冬季北太平洋西部上层海洋的热量输送

用海气界面净热量收支和1950－1979年表层水温资料，计算了冬季北太平洋西部上层海洋热通量散度场，指出冬季北太平洋西部黑潮将大量低纬暖水输送到中高纬度海域，在30－35°N最大；亲潮将极地冷水沿千岛群岛向南输送，在45－50°N最大；两者在40°N附近相遇，混合减弱后沿纬向东传。同时用EOF分析方法对热通量散度距平场分型，前3个主要型分别为：黑潮亲潮偶合型、北太平洋海流型和冷平流优势型。最后还揭示了第一主要型与北太平洋副热带高压之间有意义的相关关系。     

热带西太平洋上层热结构和海流异常及其对副高的影响

本文以中美双边TOGA考察期间所获得的资料为主,说明了1986/1987年埃尔尼诺期间,热带西太平洋上层热结构和海洋环流的异常变化.讨论了这些异常变化对西北太平洋副热带高压的影响.在埃尔尼诺期间,(1)热带西太平洋东部(以165°E断面的次表层温度资料为代表),高于29℃的表层暧水沿经向扩展,使大面积的海表面出现温度正距平;(2)在热带西太平洋西部(以137°E断面的次表层温度资料为代表),表层暖水(T>28℃)的横截面积变小;表层温度出现负距平;(3)165°E断面的上层东向流增强;(4)从黑潮源地,即18°20'N以南、130°E以西至菲律宾沿岸的热带洋域向北的暖水流量变小.在这些异常变化发生时,西北太平洋低空(1 000hPa)的大气辐散加强,这有利于西北太平洋副高的加强.     

赤道太平洋初级生产力对El Nio事件响应的综合分析

本文依据热带海洋全球大气研究(TOGA),东太平洋海洋环流研究(EPOCS)、西赤道太平洋海洋环流研究(WEPOCS)、表层热带太平洋观测(SURTROPAC)以及太平洋区域观察)PROPPAC)等计划,对1980～1990年期间在赤道太平洋(141.5°E～85°W,10°N～10°S)所调查的生物化学资料进行了分析和比较。所得结果是:东赤道太平洋正常年份初级生产力为500～800mg/(m~2·d),El Ni(?)o期间约为150mg/(m~2·d);西赤道太平洋正常年份初级生产力为200～250rag/(m~2·d),El Ni(?)o期间约为300mg/(m~2·d)。研究结论是:El Ni(?)o期间东赤道太平洋初级生产力较正常年份显著降低,西赤道太平洋初级生产力较正常年份明显增加,生物响应均较显著。     

137°E赤道潜流1月年际变化及其原因的探讨

利用日本海洋调查船沿137°E断面8°N—1°S之间、1968—1985年每年1月份的海流实测资料,分析了该断面上赤道潜流的变化。资料表明,该处赤道潜流位于1°—2°N之间的温跃层中、下部,其单、双核结构均可出现,且下层流核之流速多大于上层流核。该处潜流1月年际变化明显,一般E1 Nino(简称EN)后期流速小于非EN时期。这主要是由于EN初期夏、秋季中太平洋信风风场发生变化,从而导致赤道及热带太平洋纬向压力梯度变化。此外,137°E赤道潜流与其两侧流的经向辐合关系密切,这表明了北赤道逆流和南赤道流对潜流的可能影响。     

浪致混合对2016年北太平洋海表温度季节性预测的影响

上层海洋通过海气交换影响大气-海洋耦合系统,海浪引起的垂向混合影响上层海洋结构,从而在气候预测过程中发挥着重要的作用。本文基于国家海洋局第一海洋研究所地球系统模式（FIO-ESM）,以2016年为例,分别开展了耦合和关闭海浪模式情况下的短期气候预测实验,分析浪致混合对北太平洋海表温度（SST）季节性预测的影响。通过对模式预测的SST异常（SSTA）进行定量评估发现,浪致混合能够显著降低北太平洋高纬度海区预测误差,在（45°N,150°E）附近海区SSTA改善可达1℃,气候模式能够更好地预测SSTA的经向分布特征,特别是能够准确地反映25°~45°N海区SSTA分布特征。通过分析有浪和无浪两个实验的热收支贡献发现,垂向混合是导致上层海洋温度差异的主导影响因子。海浪通过改变垂向混合,使2016年北太平洋SST在高纬度海区大幅降低,在低纬度海区略有升高,最终提升了模式对北太平洋SST的季节性预测能力。     

我国近海热带气旋活动的气候特征及其与大尺度环境场的关系

利用1949~2004年共54 a的热带气旋资料,通过对历年影响我国近海(距海岸线300 n mile范围内)25°N以北及以南热带气旋的基本要素特征值的分析,发现我国近海25°N以北与以南热带气旋影响的频数和年代际变化不一致,尤其是20世纪80年代中期以来呈现反位相特征,近海25°N以北TC偏多,强度强;25°N以南TC偏少,强度弱.对热带气旋个数偏多年与偏少年对应的夏季海温场、高度场的合成分析,发现25°N以北偏多年比以南偏多年的东太平洋海温负距平强度大、范围广,高度距平场上反映出25°N以北偏多年西太平洋(包括南海)负高度距平区更为偏北、偏东;25°N以北TC偏少年时,中东太平洋海温为正距平区,高度场上太平洋低纬区域基本为正距平区,太平洋高纬区域是负距平区,而以南TC偏少年中东太平洋海温是负距平区,高度场上太平洋高纬区域是正距平区.文中还对当年前期各月海温场、高度场与当年以北、以南热带气旋个数分别作了相关分析,得出了一些实用有效的预报因子.     

北太平洋热含量的年代际变化特征及其与阿留申低压的关系

使用经验正交函数(EOF)等方法,分析了北太平洋(20°～60°N,120°E～120°W)上层海洋热含量(HST)、海表面气压(SLP)、海表感热和潜热通量的年代际变化特征,并探讨了北太平洋HST与阿留申低压在年代际时间尺度上的关系。研究表明:第1特征向量能很好地代表北太平洋HST年代际尺度上的时间和空间变化特征。在近50a中,北太平洋HST具有明显的年代际变化特征,周期约为25a,其中在20世纪60年代中后期到90年代初存在一个较强的完整周期震荡。变化中心位于38°N左右的西北太平洋,且在155°W处向南延伸。根据北太平洋上层海洋HST的冷、暖异常和增、减热趋势,年代际背景场可分为冷态和暖态以及增热期和减热期。对比研究发现,在年代际尺度上,北太平洋上层海洋热含量的增、减热过程通过影响以西北太平洋为中心的海表热通量,进而对阿留申低压有一定的控制作用。热含量增热过程对应于弱的阿留申低压,减热过程对应于强的阿留申低压,阿留申低压的响应一般滞后热含量增、减热趋势变化1～2a。北太平洋年代际背景场对其年际变化有较强的调制作用,且这种年际变化跟ENSO事件有一定的对应关系。     

太平洋东边界波浪输运

通过计算2000年涌浪指标(swell index)的全球分布,发现太平洋东边界赤道附近区域存在涌浪池.利用ECMWF再分析波浪资料,计算出2000年全球月平均波浪体积输运.比较2000年全球月平均波浪体积输运和2000年QUICKSCAT月平均风场,发现在赤道太平洋东边界涌浪池区域内的波浪输运方向和风向存在很大的差别,两者方向相差大约90°.这进一步验证了该地区涌浪池存在的真实性.研究发现,赤道太平洋东边界涌浪主要来源于北太平洋和南太平洋的西风带对应的海区.在涌浪池区域内分别在2.5°S和2.5°N取两条边界(边界起点为125°W,终点为美洲大陆西边界),计算通过这两条边界进入赤道区域涌浪的Stokes体积净输运量.结果表明,不同月份通过南、北两条边界波浪的净输运量与当月南、北太平洋西风带的风浪强度密切相关.同时指出了,涌浪的体积输运将会对大洋环流系统产生潜在的重要影响.     

第二讲 世界海雾的分布和季节变化

一、太平洋的雾 1.概况 太平洋上的雾,分布在30°N以北和35°S以南洋面上,而中间的热带洋面上极少有海雾发生。 从北太平洋海雾分布来看,雾区集中于30°─50°N的洋面上,50°N以北除白令海峡夏季有雾之外,其他海域很少有雾。在这一带状雾区里,海雾的分布也是不均匀的,其中以大洋两侧海岸附近的海雾较多,而大洋中部却较少。北太平洋西岸,从千岛群岛南下到日本北海道一线,为北太平洋海雾最频繁的区域,而且雾的浓度也大。北太平洋东部加利福尼亚沿岸也是一个海雾区,虽然其频率和浓度与千岛群岛雾区相比较为逊色,然而在北太平洋东岸却是一个显著的海雾区。 海雾的分布有明显的季节变化,春、夏季分布范围广,出现频率高,且西部胜于东部;秋、冬季分布范围小,出现频率低,东部略高于西部。从冬季到夏季,海雾的分布范围逐渐由     

黑潮地区表层水温的月趋势预报

表层水温长期预报问题的研究已有多年历史。早期的学者主要用相关分析和水温长期变化的规律来制作月、季或更长期的预报,如Hatanka(1948),Watanabe和Hirao(1955), Kolesnikov(1947,1953)以及Milar(1952)等。六十年代以来,不少学者采用数值计算方法,预报北太平洋及全球范围内的月际温度变异,如Adem(1969,1970),J.Jacobs(1967)和Shigeo Moriyasu (1969,1970)等,他们在数值模式中,考虑了海洋与大气之间的热量交换,洋流与风海流的热量输送及其搅拌作用,以及水平与垂直方向上的涡动扩散;从大范围看,得到了较好的预报效果。Namias(1972)在分析北太平洋海面温度的时空分布及其与海平面气压场的关系时,发现可以根据水温变化的时间持续性和空间相关性及其与海平面气压场的关系,预报月平均水温及相应的海平面气压。以上所述及其他许多研究成果,目前能用于常规预报的,主要仍然是经验方法。本文通过分析黑潮地区表层水温与前期大气环流的相关,选取相关系数高的站点,用阶段回归方法,建立了本海区各月的水温月趋势预报方程。 文中采用的水温资料(1951-1974年)取自日本及美国发表的北太平洋海面水温资料,计算过程中对前后12年资料的系统误差进行了校正,500亳巴高度场资料取自上海中心气象台。黑潮地区的表层水温用20°N,125°E;20°N,130°E;25°N,125°E;25°N,130°E;30°N,130°E;30°N,135°E等六个站的平均资料来代表。     

我国首次在中太平洋发现的微玻璃陨石的初步研究

1979年,我国“向阳红09”号海洋调查船在参加全球大气考察中,从中太平洋西部(南纬10°-北纬5°,东经160°-173°)采得许多表层及柱状沉积物样品,后来,我们在对这些样品进行矿物学研究时,首次从中发现了深海宇宙尘,并作了初步研究.     

北太平洋Hadley 环流纬向结构的季节和年际变化

为了描述北太平洋上空Hadley 环流的纬向结构特征, 利用NCEP 再分析资料(1979～2010 年), 研究了北太平洋上空Hadley 环流纬向结构的季节和年际变化。发现在西太平洋, Hadley 环流季节性上升支呈西北-东南倾斜, 其垂向核心位于对流层中层, 纬向核心在北半球冬季(夏季)位于日界线附近(150°E); 而永久性上升支主要在东太平洋, 其垂向核心位于对流层低层, 且沿经度东移逐渐增强。根据纬向环流结构特征, 北半球冬季环流形态分为3 个区域: 160°E 以西, 主要表现为低层辐合高层辐散;160°E～130°W, 主要表现为高层辐合; 130°W 以东, 表现为低层辐合高层辐散特征。相似地, 北半球夏季环流形态也可沿纬向分为如下3 个区域: 165°E 以西、165°E～165°W 和165°W 以东, 分别对应东亚夏季风主导经圈环流区、过渡区、Hadley 环流主导经圈环流区。在年际变化上, 北太平洋Hadley 环流与ENSO 有很强的相关, 这与前人的研究是一致的。因此北太平洋上空Hadley 环流具有显著的空间性态, 并且对应时间尺度不同, 影响其变化的主要因素也不尽相同。     

中国鯵科鱼类地理分布的研究

鯵科鱼类是暖水性与暖温性的鱼类，主要分布于印度洋、太平洋、大西洋热带和亚热带水域，也可随暖流到达纬度较高的地区。它们在世界上的分布范围从南纬55°至北纬65°，主要集中于南北回归线之间。据初步统计，世界各海区的鯵科鱼类约有290种，以印度-西太平洋热带水域为最多，约有173种；东太平洋与西大西洋(美洲东西两岸)次之，约119种;东大西洋较少，约40种。 鯵科鱼类的分布与暖流的关系甚为密切。例如在非洲东西两岸，由于暖流分布的情况不同，鯵科鱼类的分布也有显著差异，东南沿岸可分布至南纬35°左右，种数也多，约61种，而西部沿岸一般不超过南纬12°左右，种数就很少，约20种。在北太平洋东西两岸，由于黑潮暖流和北太平洋暖流的影响，鯵科鱼类分布的北界均达北纬45°左右。在北大西洋两岸，它们的分布北界则有所不同，西岸因受拉布拉多寒流影响仅达北纬45°左右，而东岸由于墨西哥暖流的影响，可达北纬65°的冰岛东南岸与挪威西部海岸。在南大西洋西岸它们可分布至南纬55°左右，而东岸只到达南纬12°左右(图1)。中国鯵科鱼类的分布情况也与暖流有着密切关系，在各个海区有所差异，以南海种类为最多，东海次之，黄海最少，有些种类仅在一定季节随暖流到达东海与黄海。     

北太平洋中部热带海域深层水文状况分析

通过对“向阳红16”号调查船1986年1月至3月在北太平洋中部热带海域(北纬7°～13°,西经178°～165°)进行综合科学考察时取得的深层水文观测资料的分析,指出该海域平均底层流是从西南流向东北。此结果与Knauss(1962)及Mantyla(1975)的分析结果相符。文中还初步分析了海底地形对深海水文要素分布的影响。     

北太平洋副热带逆流区海流的准90天振荡

根据 POCM模式输出的流场资料 (1993年 1月 1日～ 1998年 12月 31日 ) ,运用小波分析方法分析北太平洋副热带逆流区海流的季节内振荡特征 ,并用功率谱方法作了验证。结果表明 :在以 19.81°N为中心 ,18～ 2 2°N,16 0°E以西的西太平洋海域 ,海流具有显著的准 90 d振荡特征 ;该振荡对应的波长约为 86 5 km,沿 19.81°N该振荡信号自东向西传播的相速度约为 0 .0 9m/ s。从能量角度看 ,该振荡信号主要存在于 15 0 m以内的海洋次表层 ,2 2 2 .5 m深度能量是 6 2 .5 m能量的13%。     

赤道太平洋西部的上层环流

讨论了赤道太平洋西部的上层海洋环流、结果表明：（１）棉兰老涡气旋式环流随着深度的增加而减小。由于埃克曼抽吸作用，它是一个低盐冷涡；（２）对棉兰老岛—巴布亚新几内亚岛之间穿越流的观测表明：该断而北部（５°—６°Ｎ）的Ｓ向流是棉兰老海流的Ｓ向延伸；Ｗ向的巴布亚新几内亚沿岸潜流可达该断而的东南部门（２°Ｎ一２°Ｓ）；北赤道逆流则在两者之间沿表层的盐度锋作Ｅ向流动。据此，赤道太平洋西部次表层盐度分布状况可得到圆满解释。关键词：     

北太平洋海浪场时空变化特征分析

根据1950—1995年共46a的北太平洋船舶气象报资料,对按5°×5°网格统计的海浪要素进行分析,阐明了北太平洋浪、涌的特点及其变化规律。该区赤道地区常年盛行东北浪,冬季海浪比夏季强盛,相应的平均波高、大浪大涌频率也较大。该海域与北印度洋同属季风气候区,但其特点正好相反。     

北太平洋表层水温月距平的优势期

本世纪60年代,Namias研究了北太平洋的海温变化[1]指出,北太平洋海温距平最大中心位于35°～45°N、155°E～175°W的广大洋区,因而该区被称为Namias区.同一时期,Bjerknes着重研究了赤道东太平洋海温的异常变化[2],发现了3～5a的低频振荡.     

热带太平洋冬季海面气象特征分析

本文主要根据1985—1986年冬季热带太平洋大面积海洋气象调查资料,初步分析了热带太平洋中、西部海区海面气象要素基本特征。指出热带太平洋海面气象要素随经度而变化的规律性是比较明显的。一般是以170°E为界,其东、西两侧变化趋势基本相反,离开赤道越远,要素的经向变化越显著,在赤道上要素的经向变化最小。并指出北太平洋副热带高压及西太平洋赤道辐合带是形成上述规律的主要原因。     

基于Argo浮标和历史资料的热带西太平洋次表层与中层水年代变化分析

利用20世纪80年代和90年代WOD01(World Ocean Database2001)中的CTD温盐剖面资料和2000年以后Argo资料,对比分析了热带西太平洋次表层和中层水团分布的年代变化特征。分析结果表明,在这两个时期,起源于南北太平洋中高纬度海域的各次表层水和中层水,在热带西太平洋分布特征和交织在一起的总体态势基本一致,水团性质的年代变化不大。这与上述两个时段全球海洋-大气耦合系统趋于正常状态相吻合。通过辨识和跟踪表征次表层水性质的盐度极大值,发现南太平洋热带水沿西边界向北扩散程度有所加大,由前一时期的5°N,进一步扩散到6°~7°N;北太平洋热带水在西边界附近的向南扩散程度有所削弱,在2002-2005年间只向南扩散到4°N,而前一个时期则可向南扩散到2°N。通过辨识表征中层水性质的盐度极小值,南极中层水在西边界附近向北扩散程度有所加大,在2002-2005年到达13°N附近,而前一个时期只到达11°N;同期,北太平洋中层水在西边界附近的向南扩散程度有所削弱。上述年代变化与全球水循环强度的变化之间有何关系有待进一步研究。