南黄海冬季温盐年际变化时空模态与气候响应

根据南黄海36°N断面1977-2013年历年2月表底层温度、盐度观测资料,采用旋转经验正交函数(REOF)、最大熵谱分析和延迟相关分析等方法分析了断面温盐年际变化时空模态和机制。断面表底层温度时空模态有二种:鲁南近海型和南黄海槽型,模态时间分量主要有准周期变化和线性趋势变化,表底层温度鲁南近岸型模态有显著线性升高趋势,表底层温度南黄海槽型模态准平衡变化。温度模态年际变化是对局地气温、风应力、黄海暖流、太平洋年代际振荡指数位相和ENSO事件的响应。断面表底层盐度时空模态有二种:鲁南近海型和南黄海槽型,模态时间分量主要有准周期变化和线性趋势变化,表层盐度南黄海槽型模态有显著线性降低趋势,表底层盐度鲁南近海型模态准平衡变化。表底层盐度模态是对辽南水、渤南沿岸水和黄海暖流水盐度年际变化的响应。     

渤海冬季温盐年际变化时空模态与气候响应

根据渤海断面1978-2012 历年2 月表、底层海水温度、盐度和气候要素观测资料,采用旋转经验正交函数 （REOF）、最大熵谱分析和延迟相关分析等方法,研究了渤海冬季表底层温度、盐度年际变化时空模态与气候响应。渤海冬 季表底层温度年际变化分为三种时空模态：开阔海型、黄河口型和辽河口型,其中只有开阔海型模态是对冬季气温变暖的响 应,时间分量有显著线性升高趋势和跃变升高。黄河口型模态是对冬季西北季风强度逐渐减弱的响应,时间分量有显著线性 降低趋势。辽河口型模态是对局地海冰年际变化的响应,时间分量准平衡变化。渤海冬季表底层盐度年际变化分为二种时空 模态：辽东湾型和黄河口型,其中黄河口型模态与黄河口年径流量滞后5 年显著负线性相关,该模态时间分量有显著线性升 高趋势和跃变;辽东湾型模态与黄河年径流量滞后7 年显著负线性相关;滞后2 年显著非线性相关,该模态时间分量年际变 化为准平衡形态。黄河口年径流量是影响渤海冬季盐度年际变化的主要因素。     

渤海冬季溶解氧与表观耗氧量年际时空变化

根据渤海断面1978-2013年历年2月表底层海水温度、盐度、溶解氧观测资料,采用旋转经验正交函数(REOF)、最大熵谱和延迟相关分析等方法,分析得出:渤海冬季表底层溶解氧年际变化主要有2种时空模态:开阔海型和黄河口型,第1种模态时间分量为显著周期和线性下降趋势变化,表底层水体存在溶解氧显著线性降低趋势;第2种模态时间分量为显著周期准平衡变化。渤海冬季表底层表现耗氧量年际变化主要有2种时空模态:渤中-黄河口型和辽河口型,第1种模态时间分量为显著周期和线性上升趋势变化,表底层水体存在显著线性贫氧趋势;第2种模态时间分量为显著周期准平衡变化。冬季渤海中部和黄河口附近海域是出现溶解氧降低与贫氧状况显著线性趋势的主要海域,海洋生化效应和冬季水温模态年际变化是影响渤海冬季溶解氧、表观耗氧量模态年际变化的主要因素之一。渤海冬季表层溶解氧、表现耗氧量时空模态出现10a尺度跃变。     

南黄海夏季温盐年际变化时空模态与气候响应

根据南黄海断面1977—2016年历年8月标准层温度、盐度与气候要素观测资料,采用时空分析等方法,分析了南黄海断面夏季温度、盐度年际时空变化与气候响应。断面温度主要有4种时空模态,夏季风生环流、冷水团强度、面积与断面冬季温度模态是主要温度模态年际变化的主要影响因素;夏季风生流场形态、春季PDO指数与断面冬季温度模态是次要温度模态年际变化的主要影响因素;温度模态时间分量均为准平衡态长期变化。断面盐度主要有4种时空模态,夏季苏北沿海低盐度水体、南黄海中部高盐度水体与夏季黄海风生流输送作用是盐度主要模态年际变化的主要影响因素;夏季南黄海降水量减少与风生流输送减弱是盐度次要模态年际变化的主要影响因素。盐度主要模态时间分量为准平衡态长期变化,次要模态时间分量存在显著线性低盐趋势变化。断面夏季温盐多年平均分布主要受到夏季多年平均风生环流影响。断面核心冷水团月平均温度为准平衡态长期变化;面积存在显著线性减小趋势,黄海风生流场季节与年际变化是南黄海核心冷水团年际变化主要影响因素,春季PDO指数对冷水团面积年际变化有显著非线性影响。断面冷水团、核心冷水团月平均盐度为显著线性低盐趋势周期年际变化。由于黄海温盐长期线性趋势变化,与30多年前状况相比,目前黄海温盐场季节循环时空变化形态可能已经发生显著改变。     

渤海夏季溶解氧与表观耗氧量年际变化时空模态

根据渤海断面1978~2014年历年8月温度、盐度和溶解氧观测资料,采用旋转经验正交函数(REOF)、最大熵谱和延迟相关等方法,研究了渤海夏季断面溶解氧含量和表观耗氧量年际变化时空模态.溶解氧含量主要存在4种时空模态:第一模态空间分量主权重在10 m以深水体;时间分量均为显著线性低氧趋势周期年际变化和10a尺度跃变.第二、四模态空间分量主权重在5 m以浅水体及断面南端底层;时间分量均为显著线性高氧趋势周期年际变化和10a尺度跃变.第三模态空间分量主权重在10 m附近;时间分量为准平衡态周期变化和10a尺度跃变.表观耗氧量主要有4种时空模态:第一、二模态空间分量主权重在中层及底层;时间分量均为显著线性贫氧趋势周期变化和10a尺度跃变.第三、四模态空间分量主权重在5 m以浅水体及断面南端底层;时间分量均为显著线性富氧趋势周期变化和10a尺度跃变.生物活性组分耗氧与海流输送减氧过程是夏季溶解氧、表观耗氧量模态显著线性低氧、贫氧趋势年际变化主要影响因素,饱和溶解氧强增氧、生物活性组分光合作用生氧和海流输送增氧过程是夏季溶解氧、表观耗氧量模态显著线性高氧、富氧趋势年际变化主要影响因素.渤海夏季深层水体中生物耗氧作用大于浅层水体中生物生氧作用,20 m以深水体中显著线性低氧、贫氧趋势快于20 m以浅水体的显著高氧、富氧趋势.生物活性组分氧化与光合作用是渤海夏季年际平均溶解氧含量、表观耗氧量分布以及溶解氧含量、表观耗氧量年际时空变化的主要影响因素,温度、盐度不是主要影响因素.     

北黄海夏季温盐年际变化时空模态与气候响应

根据北黄海断面1976~2015年历年8月温度、盐度与长岛气候要素资料,采用旋转经验正交函数(REOF)、最大熵谱分析和延迟相关分析等方法,研究了北黄海断面夏季温度、盐度年际变化时空模态与气候响应.断面温度主要有4种时空模态:第一、二模态为海洋因素影响的年际变化分量,渤海断面夏季温度分量和7月太平洋年代际振荡(PDO)指数的线性与非线性作用是主要影响因素.第三、四模态为海洋与大气因素影响的年际变化分量,渤海断面夏季温度分量、断面冬季表层平均温度、7月风驱环流强度和5月PDO指数的线性和非线性作用是主要影响因素.断面盐度主要有4种时空模态:第一模态为海洋与大气因素影响的年际变化分量,渤海夏季盐度、夏季降水量及断面冬季表层盐度是主要影响因素;8月纬向风驱环流是次要影响因素.第二至四模态为大气因素影响的年际变化分量,7、8月风驱环流强度和夏季降水量是主要影响因素.北黄海夏季风驱环流分布是北黄海断面夏季温盐年际平均分布的主要影响因素.断面温盐垂直层结年际变化为准平衡态周期年际变化.北黄海断面冷水团月平均温度和面积为准平衡态周期年际变化,断面温度第三模态、断面冬季表层平均温度是断面冷水团月强度年际变化的主要影响因素,7月PDO指数是非线性影响因素.北黄海断面冷水团月平均盐度为显著线性低盐趋势周期年际变化,断面盐度的第一至三模态以及渤海断面夏季盐度分量的线性和非线性作用是冷水团月平均盐度年际变化的主要影响因素.北黄海断面夏季冷水团中平均温度、盐度的长期变化趋势是不同的,不存在长期稳定的比例关系.     

渤海夏季温盐年际变化时空模态与气候响应

根据渤海夏季断面1978~2014年历年8月温度、盐度与气候要素、黄河年径流量等观测数据,采用旋转经验正交函数(REOF)、风驱海流模式诊断、最大熵谱分析和延迟相关分析等方法,研究了渤海夏季断面温度、盐度年际变化时空模态与气候响应.温度主要有4种时空模态,其中第一模态为准平衡态年际变化和10a尺度跃变,第二至四模态为显著线性降温趋势年际变化和10a尺度跃变.渤海夏季径向风应力强度是夏季温度年际变化的主要影响因素,夏季风应力强度逐年减弱使得夏季水温的季节增温减弱,并且抵消了夏季气温逐年升高对水温的增温影响,温度模态大部分分量出现显著线性降温趋势.夏季大尺度海洋温度、气温年际变化是夏季温度年际变化的次要影响因素.盐度主要有2种时空模态,其中第一模态是对辽河口入海径流量、夏季降水量和夏季风应力强度的响应;第二模态是对黄河口入海年径流量和夏季风应力强度的响应.黄河口、辽河口入海年径流量与夏季降水量是盐度年际变化的主要影响因素,夏季风应力强度是次要因素.盐度模态年际变化呈现准平衡态周期变化和10a尺度跃变.     

东海30°N断面冬季温盐分布及年际变化特征分析

根据东海30°N断面1976—2013年历年2月份表、底层温度、盐度资料,采用经验正交函数(EOF)、谱分析等方法分析了断面温盐的空间分布特征和时间变化特征。结果表明:断面温度空间变化趋势可分为西段和东段,盐度变化可分为西段、中段和东段;表层温度第一模态呈现准平衡趋势且近海比外海温度变化幅度大,底层温度第一模态呈现下降趋势;表层盐度有降低趋势且近海比外海降低趋势大,底层盐度在近年来表现出降低趋势。该断面水温年际变化和El Nio关系密切;盐度短期震荡和El Nio有关系,而长期变化与PDO有关。     

北黄海夏季溶解氧与表观耗氧量年际变化时空模态

根据北黄海夏季断面1976~2015年历年8月监测资料,采用时空分析等方法,研究了北黄海夏季断面溶解氧含量和表观耗氧量年际变化时空模态.溶解氧含量与表观耗氧量年际变化分别有3种主要时空模态,第一、二模态是近底层水体低氧、贫氧年际变化的主要影响分量,第三模态是混合层水体高氧、富氧年际变化主要影响分量.生物活性组分(BAC)耗-生氧与海洋环流输送增减氧过程是夏季溶解氧含量与表观耗氧量年际变化主要影响因素,温跃层强度年际变化不是主要影响因素.2001年后,表层月海气氧通量年际变化由氧汇分布为主转变为氧源分布,表层溶解氧含量增大以及生物活性组分生氧作用增强年际变化是这种转变的原因.北黄海夏季断面年平均溶解氧含量、表观耗氧量空间分布相似性较低,夏季断面年平均温度、盐度以及沉积物需氧、风生环流是年平均溶解氧含量、表观耗氧量分布的主要影响因素.生物活性组分耗-生氧过程是断面各层月平均溶解氧含量、表观耗氧量年际变化主要影响因素,温度变化是次要因素.由于断面水体低氧幅度与贫氧面积显著线性增大,与30多年前比较,黄海溶解氧含量、表观耗氧量场季节变化空间分布与时间形态已经发生改变.     

渤海夏季海水磷酸盐年际时空演变

根据1978-2011年渤海断面历年8 月海水表底层活性磷酸盐监测资料,采用REOF、最大熵谱和延迟相关分析等方 法,分析渤海夏季表底层活性磷酸盐年际时空变化有3种模态：河口型、辽东湾型和开阔海型。其中河口型和开阔海型模态 年际变化为显著周期和线性减小趋势。辽东湾型模态年际变化为显著周期的准平衡变化。磷酸盐3 种时空模态之间存在延迟 相关关系,夏季海流、水温、浮游植物生消以及磷酸盐再生、排放、海水-沉积物交换、磷酸盐沉积等过程年际变化与3 种 形态的磷酸盐年际变化位相延迟相关分布有关。渤海夏季断面海水磷酸盐浓度年际变化呈现波动形减小,2004 年后,渤海中 部磷酸盐浓度显著减小。     

夏季东、黄海沉积物中甲烷的分布和沉积物-水界面通量

沉积物释放是海洋环境中甲烷(CH_4)的重要来源。通过2013年7月和8月两个航次,对东、黄海泥质区沉积物中CH_4浓度的垂直分布和沉积物-水界面通量进行了研究。结果表明,除个别站位外,黄海沉积物(50 cm以浅)中CH_4的浓度变化范围在0.2～1.0μmol/L之间,长江口及浙闽沿岸附近的沉积物中CH_4浓度则要更高(1.0～2.0μmol/L),而东海东部海域沉积物中CH_4浓度波动范围为0.2～3.0μmol/L。总体来说,东、黄海沉积物中CH_4浓度偏低,这可能与观测到的高浓度硫酸盐(20 mmol/L)有关。通过整柱密室培养实验估算出东、黄海沉积物-水界面CH_4释放速率在0.64～2.12μmol/(m2·d)之间,东、黄海沉积物CH_4释放总量为6.7×108 mol/yr;但采用菲克定律估算的CH_4扩散通量则要比现场培养的结果低2～5倍,表明不同的方法在估算沉积物-水界面CH_4通量上还具有一定的不确定性。     

波浪和太阳短波辐射对渤、黄海夏季温度垂直结构的影响

基于普林斯顿(POM)模式,采用不同的垂直混合方案并考虑太阳短波辐射的作用,对渤海、黄海夏季垂直热结构进行了数值试验。试验结果表明,夏季波浪混合控制着渤海、黄海上混合层的形成,加入波浪混合能明显改善陆架浅海的夏季温度垂直结构。太阳短波辐射对渤海、黄海夏季上层垂直热结构有一定的作用,研究夏季海洋上层垂直热结构应该包括太阳短波辐射的影响,特别是对于水深相对较深的黄海。     

The distinguishing of the Ob and Yenisei waters in the desalinated lenses of the Kara Sea in 1993 and 2007

In 1993 and 2007 when the expeditions of the Shirshov Institute of Oceanology were performed in the Kara Sea, a significant part of its aquatic area was occupied by lenses of desalinated water. The fresh-water is supplied by the runoff of the Ob and Yenisei rivers, as well as by meltwaters. The report considers the features of the freshwater chemical transformation in the sea. It is shown that the contribution of meltwaters is small in the highly desalinated lenses (with salinity below 15‰) and the freshwater is supplied by the riverine runoff. It is also shown that, under definite conditions, it is possible to determine the relative shares of the Ob and Yenisei waters using the chemical parameters (the silicon and alkalinity). The data of 1993 when two lenses as such were found in the sea were confirmed; at that, the waters of the Yenisei and Ob rivers were prevailing in the western and northeastern lenses, respectively. In 2007, one lens was found in the treated area of the sea. It is shown that the chemical characteristics of the freshwater in the lens appeared to be sufficiently different from those of the Ob river but similar to the Yenisei river’s characteristics according to the data of 1993. A map of the Ob’s and the Yenisei’s water spreading over the sea’s aquatic area is presented.     

Primary production and chlorophyll distributions in the subtropical and tropical waters of the Atlantic Ocean in the autumn of 2002

In October and November 2002, high and relatively high values of the chlorophyll a concentration at the sea surface (C _chl) were observed in the English Channel (0.47 mg/m³), in the waters of the North Atlantic Current (0.25 mg/m³), in the tropical and subtropical anticyclonic gyres (0.07–0.42 mg/m³), and also in the southwestern region of the southern subtropical anticyclonic gyre (usually 0.11–0.23 mg/m³). The central regions of the southern subtropical anticyclonic gyre (SATG) and the North Atlantic tropical gyre (NATR) were characterized by lower values of C _chl (0.02–0.08 mg/m³ for the SATG and 0.07–0.14 mg/m³ for the NATR). At most of the SATG stations, the values of the surface primary production (C _phs) varied from 2.5 to 5.5 mg C/m³ per day and were mainly defined by the fluctuations of C _chl (r = +0.78) rather than by those of the assimilation number (r = +0.54). The low assimilation activity of phytoplankton in these waters (1.3–4.6 mg chl a per hour) pointed to a lack of nutrients. An analysis of the variability of their concentration and the composition of photosynthetic pigments showed that, in the waters north of 30° N, the growth of phytoplankton was mostly restricted by the deficiency of nitrogen, while, in more southern areas, at the majority of stations (about 60%), the phosphorus concentrations were the minimum. At the low concentrations of nitrates and nitrites, ammonium represented itself as a buffer that prevented planktonic algae from extreme degrees of nitric starvation. In the tropical waters and in the waters of the SATG, the primary production throughout the water column varied from 240 to 380 mg C/m² 30° per day. This level of productivity at stations with low values of C _chl (<0.08 mg/m³) was provided by a well-developed deep chlorophyll maximum and a high transparency of the water. The light curves of photosynthesis based on in situ measurements point to the high efficiency of utilizing the penetrating solar radiation by phytoplankton on cloudy days.     

2008年夏季白令海和北冰洋异养浮游细菌丰度与分布特征

利用2008年夏季我国第3次北极科学考察资料,基于流式细胞技术,对白令海北部陆架区的微微型浮游植物丰度、细胞大小(碳含量)、色素浓度的分布特征进行了分析,并对该类群的环境适应性进行了研究。结果表明,微微型浮游植物中仅含聚球藻和真核藻,其丰度范围分别为0.14×106 2.69×106和0.23×106-12.49×106个/dm3。聚球藻的叶绿素a和藻红蛋白含量、微微型真核藻的叶绿素a含量与类群丰度以及微微型真核藻的类胡萝卜素含量与细胞大小间均存在同向变化趋势。两类藻偏向于喜温嗜淡型,更适合在寡营养环境中保持较高的丰度,但能在高营养盐浓度下形成相对较高的碳含量。越接近陆地,细胞越小,丰度越大,碳含量及FL2/FL3越低;所处层位越深、纬度越高,则细胞越大,碳含量及FL2/FL3越高。北极气温升高和径流量的增加有利于陆架区微微型浮游植物类群丰度的增加。     

Relationship between the path of the Kuroshio in the south of Japan and the path of the Kuroshio Extension in the east

A relationship between paths of the Kuroshio and Kuroshio Extension (KE) is investigated, using the satellite-derived altimetry dataset of 1993–2008. When the Kuroshio takes the nearshore nonlarge meander path or typical large meander path and resultantly goes through the deeper channel (about 2500 m) of the Izu-Ogasawara Ridge, the KE path adopts a relatively stable state with the two quasi-stationary meanders. On the other hand, when the Kuroshio takes the offshore nonlarge meander path and then passes over the shallower part of the Ridge (about 1000 m), the KE path tends to be convoluted, i.e., an unstable state.     

黄海、渤海沉积物中生物硅的测定及存在问题的讨论

硅是水生态系统中构成生物群落的重要元素[1].海洋中硅主要来源于河流输入(4.2±0.8)×1014g/a和热液喷发(1.9
.77;10)×1014g/a[2].另外冰川风化、低温海底玄武岩风化、沉积物的成岩作用和大气沉降亦是其来源之一[3].沉积物中的生物硅又称生物蛋白石(简称蛋白石),指化学方法测定的无定形硅的含量,主要由硅藻、放射虫、硅鞭毛虫和海绵骨针组成.沉积物中蛋白石的积累反映了生产力在时间和空间尺度的变化[4,5].对于生物硅的测定,至今已提出了许多种方法.其中最灵敏、应用最广泛的是化学提取法[6,7].