25?×?0.25-degree grids resolution shows a decreasing trend of temperature over the Indian landmass.     

亚洲夏季风环流及雨季进退的非同步性

亚洲季风区雨季及高低空夏季风环流在建立、维持及撤退上存在着显著的时间差异,这种差异被称为"非同步性"。通过对1979～2006年CMAP降水资料及NCEP/NCAR再分析风场资料的分析,本文发现:(1)对于夏季风的建立,孟加拉湾中部至菲律宾海,低空850 hPa夏季西南风的建立日期明显要晚于雨季的开始,而阿拉伯海和印度地区雨季的开始则晚于夏季风的建立;对于200 hPa的高空环流,这种风雨非同步的关系与低空季风环流与降水建立的关系基本一致,但西北太平洋热带地区正好相反。(2)对于夏季风的撤退,低空850 hPa上,从75°E～125°E,夏季风的结束在雨季结束之前,其中孟加拉湾中部及南海中西部较为显著,而阿拉伯海中部以及菲律宾东南海域,雨季的结束远远早于(4～5个月)夏季风的撤退;对于200 hPa的高空环流,整个亚洲季风区夏到冬季型风场的转变要晚于雨季的撤退,但在15°N附近的印度半岛和中南半岛东部沿岸地区典型的春秋雨季转换区域,高空环流场的转换略早于雨季的终止。(3)南海北部地区,高空200 hPa环流表现出较为显著的冬夏季节翻转,与南海雨季的爆发联系紧密;印度地区雨季的开始与该处高低空异常Hadley环流的建立以及阿拉伯海上空夏季风的建立有密切联系,而与当地低空环流的季节性反转联系不大。     

东亚夏季风环流的动力统计诊断

本文对东亚夏季风环流作了动力统计诊断,其方法是将高、低层的偏差风场看作一个整体进行复EOF分析。诊断结果表明:偏差风场的第一模态直接与东亚夏季风环流有关,可称为季风模态;第二模态则与PJ波列关系密切,可称为PJ模态;季风模态存在两个平衡态,东亚夏季风也有两个平衡态;季风模态存在强弱的年际变化,其与东亚夏季风强弱的年际变化和菲律宾附近对流的年际变化均具有很好的对应关系;东亚夏季风和季风模态还存在明显的年代际变化。     

全球海洋中Argo剖面浮标运行状况分析

A rgo剖面浮标是A rgo全球海洋实时观测网建设中的主要观测设备。自2001年国际A rgo计划组织实施以来,世界上已经有22个国家和团体在全球海洋中陆续布放了3 000多个A rgo剖面浮标,它们的寿命和运行状况一直是人们重视和关心的问题,因为这关系到何时能够实现国际A rgo计划的最终目标,更重要的是,涉及到浮标的性能、资料的可靠性。文中就这些问题进行了探讨,希望能有助于关注者对A rgo全球海洋实时观测网的建设及运行情况有一比较全面的了解。     

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。     

渤海沉积记录的末次冰期千年尺度古环境与古气候变化

末次冰期千年尺度古气候变化事件在全球大部分载体中均有不同程度的记录,但在海岸带-陆架区的沉积记录中该事件还未见有报道。对取自渤海的BH08孔上部26m的岩芯进行了高分辨率粒度测试与分析,结合AMS 14C测年结果和微体古生物特征,探讨了研究区末次冰期以来古环境和古气候变化。运用粒级-标准偏差法对粒度数据进行研究,发现BH08孔敏感组分(88.4~148.7μm)的变化记录了末次冰期D-O(Dansgarrd-Oeschger)旋回冷暖事件:在暖期时敏感粒级粗组分(88.4~148.7μm)的含量低,而在冷期时含量高,且可以与反映东亚夏季风的指标对应。在暖期时,强盛的夏季风带来丰富的降水,增加的径流可以将粗粒沉积物搬运至更远的下游区,且暖湿气候有利于植被的发育,使得流域内粗粒沉积物减少;而在冷期呈现相反的变化趋势。我们推测,在末次冰期低海面的背景下,格陵兰和北大西洋等高纬地区气候变化导致大气环流和/或洋流系统发生改变,从而对东亚夏季风降水的调控造成河流输入物质的变化可能是造成BH08岩芯敏感组分变化的主要原因。     

Composite Analysis of North Pacific Subtropical Mode Water Properties with Respect to the Strength of the Wintertime East Asian Monsoon

The interannual variation of the thermal structure of North Pacific subtropical mode water (NPSTMW) is investigated by means of composite analysis with respect to the wintertime Monsoon Index (MOI) which can represent the strength of the wintertime East Asian monsoon. The wind stress field over the NPSTMW formation area has significant variation over the interannual (2–4 year) and the decadal (10–20 year) bands. Changes in interannual variation are well correlated with the intensity of the wintertime East Asian monsoon. By means of composite analysis, it is found that significant differences occur in the thermal structure of the NPSTMW between stronger and weaker monsoon years. That is, colder and thicker NPSTMW is formed in years with stronger monsoons. Analysis of the heat flux through the sea surface and horizontal heat divergence in the Ekman layer shows that colder and thicker NPSTMW in stronger monsoon years can be attributed to a larger amount of heat release through the sea surface in the formation area. A larger horizontal divergence of the heat transport in the upper Ekman layer is considerably responsible for this increased heat loss.