热带东印度洋-西太平洋海域OLR季节内振荡空间分布特征

利用卫星观测的ＯＬＲ（Ｏｕｔｇｏｉｎｇ Ｌｏｎｇｗａｖｅ　 Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）候平均资料（１９７９－１９９３年）分析热带东印度洋－西太平洋海域大气对流季节内振荡的空间分布特征。发现热带东印度洋－西太平洋海域（３５°Ｎ－３５°Ｓ,７５°Ｅ－１８０°Ｅ）大气对流运动的季节内振荡在４个区域中表现较明显：（１）热带东印度洋大气对流季节内振荡信号最强,显著的振荡周期集中在６．５－１２．５候;（２）澳大利亚西北洋面季节内振荡强信号主要周期表现为９．５－１５．５候;（３）澳大利亚东北洋面振荡周期集中在６．５－９．５候和９．５－１５．５候,南半球的大气对流活动季节内振荡显著区沿１０°Ｓ呈纬向带状分布;（４）南海北部、吕宋海峡附近及日本群岛以南的西北太平洋区域。ＩＳＯ振荡周期集中在６．５－１２．５候,南海南部季节内振荡周期集中在６．５－１５．５候。     

赤道中印度洋上层环流结构与季节变化特征分析

本文通过分析RAMA印度洋观测浮标系统锚系ADCP实测资料,对赤道中印度洋上层海流季节变化进行了研究。研究结果表明,0°,80.5°E纬向流垂向剖面呈现上150m层一致的东向流,而经向流在100m以浅呈现表层向北次表层向南的翻转流结构。赤道中印度洋上层纬向流季节信号被半年周期的东向射流Wyrtki Jets(WJs)所控制。WJs发生于季风方向转换的季节,4—5月份较弱,10—11月份较强。赤道中印度洋上层经向流年周期信号显著。北半球夏季与冬季分别出现风应力旋度驱动的Sverdrup南向流与北向流。本文结论为赤道中印度洋上层环流季节变化特征的研究提供了观测角度的支持。     

春季Wyrtki急流异常及其与亚洲热带夏季风的关系

采用热带印度洋上层洋流的复EOF分解,对春季Wyrtki急流异常及其年际、年代际变化做了研究,并探讨了其与南海、南亚夏季风的关系。结果表明:该分解第一模态可称之为Wyrtki急流模态,其反映了每年5月份Wyrtki急流的总体强度;该强度有非常明显的8 a年际变化,这与亚洲夏季风年际变化之一相近;还有17 a和23 a的年代际变化,其中后者与热带外北太平洋主要气候模态PDO的周期相近。Wyrtki急流强度偏弱(强)年,南海、南亚夏季风建立大多偏早(迟),南海夏季风大多偏强(弱)。第二模态反映了Wyrtki急流在整个赤道印度洋东、西方向的不均匀性;其有非常明显的11 a和18~19 a的年代际变化,其中前者与热带外北太平洋次要气候模态NPGO的周期相近;此外该模态还有5 a的年际变化。     

赤道东印度洋和孟加拉湾障碍层厚度的季节内和准半年变化

利用2002—2015年ARGO网格化的温度、盐度数据, 结合卫星资料揭示了赤道东印度洋和孟加拉湾障碍层厚度的季节内和准半年变化特征, 探讨了其变化机制。结果表明, 障碍层厚度变化的两个高值区域出现在赤道东印度洋和孟加拉湾北部。在赤道区域, 障碍层同时受到等温层和混合层变化的影响, 5—7月和11—1月受西风驱动, Wyrtki急流携带阿拉伯海的高盐水与表层的淡水形成盐度层结, 同时西风驱动的下沉Kelvin波加深了等温层, 混合层与等温层分离, 障碍层形成。在湾内, 充沛的降雨和径流带来的大量淡水产生很强的盐度层结, 混合层全年都非常浅, 障碍层季节内变化和准半年变化主要受等温层深度变化的影响。上述两个区域障碍层变化存在关联, 季节内和准半年周期的赤道纬向风驱动的波动过程是它们存在联系的根本原因。赤道东印度洋地区的西风(东风)强迫出向东传的下沉(上升)的Kelvin波, 在苏门答腊岛西岸转变为沿岸Kelvin波向北传到孟加拉湾的东边界和北边界, 并且在缅甸的伊洛瓦底江三角洲顶部(95°E, 16°N)激发出向西的Rossby波, 造成湾内等温层深度的正(负)异常, 波动传播的速度决定了湾内的变化过程滞后于赤道区域1~2个月。     

季风转换期东印度洋的赤道流系结构和水文特征

基于2013-04夏季风转换期间航次观测数据,对赤道东部印度洋3支东向强流及其水文特征进行分析。结果表明,沿赤道在表层存在Wyrtki急流,在温跃层深度存在赤道潜流,它们携带着阿拉伯海的高盐水向东输运,81°E断面上,核心流量分别为4.76Sv和12.18Sv;南赤道逆流核心在5°S附近,核心流量7.4Sv,并伴有高盐特性。     

热带东印度洋表层环流季节变化特征研究

利用近20年的卫星遥感海面绝对动力高度(Absolute Dynamic Topography,ADT)数据、表层流数据及Argos表面漂流浮标数据等研究了热带东印度洋表层环流的季节变化特征。分析结果显示,热带东印度洋表层环流的变化与季风演替基本同步,赤道以北海域环流季节变化特征甚为显著。与此大尺度环流年循环同步,孟加拉湾湾口环流也相应变化:湾口东部在5~9月为南向流,一直延伸至苏门答腊岛外海,其他月份,从湾口东部至整个苏门答腊岛外海(4°S以北)为北向流;湾口西部经向流的变化大体与东部相反。Argos漂流浮标轨迹进一步揭示了湾内外各季节水交换路径:西南季风期,源自阿拉伯海及印度半岛南部海域的漂流浮标主要通过西南季风漂流由湾口西侧进入湾内,湾内的漂流浮标通过湾口东侧沿着苏门答腊岛进入赤道印度洋;东北季风期,漂流浮标进出湾口的途径大体与西南季风期相反。本研究还表明,季风海流及赤道急流的纬向流速季节变化最大,而经向流速的季节方差最大的则为东印度沿岸流及拉克沙群岛高压(拉克沙群岛低压)。     

赤道东印度洋次表层高盐水的年际变化

本文利用2010—2019年东印度洋海洋学综合科学考察基金委共享航次数据、Argo(array for real-time geostrophic oceanography)和简单海洋再分析数据(simple ocean data assimilation,SODA),研究了赤道东印度洋次表层高盐水(subsurface high salinity water,SHSW)的年际变化,并探讨了其形成机制。仅限于春季的观测资料显示,来自阿拉伯海的高盐水位于东印度洋赤道断面次表层70～130m深度处,且具有显著的年际变化。基于月平均SODA资料的研究结果表明,不同时期SHSW盐度异常的变化趋势存在显著差异,2010—2015年趋势比较稳定,而2016—2019年则呈现出显著的上升趋势。通过对SHSW的回归分析表明,风场和次表层纬向流是控制该高盐水年际变化的主要因子。进一步的分析表明,赤道印度洋的东风异常导致水体向西堆积,产生东向压强梯度力,进而激发出次表层异常东向流,最终引起SHSW盐度异常升高。此动力关联在印度洋偶极子事件中尤为显著,这进一步反映了赤道东印度洋SHSW的年际变化受到印度洋偶...     

赤道印度洋中部断面东西水交换的季节变化及其区域差异

采用海洋再分析资料和实测资料研究了热带印度洋中部东西水交换特征。结果表明存在两个相互独立的过程,即北印度洋过程(4°~6°N)和赤道过程(2°S-2°N)。北印度洋过程受季风影响显著,11月至翌年3月冬季风期间表现出很强的低盐水向西输送,5-9月夏季风期间则为高盐水向东输送;由于冬季风期间的输送较强,年平均表现为低盐水向西输送。赤道过程分为表层过程和次表层过程。表层赤道过程受局地风场驱动,有明显的半年周期;4-5月和10-11月的东向流将赤道西印度洋的高盐水向东输送,其余月份相反;向东的输送较强,年平均表现为净高盐水向东输送。在次表层赤道过程没有明显的季节变化,海流全年一致向东,将海盆西部的高盐水向东输送。     

印度洋赤道潜流年际变化特征及其与印度洋偶极子的联系

印度洋赤道潜流(equatorial undercurrent,EUC)是赤道流系的重要组成部分,对印度洋物质输运和能量交换有着重要意义.基于SODA 3.4.2海洋再分析数据,对印度洋EUC的三维空间结构和年际变化特征进行分析,并揭示其年际变率与印度洋偶极子(Indian Ocean dipole,IOD)的联系.结...     

印度洋赤道西风的变动及其与低纬环流的关系

利用欧洲中期天气预报中心／世界气象组织（ECMWF／WMO）1981-11-1982-10逐日2．5°×2．5°网格点资料,按赤道西风判别指数确定了赤道西风的范围,讨论了这支基本气流的结构及季节演变特征,以及它和这一地区环流的关系。     

春季季风间期赤道东印度洋浮游植物光合生理特征

Phytoplankton physiologies are dynamic and have sensitive responses to the ambient environment. In this paper,we examine photosynthetic physiologies of phytoplankton communities with Phyto-PAM in the eastern equatorial Indian Ocean during the spring inter-monsoon. Environmental parameters were measured to investigate the coupling between phytoplankton photosynthetic physiologies and their habitats. During the cruise, the water column was highly stratified. The mixed layer extended to about 75 m and was characterized by high temperature(28°C) and low nutrient level. The F_v/F_m values and chlorophyll a(Chl a) concentrations were lower at the surface, as consequences of nutrient depletion and photo-inhibition. Subsurface Chl a maximum(SCM) occurred between 75 and 100 m, and had the highest F_v/F_m values. The formation of SCM was a balance between nutrient availability and light limitation. The SCM may contribute significantly to pelagic food web and primary production in the water column. Phytoplankton in different layers encountered different light, trophic and hydrographic dynamics and evolved distinct photosynthetic characteristics. Despite of co-limitation of nutrient limitation and photo-inhibition, phytoplankton in the surface layer showed their acclimation to high irradiance, had lower light utilization efficiencies(α: 0.061±0.032) and could exploit a wide range of light irradiance. Whereas, phytoplankton in the SCM layers presented the highest light utilization efficiencies(α:0.146±0.48), which guaranteed higher photosynthetic capacities under low light level. These results provide insights into phytoplankton photo-adaption strategies in this less explored region.     

2014年春季季风间期东印度洋赤道及其邻近海域硅藻群落

2014年4月10日至5月13日在东印度洋赤道区及其邻近海域(10.08°N-6.00°S,80.00°~96.10°E)进行硅藻物种组成和群落结构的调查。分析了45个网采样品,共鉴定出浮游硅藻34属113种(包括变种、变形及未定名种),大部分物种为热带外洋性种以及暖海外洋性种,与该海区的热带及亚热带的环境特征一致。优势种为佛氏梯形藻(Climacodium frauenfeldianum)、地中海细柱藻(Leptocylindrus mediterraneus)、密聚角毛藻(Chaetoceros coarctatus)、美丽漂流藻(Planktoniella foromsa)、大西洋角毛藻那不勒斯变种(Chaetoceros atlanticus var. neapolitanus)、距端假管藻(Pseudosolenia calcar-avis,即距端根管藻Rhizosolenia calcaravis)、圆柱几内亚藻(Guinardia cylindrus)、达蒂角毛藻(Chaetoceros dadayi)、伏氏海线藻(Thalassionema frauenfeldii)、离心列海链藻(Thalassiosira excentrica)、瘤面角毛藻(Chaetoceros bacteriastroides)以及笔尖根管藻粗径变种(Rhizosolenia styliformis var. latissima)等。硅藻的平均细胞丰度为1.855×103个/m3,其平面分布不均匀,赤道断面细胞丰度较低,高值区出现在海区北部。聚类分析发现有7种生态类群,这些硅藻的种类和丰度平面分布与上层水体(200 m以浅)温度、盐度及营养盐的水柱平均值有较好的对应关系。     

赤道东印度洋和孟加拉湾障碍层厚度的年际变化及其影响机制

Interannual variability(IAV) in the barrier layer thickness(BLT) and forcing mechanisms in the eastern equatorial Indian Ocean(EEIO) and Bay of Bengal(BoB) are examined using monthly Argo data sets during 2002–2017. The BLT during November–January(NDJ) in the EEIO shows strong IAV, which is associated with the Indian Ocean dipole mode(IOD), with the IOD leading the BLT by two months. During the negative IOD phase, the westerly wind anomalies driving the downwelling Kelvin waves increase the isothermal layer depth(ILD). Moreover, the variability in the mixed layer depth(MLD) is complex. Affected by the Wyrtki jet, the MLD presents negative anomalies west of 85°E and strong positive anomalies between 85°E and 93°E. Therefore, the BLT shows positive anomalies except between 86°E and 92°E in the EEIO. Additionally, the IAV in the BLT during December–February(DJF) in the BoB is also investigated. In the eastern and northeastern BoB, the IAV in the BLT is remotely forced by equatorial zonal wind stress anomalies associated with the El Ni?o-Southern Oscillation(ENSO). In the western BoB, the regional surface wind forcing-related ENSO modulates the BLT variations.     

赤道印度洋偶极子对重庆夏季降水的影响分析

利用重庆34个气象台站1961—2017年夏季降水量、NCEP/NCAR的再分析月平均高度场资料和海面温度资料,分析发现,上年秋季尤其是11月的赤道(热带)印度洋偶极子(tropical Indian Ocean dipole,TIOD)模态与重庆夏季降水存在正相关关系。通过前期海面温度对大气环流的影响分析,结果表明:上年11月TIOD和夏季500 hPa高度场的相关与重庆夏季降水和高度场的相关一致,显示出从高纬度到低纬度"+、-、+"的相关分布,反映出当上年11月TIOD正位相(负位相)时,次年夏季环流场表现出乌拉尔山阻塞高压明显(不明显)、中纬度30°～37°N低值系统活跃(不活跃),西太平洋副热带高压偏强(弱)、位置偏南(北)的重庆夏季典型的降水偏多环流特征;前期赤道太平洋ENSO暖事件和前期TIOD事件同时发生时,两个事件的作用相互叠加,使得西太平洋副热带高压加强西伸并且位置偏南,造成重庆夏季降水的异常偏多。     

热带东印度洋春季浮游植物群落结构空间特征分析

基于2013年3月至5月采集的热带东印度洋海域(10.0°S～4.0°N, 83.0°～97.5°E)浮游植物水样样品,分析了其种类组成、优势类群、细胞丰度等群落特征参数,综合比较了水平和垂向上浮游植物种类及丰度的差异性,初步探讨了其成因。结果表明：2013年春季热带东印度洋微型浮游植物共鉴定出306种,主要由硅藻、甲藻、金藻、蓝藻、裸藻和隐藻六大门类组成,其优势类群主要以粒径较小的隐藻、微型甲藻、菱形藻、环沟藻等为主。水平分布上,各水层浮游植物细胞丰度分布趋势相似,但斑块特征明显,其高值区位于88°E断面赤道以南次表层水域(30 m、75 m),局部区域细胞丰度值可达10⁴ cells/L以上;与其毗邻的东南部、东部水域为低值区,并向赤道延伸。垂直剖面上,硅藻和甲藻广泛分布在各取样深度,但分布特征有明显的空间差异和规律,0 m、30 m大部分站位硅藻种类比例在0.2～0.3甚至更低,甲藻在0.7～0.8,随着水层加深(75 m、100 m、150 m、300 m),硅藻种类占比上升到0.5～0.6,甲藻降低到0.4～0.5,无论硅藻还是甲藻种类数75 m层最丰富。30 m和75 m水层细胞丰度明显高于其他水层。甲藻是热带东印度洋微型浮游植物种类和细胞丰度的重要贡献者,低生物量海域表现的更为明显,贡献率大于80%。该研究将极大丰富东印度洋浮游植物群落空间特征基础信息较匮乏的现状,为量化、评估该海域的生物资源提供数据支撑。     

Dispersion relation of internal waves in the western equatorial Pacific Ocean

Based mainly on TOGA COARE data, that is, the CI''D data from R/V Xiangyanghong No.5 (Pu et al.,1993),the temperature and current data from the Woods Hole mooring and other deep current data, the layered numerical profiles of buoyancy frequency and mean current components are figured out.A numerical method calculating internal wave dispersion relation without background shear current, used by Fliegel and Hunkins (1975),is improved to be fit for the internal wave equation with mean currents and their second derivatives.The dispersion relations and wave functions of the long crested internal wave progressing in any direction can be calculated inveniently by using the improved method.A comparison between the calculated dispersion relation in the paper and the dispersion relation in GM spectral model of ocean internal waves (Garret and Munk, 1972) is performed.It shows that the mean currents are important to the dispersion relation of internal waves in the western equatorial Pacific Ocean and that the currents make the wave progressing co-directional with (against) the currents stretched (shrink).The influence of the mean currents on dispersion relation is much stronger than that of their second derivatives, but that on wave function is less than that of their second derivatives.The influences on wave functions result in the change of vertical wavenumber, that is, making the wave function stretch or shrink.There exists obvious turning depth but no significant critical layer absorption is found.     

赤道印度洋中部沉降颗粒物的季节变化特征及调控机制研究

基于2020年1—12月在赤道印度洋中部海域获取的沉积物捕获器时间序列样品,分析了沉降颗粒物与颗粒有机碳（particulate organic carbon, POC）通量的季节变化特征,并结合卫星遥感、数值模式及再分析数据探究上层物理过程对生物泵输出通量的调控作用。结果表明,2020年赤道印度洋中部海域的沉降颗粒物总通量与颗粒有机碳通量的变化范围分别为4.57~35.75 mg/(m2·d)\[(18.94±10.18) mg/(m2·d)\]和0.27~2.97 mg/(m2·d)\[(1.09±0.66) mg/(m2·d)\],两者均呈现显著的季节变化特征。总体上,1—3月、6月和9—11月呈现出3个显著的高通量事件。通过分析发现混合层深度变化与营养盐跃层波动的耦合作用可能是调控中深层通量变化的主要原因。与此同时,西南季风流（Southwest Monsoon Current, SMC）与赤道Wyrtki急流生消也可能通过改变温跃层或营养盐跃层深度对沉降颗粒物通量强度和季节变化起调控作用。     

Spatiotemporal variation and mechanisms of temperature inversion in the Bay of Bengal and the eastern equatorial Indian Ocean

In the northern Bay of Bengal, the existence of intense temperature inversion during winter is a widely accepted phenomenon. However, occurrences of temperature inversion during other seasons and the spatial distribution within and adjacent to the Bay of Bengal are not well understood. In this study, a higher resolution spatiotemporal variation of temperature inversion and its mechanisms are examined with mixed layer heat and salt budget analysis utilizing long-term Argo（2004 to 2020） and RAMA（2...