西北太平洋副热带逆流、北赤道流、北赤道逆流几个特征的比较

根据137°E断面1967～1995年冬、夏季的温、盐资料,计算和分析该断面的地转流;分析144°E断面上投放卫星跟踪漂流浮标的漂移轨迹;结合CSK图集中的海面重力势分布,对副热带逆流、北赤道流和北赤道逆流几个特征的相同点和不同点进行比较,得出若干有益的结论:(1)副热带逆流、北赤道流、北赤道逆流,并不是单纯的单支海流,而是存在着两支或多支现象;(2)流速结构的带状分布,东、西向流相互交错间隔出现,流层较浅,均为表层流或近表层流;(3)多年平均而言,3支海流的流速以北赤道逆流最强,北赤道流次之,副热带逆流最弱;流量则不同,北赤道流最大,副热带逆流最小,北赤道逆流居中.3支海流的流速夏季均大于冬季,但流量稍有差异:副热带逆流和北赤道流均具有夏强、冬弱的特点,而北赤道逆流为冬强、夏弱;(4)冬季,副热带逆流的"源地",位于巴士海峡和台湾以东"副热带脊"的一个"暖脊"中心附近海域;(5)冬季,卫星跟踪漂流浮标的漂移轨迹,基本上反映出北赤道流和北赤道逆流的路径.但因副热带逆流区为涡旋频繁区,致使浮标漂移轨迹难以反映出副热带逆流的路径.     

北太平洋海温和赤道信风变化特征及其关系

本文根据北太平洋海温信息区特征,把北太平洋海温场划分为四个区域,通过谱分析得到:赤道中太平洋与热带西太平洋的海温变化基本一致,赤道中、东太平洋信风应力变化具有相同周期振荡;各海区平均海温和赤道地区信风应力在显著凝聚的60个月周期变化次序上和ENSO形成的Wyrtki理论颇为相似,其中,赤道中太平洋信风首先发生变化,而致使源地及赤道东太平洋海温随之变化中,中纬度太平洋中部海温的变化可能成为过程的中间环节。     

太平洋南赤道逆流的某些特征及其变化原因初步探讨

自从Reid 1959^[1]年提出太平洋南赤道逆流以来,国外有关学者相继发表论文,证实这支逆流的存在,分析其有关特征.在这方面,Henri Rotschi的文章^[2]论述得较全面,他根据“Coriolis”号调查船在赤道区东经170º 经向断面上测得的温度、盐度和溶解氧资料,详细地分析了太平洋南赤道逆流的存在及其有关特征.这些研究大大地加深了对这支逆流的认识,遗憾的是它们被局限在对温度、盐度等资料的分析以及动力计算结果上,而基于直接测流资料的综合分析则较少.其次,多数讨论往往限制在某个断面上,因而看不出这支逆流的区域变化特征.     

北太平洋热带水体积的年际变化及其变化机制

利用EN4(the UK Met Office EN4.2.1 analyses)盐度数据发现北太平洋副热带高盐中心——北太平洋热带水(NPTW)的海表面积与体积在2000—2008年、2014—2017年存在下降趋势,2008—2014年期间存在上升趋势,进一步的研究表明,这些变化与太平洋年代际震荡(PDO)的位相转换紧密相关。利用淡水通量数据以及ECCO2(Circulation and Climate of the Ocean, Phase II)流场数据计算分析后表明,淡水通量对NPTW的变化贡献较小,而水平输运对NPTW的表面积以及体积变化贡献较大,这与PDO正(负)位相期间北赤道流(NEC)的向北(南)摆动有关。     

北太平洋海表面温度的年际变化特征及其与东亚气候的相关关系

本文利用了EOF方法分析了1951-1980年北太平洋(包括赤道东太平洋)海表面温度各月逐年的年际变化特征。分析的结果表明:(1)冷暖洋流区也就是北太平洋暖流区,加利福尼亚寒流区、赤道东太平洋海区的收敛速度最快,其次是冬季黑潮和西部北赤道暖流区。(2)空间特征向量场前3项的物理意义非常清楚,第一特征向量场表示海温场南高北低沿纬度分布的特征,分为西北部和东南部两大反相的区域,零线的走向呈东北东-西南西。第二特征向量场分成了三块区域,零线的走向仍呈东北东-西南西。中间是正区,南、北分别是以赤道东太平洋和北太平洋暖流区为中心的负区,突出了这两大海区的作用,第三特征向量场北面是以北太平洋暖流区为中心的负区,而东南、西分别是以加利福尼亚、赤道太平洋和黑潮三大洋流区为中心的正区,中央太平洋是弱的负区。(3)由时间振幅系数分析得到的SST的各月逐年的变化特征,五十年代具有5-6年、六十一七十年代具有2-3年的准周期振荡,并且海温的这些固有变化特征与东亚气候有密切的关系。     

近年来厄尔尼诺期间北赤道流输运的年际变化

为了研究近年来厄尔尼诺期间北赤道流输运的年际变化,本文利用海洋客观分析数据MOAA GPV(Grid Point Value of the Monthly Objective Analysis)以及P-vector方法计算了北太平洋绝对地转流,探讨了2001~2013年期间厄尔尼诺与北赤道流输运之间的关系。在此期间发生的4次厄尔尼诺事件中,北赤道流输运在2002~2003、2006~2007、2009~2010年的厄尔尼诺成熟期都出现了明显的增强,但是在2004~2005年的厄尔尼诺成熟期并没有明显的增强。进一步分析发现,在2002~2003年、2006~2007年、2009~2010年的厄尔尼诺成熟期,10°N以南的热带西北太平洋区域出现了负的海面高度异常和气旋式环流异常,这主要是由热带环流区域出现的西风异常和正的Ekman抽吸通过Rossby波西传到热带西太平洋区域所致;但是在2004~2005年厄尔尼诺成熟期,海面温度异常的分布明显不同,西风异常和正的Ekman抽吸异常明显北移,导致负的海面高度异常和气旋式环流异常出现在了10°N以北的西北太平洋区域,使得北赤道流输运在2004~2005年的厄尔尼诺成熟期没有明显的增强。     

北太平洋副热带西部模态水年代际变化特征及其机制分析

采用来自大洋环流模式ECCO2 (the estimating the circulation and climate of the ocean, phase II project)的再分析数据对1992—2019年北太平洋副热带西部模态水(subtropical mode water, STMW)的年代际变化特征及机制进行了分析。结果表明:STMW形成体积具有显著的年代际变化,于1992—1997年、2000—2005年和2011—2017年期间为正异常,而于1998—1999年和2006—2010年期间为负异常,由晚冬生成区混合层体积的年代际变化引起。STMW形成厚度和面积均呈现类似的年代际变化。合成分析表明, STMW形成体积正异常期间,黑潮延伸体上游南侧STMW生成区,海表涡动能相对负异常期间减小,同时预先层结相对负异常期间减弱,并伴随着海表高度异常。通过混合层收支分析发现,混合层形成体积年代际变化与海洋预先层结调控的混合层底卷吸作用变化同步且大小相当,而与海气形成率变化无关。增强(减弱)的海洋预先层结通过调控STMW形成区冬季混合层底卷吸过程,阻碍(促进)冬季混合层加深,最终使得STMW形成体积减少(增加)。进一步分析表明, STMW形成体积年代际变化受与太平洋年代际涛动相关的风应力旋度异常的远场调控。     

西北太平洋副热带逆流与模态水的季节变化和年际变化

本研究依据2004—2011年Argo观测资料的数据,对西北太平洋副热带逆流(STCC)和副热带西部模态水(STMW)的季节和年际变化进行了分析,探索了不同时间尺度上STCC强度和STMW体积变化的对应关系。研究结果再一次表明:北太平洋副热带环流中存在南、北两支向东的副热带逆流(STCC),这2支逆流分别位于18°~20°N和23°~25°N纬带,月平均流速在5~20cm·s-1。而位于西北太平洋温跃层内的低位势涡度(PV小于2.0×10-10 m-1·s-1)的STMW主要出现在140°~170°E,25°~31°N的海域,介于25.0~25.6σθ等位势密度面之间,核心位势密度为25.3σθ。日界线以西的2支STCC强度和STMW体积都存在较显著的季节变化和年际变化。2支STCC强度的季节变化相类似,在5—7月中都较强,在11月较弱,这与前人提出的STCC在春季最强略有差异。STMW的体积在4—8月较大,9月后开始减小,该现象证实了在季节变化中STMW体积的增加和减少可以影响STCC的增强和减弱。2支STCC强度的年际变化几乎没有一致性,但STMW体积和局地风应力旋度的年际变化与STCC北支强度年际变化关系更密切。     

热带西太平洋北赤道逆流区涡旋统计分析

随着海洋技术的发展,中尺度的海洋过程越来越多的被揭示,中尺度涡旋作为重要的中尺度海洋过程,已经被大量的研究。但对于热带西北太平洋海区,中尺度涡旋特征的空间分布、季节变化以及移动规律等方面的研究还有所欠缺。本文使用Chelton提供的涡旋数据集,统计分析了热带西北太平洋海区涡旋特征的空间分布,发现以往研究较少的北赤道逆流(North Equatorial Countercurrent,NECC)区(A海区,120°~180°E,4°~6°N)较临近海域生成涡旋数量更多,涡旋半径、振幅、生命周期及非线性强度更大,移动距离更远,并且A海区涡旋经向移动距离服从伽马分布。涡旋在靠近西边界的区域更易向南移动,而在西边界以东的区域更易向北移动。A海区涡旋的生成数量具有明显的季节变化,主要受到流场剪切强度的影响。同时ENSO会对该区涡旋生成产生影响,其影响机制需要进一步的研究。     

北太平洋850和500hPa夏季副热带高压的年际和年代变化

利用NCEP\NCAR再分析位势高度场资料和Hadley中心SST资料,将北太平洋500和850hPa夏季副热带高压异常变化结合在一起进行了分析,发现夏季500和850hPa副高的位置和强度的年际和年代变化都有明显差异,并且850hPa副高远比500hPa副高稳定。上下两层除了同时增强和同时减弱外,还存在着500hPa增强850hPa减弱,以及500减弱850hPa增强等不同类型。相关分析表明,夏季500和850hPa副热带高压年际和年代异常变化与同期不同海区海表温度(SST)异常之间存在明显的关系。     

Seasonal deformation of the North Equatorial Countercurrent in the Atlantic Ocean

The geostrophic circulation of active and intermediate layers in the north Tropical Atlantic is analysed on the basis of data collected in the transatlantic study area in 1986–1987. Its seasonal features are also found. Quasi-steady eddy formations and their relation to the bottom topography are considered for the intermediate region. The influence of these formations on the kinematics of large-scale currents in this layer is substantiated. Structures of large-scale tropical cyclonic and anticyclonic eddy formations are specified. A strategy for further studies in the Tropical Atlantic is suggested.Translated by Mikhail M. Trufanov.     

The seawater structure of the Guyana Current and the North Equatorial Countercurrent in February–April 1990

Novel data on the kinematic and thermohaline structures of waters in the Guyana Current and the North Equatorial Countercurrent (NECC) in the winter-spring period have been obtained based on the complex hydrophysical research carried out within the economic zones of Brazil, Surinam, Barbados, and the adjacent regions. The transports of current are estimated from the results of instrumental measurements and geostrophic computations. The thermohaline characteristics of water masses are given. A bifurcation of the Guyana Current at 54–55° W is described. The results obtained are compared with those of previous research and climatic data. It is shown that the intense manifestation of the NECC at the surface is anomalous at the end of winter and early in spring.Translated by Mikhail M. Trufanov.     

Redistribution of energy of the internal tidal wave in the North Equatorial Countercurrent region

This paper contains estimations of the spatial variability of the kinetic energy density in semidiurnal tidal waves of the lowest baroclinic mode in the North Equatorial Countercurrent region. We have noted an essential reduction in the energetic density of semi-diurnal waves at the north boundary of the North Equatorial Countercurrent and a build-up of energy in short-period internal waves. The hydrodynamic instability of baroclinic tidal waves may be regarded as the mechanism responsible for the frequency energy redistribution.Translated by Vladimir A. Puchkin.     

ENSO期间热带西太平洋势能的年际变化

利用1986/1987ENSO事件前后的深水CTD资料,计算了热带西太平洋(141°~165°E,10°N~10°S)相对于不同等压面的势能空间分布和时间变化。结果表明,ENSO期间热带西太平洋单位面积上水柱的势能明显减小,而热带西太平洋势能的经向变化明显大于纬向变化。经向变化的特征是赤道外势能大于赤道上的势能。势能最大值位于4°N和4°S,而最大年际变化则发生于7°N,远大于赤道附近。最后,还分析了热带西太平洋势能分布的地域性特征,并指出了这些特征与海洋水文特征的联系。     

北及赤道东太平洋SST近半个世纪的长期变化

根据 1951～ 1997年太平洋 SST资料 ,计算分析了东赤道太平洋区 SST和北太平洋 El-Ni o海温场的近 4 7年长期变化趋势 ,并运用距平累积曲线法、信噪比法和跃变参数法 ,分析给出二者变化过程中的转折年和跃变年。结果表明 ,这两者在开始时 ,虽有小段时期呈微小下降 ,但总的变化呈增暖趋势 ;其跃变年前者发生在 1980年 ,后者在 1977年 ;转折年都在 1957年附近和1990年。此外 ,从季平均海温的 EOF1场来看 ,只有秋季才是最典型的 El- Ni o场。     

Decadal variations of the transport and bifurcation of the Pacific North Equatorial Current

Decadal variations of the transport and bifurcation latitude of the North Equatorial Current (NEC) in the northwestern tropical Pacific Ocean over 1959–2011 are investigated using outputs of the Ocean Analysis/Reanalysis System 3 prepared by the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. The results indicate that the NEC transports at different longitudes have different decadal fluctuations, which are strongest around 139°E. The NEC bifurcation latitude (NBL) has its largest decadal variations around 150 m. Extremes of the decadal NEC transport and NBL before 1975 correspond to different circulation anomalies from those after 1975. The regression map against decadal NBL exhibits negative sea surface height (SSH) anomalies and a cyclonic gyre anomaly over the northwestern tropical Pacific Ocean, while that against the decadal NEC transport exhibits a dipole structure, with positive/negative SSH anomalies to the north/south of about 13°N. Furthermore, decadal variations of the NEC transport and NBL over the whole period have different correlations with Pacific Decadal Oscillation (PDO) and Tropical Pacific Decadal Variability (TPDV). Generally, the decadal NEC transport shows higher correlations with PDO than with TPDV, while the NBL has higher correlations with TPDV than with PDO. The high correlation of decadal NEC transport with PDO mainly comes from that of its northern branch with PDO, while its southern branch shows higher correlation with TPDV.