变性绕极深层水入侵时南极普里兹湾湍流混合特征研究

基于中国第28、29和31次南极科学考察中的CTD数据,利用Thorpe尺度方法计算了普里兹湾及其附近海域湍动能耗散率,分析了其分布特征,并对当地的水团结构进行研究.结果表明,普里兹湾及其附近海域中,前两个航次观测中次表层湍动能耗散率强度在陆架坡折区域达到最大.在水团分布方面,在第28和29航次中均观测到了变性绕极深层...     

南极普里兹湾海域水文特征研究──夏季温、盐分布特征及底层水形成的探讨

分析普里兹湾及其附近海域温、盐分布特征，提出在艾默里冰架外侧有一片温暖水域。指出：１、变性极大的南极绕极深层水的前沿混合水可以影响到陆架上的南纬６７°左右；２、在两个“ＣＴＤ”探头直达海底的测站，深层观测到了温度为负值、盐度为３４．６７。据此，作者指出该水体属于南极底层水。此外，还对整个海区的跃层现象进行分类，计算了跃层的强度、厚度和深度。     

普里兹湾附近绕极深层水和底层水及其运动特征

利用中国第15次南极科学考察科学考察队的CTD全深度观测资料(1998年11月至1999年2月),分析并讨论了普里兹湾以北的南大洋海域内,绕极深层水(CDW)和南极底层水(AABW)的物理特性及其空间分布.同时还与历史上其他学者的发现进行了比较.指出了在研究海域内,CDW在100～2000m之间从北向南扩展,其高温核(t>1.2℃)和高盐核(S>34.7)在75°E断面上最为深厚,向南扩展得最远;而AABW则在2500m以深由陆坡底部向北扩展,σ_θ>27.875的高密度水体在70°E断面上最为深厚,向北扩展得最远.此外还通过实测的CTD资料证实了CDW和AABW的经向环流特征,以及它们与迪肯流环(Deaconcell)、亚极地流环和深层流环的一致性.     

南极普里兹湾溶解态镉的分布

利用25次南极科考获得的海水样,采用原子分光光度法(AAS)测定了海水中溶解态镉的含量,研究了东南极普里兹湾不同空间与时间尺度下海水中溶解态镉的分布特征.并利用同航次相关的营养盐、叶绿素a等数据,分析了影响海水中溶解态镉分布的主要因素.研究结果显示,普里兹湾表层海水中溶解态镉的分布与叶绿素a具有良好的相关性,生物过程是...     

南极普里兹湾达恩利角固定冰附近局地高密陆架水的来源

本文采用固定冰数据集和南极象海豹获取的现场观测数据集,分析了南极达恩利角固定冰附近局地高密陆架水的变化。结果表明：首先,达恩利角固定冰存在显著季节变化,对于达恩利角冰间湖及局地高密陆架水的生成都具有重要影响。其次,达恩利角固定冰在2000−2014年期间年际变化很小,无显著增减趋势。第三,达恩利角固定冰附近局地高密陆架水有两个显著来源：（1）3−4月,达恩利角固定冰快速生成时伴随着强烈的盐析作用,进而局地生成高密陆架水;（2）5月,达恩利角固定冰达到最大范围,局地盐析作用减弱至很小,而上游在冰架水抑制作用减弱后,麦肯基湾冰间湖海域的高密陆架水生成增强,能够向西北输运至达恩利角固定冰附近。本研究初步证明达恩利角固定冰除了维持达恩利角冰间湖存在的作用外,对局地高密陆架水生成也可能有重要影响,同时指出一条重要的水团输运路径,这有助于提高对达恩利角附近冰−海相互作用的理解,对该地区开展更多观测或模拟研究是必要的。     

南极普里兹湾沉积物中的糖类分布及意义

利用中国第18和21次南极考察获取的南极普里兹湾沉积物样品,分析了其中的有机碳和糖类物质的含量及组成,结果表明糖类和有机碳的分布受上层水体的初级生产、地形条件和水体垂直稳定度等多种因素的控制。表层沉积物中糖类物质的平均含量为3.03 mg/g,最高值为5.60mg/g,出现在湾内的毗邻陆架区。沉积物有机碳含量与表层海水叶绿素a具有良好的相关性,能够反映上层水体初级生产的变化。单糖组分的研究可以判定其生源母质,沉积物中有机质的来源主要是海洋上层生物。糖类是易被降解利用的有机质,通过糖类物质中六碳糖的比重及其垂直分布的变化可以判断出不同站位沉积速率的相对快慢。     

南极普里兹湾附近73°E断面水文结构及多年变化

根据 2 0 0 2 ,2 0 0 0和 1999年中国南极考察和 1992年澳大利亚南极考察资料 ,分析了普里兹湾 73°E断面水团与地转流的结构及其多年变化 :(1)该断面上水团主要有南极表层水、绕极深层水、南极底层水和陆架水 ;(2 )南极表层水 1999,2 0 0 0年向北扩展最强 ,2 0 0 2年向北扩展最弱 ,绕极深层水 2 0 0 2年向南扩展也较强 ,1999和 1992年绕极深层水向南扩展较弱 ,南极底层水 ,位温在 - 0 .3～- 0 .4℃ ,盐度在 34.6 6左右 ,主要是本地形成 ,而 1992年高盐底层水可能来源于其他原因 ;(3)该海域深层水呈显著的升温 ,增暖率约为 0 .0 0 7～ 0 .0 0 8℃ /a;(4 )南极陆坡锋的强度和位置 ,与南极表层水的北向扩展和绕极深层水的变化一致 ;(5 ) 6 2°S～ 6 6°S是绕极流的南缘 ,东向流深度可达 2 0 0 0 m,最大流速中心在 6 4.5°S附近 ,2 0 0 0年北移至 6 3.5°S附近 ,最大流速为 3～ 5 cm/s;陆架上 6 8°S附近主要为流速 1cm /s左右的西向流。     

南极普里兹湾及其邻近海域溶解有机碳的分布

中国南极科学考察第16航次期间(1999年11月～2000年4月),在南极普里兹湾及邻近海域的不同站位与水深采集海水样品用于溶解有机碳测定,通过高温催化氧化法完成样品的分析.结果表明,在调查期间,南极普里兹湾及其邻近海域各测站上层水体(0～100m)溶解有机碳浓度的变化范围为14.3～181.1μmol/dm3,平均为52.5μmol/dm3,该变化幅度比Ross海、太平洋等海域的相应值略大.溶解有机碳垂直分布的特征是0大于25大于50大于100m,即随深度的增加溶解有机碳浓度逐渐减小,与生物活动在垂直方向上的强弱变化相关.根据200m以深水柱溶解有机碳的垂直分布,可确定研究海域难降解溶解有机碳的浓度为40.4μmol/dm3,与其他研究所报道的数值(～42μmol/dm3)相近.上层水体(0～100m)过剩溶解有机碳的空间分布显示,64°S以北海域溶解有机碳过剩较多,而64°S以南海域则过剩溶解有机碳较少.溶解有机碳浓度与分布特征显示,普里兹湾及其邻近海域溶解有机碳浓度与南大洋其他海域相当,具有低溶解有机碳的一般特征.溶解有机碳浓度的空间分布呈现由西南向东北方向逐渐增加的趋势,这可能与南极陆架夏季上层水的北向扩展有关.生物活动及水体运动是研究海域溶解有机碳分布的主要影响因素.     

南印度洋绕极深层水的性质和空间分布以及南极绕极流的作用

利用世界大洋环流实验的南大洋观测温度、盐度和溶解氧资料,分析并说明了南印度洋绕极深层水的性质和空间分布特征,比较了30°E,90°E和145°E断面上温度、盐度和溶解氧的垂直分布及其异同,着重指出,在南印度洋的这3个不同经度断面上,绕极深层水和锋面的不同特征与南极绕极流越洋输运和南印度洋绕极深层水的经向运动有着密切的关系。实际上,绕极流的越洋输运是南大西洋与南印度洋之间以及南印度洋与南太平洋之间水交换的主要动力因素,对形成绕极深层水的物理性质的空间分布有着重要的作用。     

南极普里兹湾及其邻近海域的水文结构特征和底层水的来源

利用中国第九次南大洋考察中南极普里兹湾及其邻近海域的CTD资料,分析研究了调查海域的水文结构特征及其该区南极底层水(AABW)的来源.研究结果表明,在研究海域,深水洋区近表层流由西向东流,而在普里兹湾内存在一个气旋型涡.水文结构中最明显的海洋学特征是:(1)绕极深层水(CDW)的涌升现象明显,涌升最强的位置是麦克罗伯逊地以北海域,最明显的深度是50～200m层,暖水涌升将冬季冷水分隔成南北两部分,并在其中形成孤立的暖水块;(2)陆缘水边界明显,这是绕极深层水与南极冷水之间形成的锋面,一般处在次表层水中,大致位于64°～66°S之间;(3)存在着双跃层结构.观测期间,普里兹湾以北探水海域存在着南极底层水,其来源可能有二:一为当地形成,二为源于威德尔海和罗斯海.     

东南极普里兹湾陆架区大型底栖动物群落结构

To explore the spatial pattern of macrobenthic communities and their response to environmental factors in the Prydz Bay,samples were collected using a 0.25-m2 box corer at 10 stations from November 2012 to April 2013.A total of 50 species of macrobenthos belonging to 8 phyla and 33 families were identified,of which polychaetes(e.g.,Maldane sarsi)and sponges(e.g.,Halichondria sp.and Leucosolenia sp.)were the most prominent groups.The macrobenthos in study area were categorized into five functional groups based on the feeding type,and the detritivorous group represented by polychaetes showed the highest average abundance,while the planktophagous group represented by sponges showed the highest average biomass.Macrobenthos abundance(0–592 ind./m2)and biomass(0–1155.5 g/m2)in the Prydz Bay were relatively lower than those of other Antarctic shelf soft-bottom waters,although the compositions of the dominant species and functional feeding groups were similar.The results of the Spearman rank correlation analysis indicated that the average biomass of the macrobenthos and the biomass of the planktophagous group in the study area were negatively correlated with the water depth,sediment grain size and silt percentage.However,these variables were clearly not strong determinants of macrobenthos assemblage structure.Many factors not measured in the study,e.g.,sediment organic matter and iceberg interference,have probably influenced the spatial distribution of macrobenthic community structure in the Prydz Bay.     

南极普里兹湾气旋的生消发展

利用1989～2000年现场观测的气象资料,特别是自1997年以来在南极考察船上接收的NOAA卫星极轨高分辨的卫星云图,研究了普里兹湾气旋的生消发展;提出了夏季绕极气旋进入普里兹湾内也会发展加强,在湾内东风带里也能生成气旋的新观点,修正了普里兹湾仅是气旋墓地的不全面说法,从而进一步完善了南极西风带绕极气旋和东风带上气旋生消发展的理论;研究了普里兹湾冰-气-海相互作用的机理,解释了气旋发生、发展的物理过程.用整体动力学输送法计算了进入普里兹湾980205号绕极气旋爆发性发展的能量交换,指出气旋在超过冰坝进入冰间湖可以获得巨大的热量,使气旋迅速发展成为具有南极特色的强风暴,风力达12级以上,平均风速为38m/s;瞬时最大风速达100m/s.     

Possible source of the antarctic bottom water in the Prydz Bay Region

It has been inferred that the Prydz Bay region is one of the source regions of Antarctic Bottom Water (AABW) based on rather indirect evidence. In order to examine this inference, we investigate the hydrographic condition of the bay based mainly on XCTD data obtained during the Japanese Whale Research Program in the Antarctic (JARPA). The JARPA hydrographic data reveal Circumpolar Deep Water (CDW), which is a salty, warm water mass approaching the shelf break, and capture Modified CDW (MCDW) intruding into the shelf water. AABW production requires mixing of CDW and cold shelf water saltier than 34.6 psu, which is a saltier type of Low Salinity Shelf Water (LSSW). Saltier LSSW is observed near the bottom over the shelf, being mixed with MCDW. We further identify saltier LSSW near the shelf break. This saltier LSSW appears close enough to unmodified CDW to be mixed with it over the continental slope, indicating a possible source of AABW in Prydz Bay.     

Cyclone formation and development in the Antarctic Prydz Bay

Using meteorological data of field observation in 1990 - 2000, especially polar orbit high-resolution NOAA satellite cloud maps received from the Antarctic expedition vessel since 1997, the formation and development of the Prydz Bay cyclone are studied in this paper. Some new viewpoints are suggested such as: when surround-polar cyclone enters the Prydz Bay, it can also intensify and develop in summer; cyclone can also develop in the easterlies in this bay. These view points revise old uncom-plete view point that the Prydz Bay is a burial ground of cyclone, and also further consummate formation-development theory of surround-cyclone in the Antarctic westerlies and cyclone in the Antarctic easterlies. In this paper, the mechanism of ice-air-sea interaction in the Prydz Bay is studied, and the physical process of cyclone formation-development is explained. By use of wholly dynamic transportation method, an energy exchange case of a cyclone, which explosively developed after entering the Prydz Bay, is calcu     

南极普里兹湾及其邻近海域水团研究

普里兹湾及其邻近海域是中国南大洋调查研究的传统优势海域与重点区域。围绕夏季表层水、冬季水、陆架水、绕极深层水、南极底层水、普里兹湾底层水、冰架水等研究海区主要水团的特征和分布,总结了前人在南极普里兹湾及其邻近海域基于调查资料开展的水团研究中所取得的成果。研究表明,前人在对陆架水的示性指标界定上,将陆架水是否区分为高盐陆架水和低盐陆架水存在较大争议,在高盐陆架水和普里兹湾底层水的定义上存在重叠;目前尚没有证据表明绕极深层水向南可以伸展到普里兹湾的陆架区域,也没有发现在普里兹湾附近海域生成南极底层水的直接证据。     

南极普里兹湾海域湍流扩散系数估计

基于Thorpe尺度方法,利用CTD数据,计算了南极普里兹湾海域的Thorpe尺度和湍流扩散系数,分析了观测区域(64°～69°S,66°～80°E)湍流翻转现象的强弱及分布。结果表明,在海底和地形粗糙区存在较大的Thorpe尺度(较强湍流翻转)和湍流扩散系数,湍流扩散系数最大值能达到10^-2m²/s量级,比平坦开阔海洋高2～3个数量级,部分观测站位的湍流扩散系数和湍动能耗散率表现出大-小-大的垂向分布结构,总水深较深的区域尤为明显;深水区域的浮力频率在海表面到500 m层比较大,浅水区域该现象不明显;湍动能耗散率在(67.25°S,73°E)周围和经度为78°E的各站位都表现相对较大,能达到10^-6 w/kg量级,个别站位甚至能达到10^-5 w/kg量级。     

南极普里兹湾主要碎屑矿物特征及物源分析

基于南极普里兹湾海域33个表层碎屑沉积物样品的碎屑矿物学分析,对该区的沉积环境与物质来源进行了分析。结果表明该区碎屑重矿物共17种,石榴子石、普通角闪石和磁铁矿为优势矿物,紫苏辉石和赤铁矿为特征矿物。根据矿物组合分布特征,普里兹湾可划分为4个矿物区:Ⅰ区为石榴子石含量占绝对优势、重矿物含量较高的弗拉姆浅滩矿物区;Ⅱ区为石榴子石、普通角闪石含量较高,磁铁矿为特征矿物的普里兹水道矿物区;Ⅲ区为紫苏辉石含量较突出的四女士浅滩矿物区;Ⅳ区为普通角闪石含量明显突出,石榴子石显著减少的深水陆坡矿物区。通过电子探针测试研究区石榴子石结果表明:碎屑石榴子石含有较高的Fe、Mg和较低的Ca、Mn,属主要来源于高级麻粒岩相副变质岩的A型石榴子石。普里兹湾海域的碎屑矿物分布特征是物质来源、海流系统以及冰川活动等多重因素综合作用的产物。     

1989年东海陆架水团及高密水环流的季节变化

本文利用１９８９年的观测资料，分析了水团及高密水环流的季节演变特征。结果表明：东海高密水在陆架上存在一个季节性的变化过程，核心区有一个气旋型的密度环流；这个环流秋、冬季较弱，春、夏季较强；在该环流的产生过程中，它可以影响邻近水团的分布；在春季，邻近水团在东海高密水周围形成一个环状分布