全球变暖背景下气候内部变率导致热带辐合带移动的不确定性

基于两套模式的大集合试验结果,评估了气候内部自然变率对热带辐合带(ITCZ, Intertropical convergence zone)未来南北移动的影响。研究发现,模式间ITCZ的移动差异源自中高纬度的外强迫模拟差异,而气候内部变率主要通过热带过程调控ITCZ的位置变化。在通用地球系统模式大集合(Community Earth System Model Large Ensemble, CESM-LE)试验中,厄尔尼诺-南方涛动(El Ni■Oscillation, ENSO)振幅变化的自然变率会通过中等和极端厄尔尼诺降水的非线性信号调制ITCZ的移动幅度,而在MPI-GE(the Max Planck Institute Great Ensemble)试验中,ITCZ的位置变化主要与大西洋海温梯度信号异常有关,相较而言ENSO振幅对ITCZ的影响很有限。总体而言,全球变暖背景下由于内部自然变率引起的ITCZ南北移动不确定性幅度能解释未来预估模式间的差异约为20%,但对ITCZ移动的模拟不确定性有贡献。     

气候变化对海洋鱼类群落结构的影响研究进展

全球气候变化影响着海洋生态系统的多个方面,而鱼类群落结构对气候变化的响应机制是探索海洋生态系统演变规律的关键点之一。本文结合国内外相关研究成果,概述了气候变化引起的温度、盐度、CO₂浓度、海平面高度、溶解氧以及海流等的改变对鱼类群落结构的影响,并以太平洋十年涛动(Pacific Decadal Oscillation,PDO)和厄尔尼诺−南方涛动(El Niño Southern Oscillation,ENSO)等典型气候现象为例,探讨了鱼类群落对典型气候现象的响应,讨论了需要解决的重点问题,以期为科学应对气候变化和制定海洋生物多样性保护策略提供依据。     

北印度洋风暴潮特征及其对气候信号的响应研究

北印度洋是我国“海上丝绸之路”的重要通道,其每年热带气旋活动引起的风暴潮等严重威胁着船舶航行安全和沿岸国家人民生命财产安全。分析研究北印度洋风暴潮的特征,对我国经济发展及北印度洋沿岸国家防灾减灾具有重要的现实意义。利用美国联合预警中心(the Joint Typhoon Warning Center, JTWC)公布的1950~2020年热带气旋资料、美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)公布的1950~2020年热带气旋资料与1950~2020年的Niño3.4指数、夏威夷大学海平面中心(University of Hawaii Sea Level Center, UHSLC)公布的北印度洋每小时的水位数据进行分析,结果表明:　(1)北印度洋大于1 m的风暴潮主要分布在孟加拉湾北部,少量分布在孟加拉湾其他区域与阿拉伯海; (2)孟加拉湾北部区域的年际最大热带风暴潮(annual maximum tropical cyclone storm surge, AMTSS)与当月Niño3.4指数、南方涛动指数(southern oscillation index, SOI)相关性较高、受厄尔尼诺-南方涛动(EI Niño-Southem Oscillation, ENSO)的影响明显; (3)北印度洋AMTSS月际分布呈现双峰分布,与热带气旋(tropical cyclone, TC)的月际分布基本一致; (4) La Niña期间影响孟加拉湾北部的热带气旋在数量与强度方面均超过El Niño期间影响孟加拉湾的热带气旋,是La Niña期间风暴潮极值大于EI Niño期间风暴潮极值的重要原因。研究表明, AMTSS对ENSO信号的响应可能为AMTSS提供了潜在的可预测性,这对早期预警和减少风暴潮灾害具有重要意义。     

对近183年我国南海冬季风变率的探讨： 来自珊瑚氧同位素的证据*

以西沙群岛现代澄黄滨珊瑚的冬季氧同位素记录为代用指标,重建了1818—2000年的南海冬季风风速。重建序列显示1818—1954年冬季风速以每年0.009m·s^-1的速率下降,而1955—2000年下降速率明显增强为每年0.021m·s^-1,46年间风速下降达20%。整个183年中冬季风速变化具有两个完整的强—弱波动特征,其中1830s和1940s为过去近两个世纪当中冬季风速最强和最弱的时期。20世纪的冬季风速变化与南海海表温度和中国陆地气温极为相似,相位相反,并揭示了1940s和1980s年代两个特征暖期。通过对冬季风速异常和ENSO暖、冷事件的统计分析,发现大多数ENSO事件发生时与冬季风减弱相对应。     

南半球热带外气候变量与两种ENSO的联系

This study uses the Climate Forecast System Reanalysis(CFSR) to investigate the responses of the Southern Hemisphere(SH) extratropical climate to two types of El Ni?o–Southern Oscillation(ENSO)—the eastern Pacific(EP) type and the central Pacific(CP) type in different seasons. The responses are denoted by the anomalies of climate variables associated with one-standard-deviation increase in the Ni?o3 or Ni?o4 index. The results show that in austral spring the differences in the ENSO-related anomaly(ERA) patterns of atmospheric circulation between the EP ENSO period(1979–1998) and CP ENSO period(1999–2010) are mainly associated with the change in the ENSO-PSA2 relationship. Such differences affect the ERA fields of surface air temperature and mixed layer temperature, and finally result in significant differences in sea-ice concentration anomalies in the Atlantic sector. In austral summer, significant correlation exists between the variations of SAM and both of the variations of Ni?o3 and Ni?o4 in 1979–1998, while the correlation between SAM and Ni?o4 disappears in 1999–2010. For all seasons, the strength of the climate ERAs depend on if there are close relationship between ENSO and the major climate variation modes of the SH extratropics. For the climate variables, the ERA patterns of surface air temperature are generally controlled by surface wind anomalies and mirrored by the mixed layer temperature anomalies. The mixed layer depth anomalies are primarily modulated by surface heat flux anomalies and occasionally by anomalous wind. There are strikingly strong anomalies of surface heat flux in the autumn of 1979–1998 related to the Ni?o3 variation, the period when there is only significant correlation between ENSO and PSA2. There are no evidence that the SH extratropical climate variability induced by Ni?o3 variations are stronger in the EP-ENSO period, and that variability induced by Ni?o4 variations are stronger in the CP-ENSO period.     

黑潮入侵南海的强弱与太平洋年代际变化及厄尔尼诺-南方涛动现象的关系

在黑潮入侵南海强弱的问题上,到底是太平洋年代际变化(Pacific Decadal Oscillation,PDO)还是厄尔尼诺-南方涛动(El Nio-Southern Oscillation,ENSO)现象在起关键作用,目前还存在着较大争议。本文先以高盐水作为黑潮入侵强弱的示踪物,用120°E断面的高盐水数据和北赤道流分叉点(North Equator Current Bifurcation,NEC-Y)的南北变动进行相关分析,接着,进一步用学者所用的黑潮入侵指数(KI指数,Kuroshio intrusion index和NEC指数,North Equatorial Current index)与北赤道流分叉点南北变动进行相关分析。最后,用EMD(Empirical Mode Decomposition)方法和相关关系分析法分别分析了PDO指数、Nio3.4指数与北赤道流分叉点南北变动的关系并用NECP风场数据探讨其影响机制。结果表明:(1)通过对120°E断面的高盐水的KI指数、NEC指数与NEC-Y的相关分析,表明了北赤道流分叉点的南北变动能够很好地指代黑潮入侵南海的强弱;(2)通过PDO指数和Nio3.4指数与北赤道流分叉点的南北变动的相关性分析,发现PDO指数、Nio3.4指数与北赤道流分叉点的南北变动都具有较好的相关性,都在0.5水平。这些良好的相关性表明了PDO和ENSO对黑潮入侵南海的强弱都具有重要的影响;(3)当处于厄尔尼诺年(拉尼娜)时,赤道太平洋发生西(东)风异常,使得北赤道流分叉点偏北(南),使吕宋岛东侧的黑潮流速减弱(加强),黑潮入侵南海增强(减弱);当PDO处于暖(冷)阶段时,会加强热带太平洋的西(东)风异常,使得黑潮入侵南海增强(减弱)。     

分位数回归方法在海平面高度影响因素分析中的应用

将分住数回归理论引入到回归模型中,应用线性条件分位数回归模型分析海平面高度与时间及南方涛动指数之间的线性变化趋势,得到参数估计值.结果表明:年最高海平面高度在不同的分位数下与时间及南方涛动指数变化趋势是不同的,而由最小二乘法回归只能得到平均变化趋势.分位数回归比经典的最小二来回归能够反映更多的局部信息.     

ROV在海洋油气田开发中的应用及展望

水下机器人(ROV)以其综合优势,在海上油气田勘探、开发和生产全生命周期中的各个阶段发挥着重要的作用.结合行业应用实际,系统介绍了ROV的原理和系统组成,以及海上油气田开发过程间各种作业类型中ROV的应用,对其工作内容、方式和风险进行了全面的详细论述和总结.同时,对ROV以后的技术发展趋势进行了展望.     

有孔虫初房特征变化在珠江三角洲晚全新世东亚夏季风降雨研究中的应用

研究中国降雨格局变化对理解东亚夏季风演化意义重大。本文分析了珠江三角洲柱状样ZJK03-Z中浅水底栖有孔虫常见种Rotalidium annectens的平均初房大小、微球型/显球型比值和壳体δ18O值,以及底栖有孔虫组合中瓷质壳的百分含量,探讨它们对由夏季风降雨引起的河口水体盐度变化的响应,得到了珠江三角洲3114—1260a BP季风降雨的强度变化,识别出了这期间14次季风降雨减少的偏干期。与南美洲Cariaco海盆的钛含量记录对比,二者一致的结果表明,珠江三角洲晚全新世的东亚夏季风降雨与热带辐合带(ITCZ)的南北移动密切相关:夏季风降雨减少,对应于ITCZ纬度位置的南移。     

无人船艇在海洋地质调查中的应用及展望

近年来,在海洋地质调查中无人船艇的应用受到越来越多的关注。笔者对无人船艇的基本概念、国内外发展现状、在海洋地质调查中的应用情况等进行了阐述,并分析了无人船艇在海洋地质调查的应用前景和发展趋势。无人船艇搭载地质调查作业系统作为一种新的调查技术和作业方法,已经在海洋地质调查中崭露头角,未来这种智能化的水上作业模式必将有更加广阔的应用前景。     

海洋地质数据挖掘系统研发及在海山年龄预测中的应用

利用数据挖掘技术分析海洋地质调查数据,以获取其中隐藏信息,对推进海洋地质数据的科学高效利用具有重要意义。在模块化设计原则下,利用Python语言开发海洋地质数据挖掘相关的核心功能,利用WinForm搭建人机交互界面,并通过参数交互的方式实现了界面和后台功能间的互动。基于综合地质地球物理资料,利用软件预测了太平洋海山年龄。预测结果精度高于利用传统克里金插值方法所得结果的精度。应用结果表明,所开发软件的数据预处理、指标分析、综合评价等功能具有很好的实用性。     

大气-海洋-海浪耦合同化模式在台风过程模拟中的应用

基于MCT耦合器,利用中尺度大气模型WRF、海洋模型FVCOM和第三代海浪模型SWAN,实现大气、海洋和海浪的三者实时耦合计算,同时采用卫星微波辐射资料AMSU-A,通过WRF大气模式的资料同化模块WRFDA,实现对风场模拟的连续同化,从而建立起大气-海洋-海浪耦合与卫星数据同化的W-F-S-A耦合同化模式。将该模型应用于2014年台风“威马逊”的数值模拟,并与其他模型进行比较。结果表明,W-F-S-A耦合同化模式对于台风路径和风速的模拟结果优于单独耦合和单独同化结果,并且可以较好地模拟上层海洋对台风的响应特征。     

浅谈Web技术在海洋信息服务网站中的应用及展望

web技术提供了一个突破时空局限、交流各种信息的互动平台。简要介绍了Web技术的发展历程,根据当前Web应用技术分析了当今海洋网站技术平台的发展趋势。     

空间地质建模技术在宝岛凹陷深水成藏研究中的应用

随着盆地模拟和地质建模技术的不断进步,油气成藏研究逐渐向定量化、动态化和3D可视化方向发展。通过集成PetroMod多维度盆地模拟和Petrel数据处理的功能,搭建起多维度、动态化、可视化技术平台,建立了勘探阶段空间地质建模技术的流程及方法,包括构造建模、岩相建模、参数设置和模型校正。应用该技术,首次建立了琼东南盆地宝岛凹陷空间地质模型,重点实现了深水区南部断阶带油气成藏动态化和成藏3D可视化,恢复了4个关键时期的空间成藏动态过程,研究表明,南部断阶带早期成藏时空配置良好,成藏规模小,晚期成藏时空配置优越且纵向叠置,成藏规模大。南部断阶带成藏模式为煤系和浅海源岩供烃、断裂-砂体-构造脊阶梯型输导、大型海底扇储集、多层系复式聚集,主力聚集层系是陵三段和三亚一段,下一步勘探应积极寻找多期叠置成藏的大型储集体。