看海

<正>《北极光》作者:(日)星野道夫?著,传神联合(北京)信息技术有限公司?译出版社:中信出版社出版日期:2010年1月出版北极光就是曙光,也就是阿拉斯加上空闪耀着的极光。有一部分人受命运的牵引,在阿拉斯加的山野和野生动物共同生存。本书充分展现了阿拉斯加人令人羡慕的半传说式的自主生活,是作者的遗著,表现了作者对阿拉斯加自然生活的     

2013~2019年渤海夏季高温现象及机制分析

在全球变暖背景下,海洋上层平均温度的上升将可能导致更频繁的极端高温事件。渤海生态系统将会面临更大的风险和挑战,了解海洋极端高温事件的发生过程,可为应对将来气候变化和防灾减灾提供有力支撑。通过长期现场观测和卫星遥感数据,发现渤海8月海表温度(sea surface temperature,SST)在2013年发生温度跃迁,并利用regional ocean modeling system(ROMS)物理模型分析了2013年之后渤海夏季升温的影响因素。2013～2019年阶段8月的SST,比1994～2012年阶段整体高1.37℃。在空间分布上,表层水体升温较大区域主要集中在3个海湾及渤海中部浅滩。在水体温度结构上,2013年之后夏季上混合层温度整体升高,上混合层厚度变薄,温跃层整体变浅;表底温差增大,水体层结增强约17.5%。2013年之后渤海表层水体的升温现象总体上存在于春季和夏季,升温幅度在春季呈线性增强趋势,而在夏季处于稳定的状态。春季的热量累积为夏季升温提供了一个较高的温度初始值,是导致近年来渤海连续多年夏季高温现象的主要因素。春季升温受春季云量减少和短波辐射增强的影响。渤海春夏...     

百年来人对北京地区温度变化的影响

近百年来北京地区温度因人类影响而显著升高。 人类活动导致的大气温室气体浓度增加和太阳活动等均可能对近百年来的全球升温起到作用。然而，对各自的贡献量的估计仍然有不同看法。人类活动对北京地区温度变化的贡献量有多大？     

高纬度的味觉盛宴

从西雅图出发,沿着海岸线一路向北,穿过加拿大,就是美国的第49个州——阿拉斯加,这里拥有世界闻名的阿拉斯加湾。而从阿拉斯加湾向西一直到白令海,是一片北纬60度附近的高纬度区域,在这里,寒流、     

渤、黄海冬季海冰对大气环流及气候变化的响应

受全球气候变暖影响,渤、黄海冬季气候呈明显的变暖趋势。在1951-2010年共60年中,后30年较前30年,气温升高了1.6℃,升幅异常显著。与此相对应,渤、黄海冬季海冰的冰级下降了0.6级。渤、黄海冰情持续偏轻与全球气候变暖趋势相当一致。冬季渤、黄海气温异常是对全球大气环流变化的响应,直接受同期东亚大气环流制约。研究表明,渤海海冰和大气环流的关系是清楚的,这对预测渤、黄海海冰具有重要意义。     

我国红树林对全球气候变化的响应及其作用

本文讨论了全球环境变化的内容,全球环境变化中以气候变化以及其导致的海平面升高对红树林的影响最大,预测了温度升高2℃后,我国红树植物可能的分布北界,温度升高后,红树植物的分布区将扩大,但受到海岸人工实施（如海堤等）的影响。对海平面升高以及风暴和巨浪对红树林的影响也进行了阐述,最后,讨论了红树林在防御全球环境变化带来的后果中的作用。     

全球升温将改变南极海洋生物圈

多国生物学家最近表示，全球升温可能会在未来100年内将鲨鱼等海洋捕食动物引向南极，彻底改变南极海域生物圈结构，给那里的海洋生物系统带来灾难。他们警告说，受全球升温影响，南极海域水温将逐步回升，惧怕低温的鲨鱼等海洋捕食动物可能乘虚而入，给当地生态系统带来灾难。     

长江口邻近海域海表温度变化特征分析

基于遥感数据,采用功率谱和相关性分析等方法,研究了长江口邻近海域海表温度(SST)的时空变化特征以及影响因素。结果表明:1982—2017年长江口邻近海域的SST 整体表现为每10 a升温约0.48 ^°C的趋势,且具有10.0,3.6,2.4和1.0 a的振荡周期。长期以来,冬、春、夏、秋四季的长江口邻近海域SST总体呈现升温趋势,其中春季的升温趋势最显著,而秋季变化趋势最不明显。研究海区的SST呈现明显西北—东南向温度递增的分布特征。此外,长江口径流量的变化对邻近海域的SST具有一定影响,从多年变化来看,径流量增大(减小),长江口邻近海域SST随之升高(降低),从月变化来看,3月、4月和9月的长江径流对SST有影响。气温对SST具有一定的强迫作用,大气温度的总体趋势是升高的,通过海气相互作用进行热传输,从而造成长江口邻近海域SST升温。     

影响东海气候的太阳活动信息分析

采用逐次滤波法逐次提取东海气温资料序列中蕴涵的太阳活动影响信息并加以分析,发现东海气候年代际变化特征十分清楚,主要表现为:(1)突变性,东海夏季7月海平面层及对流层大气温度场在过去半个多世纪中发生过一次急剧变化,突变点是1978年7月.从1978年7月由历时30多年的温度偏低时期跃变为持续高温时期,高温期持续至20世纪末,升温幅度超过0.4℃.资料分析表明,整个对流层东海夏季大气温度都具有这种年代际变化特征;(2)高空气候持续增温型,东海夏季7月平流层中部10 hPa大气温度表现为一种波动式的持续升温过程,50多年来温度升高4℃,年升温率超过0.075℃/a.东海平流层底部100 hPa温度也具有持续升温的特点,从1948年至今呈缓慢升高的趋势,53 a升高了1.9℃,升温率为0.036℃/a;(3)周期性,东海不同高度大气温度都具有显著程度不同的22 a周期性年代际变化特征,22 a周期分量的振幅由高空到低空迅速减小,表明22 a周期高空清楚,低空不太明显.东海对流层中部和平流层底部还具有显著的11 a周期性年代际变化.据分析认为22 a周期是太阳黑子磁场磁性变化周期所激发,11 a周期与太阳黑子相对数11 a周期相吻合,二者均为太阳活动在大气气候中的反映.     

夏季白令海海水二甲亚砜的分布及影响因素

基于中国第7次北极科学考察白令海现场调查资料与数据,分析了2016年夏季白令海海水颗粒态(DMSOp)和溶解态二甲亚砜(DMSOd)浓度的空间变化特征及其影响因素。研究表明,夏季白令海二甲亚砜(DMSO)浓度高于全球多数大洋和近岸海域。夏季白令海DMSOd和DMSOp浓度空间变化相似。表层海水DMSOp浓度为6.47～169.40 nmol/L,平均值为(79.62±56.10) nmol/L;DMSOd浓度的变化范围是20.07～153.70 nmol/L,平均值为(72.67±39.20) nmol/L。平面分布上,白令海表层DMSO浓度由海盆区、中外陆架区至内陆架区依次降低;垂直分布上由表至底随深度增加而降低,表层DMSOd和DMSOp浓度高于55 nmol/L,底层低于25 nmol/L。海盆区DMSOd主要源于DMS氧化和浮游生物直接合成的DMSOp,海盆区深层水团DMSOd浓度主要受控于温度和盐度。中外陆架区表层暖水团DMSO浓度主要受控于温度,陆架冷水团DMSO浓度则受盐度影响较大。内陆架区陆架水团DMSOp浓度和阿拉斯加沿岸水团DMSOd浓度分别受温度和DMS光化学氧化影响。     

热带大西洋对全球变暖的响应

与太平洋和印度洋不同，全球变暖下热带大西洋变化的研究较少。本文使用地球系统模型CESM（Community Earth System Model），发现全球变暖后热带大西洋在秋季的升温类似大西洋尼诺（Atlantic Niño）的正位相，即大西洋西部增暖幅度小于东部；在夏季类似大西洋尼诺的负位相，即大西洋西部增暖幅度大于东部。利用覆盖（overriding）技术，分离了风应力、风速和CO₂的直接热效应对海洋升温的作用，探讨了大西洋尼诺本身和全球变暖作用下类似大西洋尼诺正位相（下文简称“类大西洋尼诺升温”）的形成机制。结果表明，这两种情况下的形成机制基本相同，风应力的变化是导致大西洋东部暖异常的主要机制。但两者之间也存在区别：1）全球变暖下海表温度的季节变化振幅减小，而大西洋尼诺时变化不大；2）全球变暖下西风异常主要集中在大西洋东部，而大西洋尼诺时主要集中在大西洋中部；3）除风应力外，CO₂的热效应对类尼诺升温的变化也有一定影响。     

基于IPCC-CMIP5的中国东部近海表层水温未来预估分析

近海海表温度（sea surface temperature,SST）的变化对我国沿岸海洋生态环境和渔业资源具有重要影响,研究其变化规律尤其是预估其未来变化一直是物理海洋学的重要研究课题。政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC）第五次评估报告（The fifth Assessment Report,AR5）对全球及部分典型区域的未来气候变化进行了预估,已成为全球公认的研究气候变化的科学依据。本文利用IPCC第五次评估报告的模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project phase 5,CMIP5）中五个具有代表性的模式（ACCESS1.3、BCC-CSM1.1、CCSM4、GFDL-ESM2G、MPI-ESM-MR）,对未来80年（2030、2060、2090年）相对于2010年中国东部近海（渤海、黄海、东海）表层水温的年代际及季节性变化规律在RCP4.5气候情景下进行了预估分析。通过分析发现中国东部近海表层水温在未来80年内有明显升温趋势：从年代际上看,到2090年表层水温升温幅度达1.18—1.71℃,其中2030—2060年升温最快,2060—2090年升温速度减缓;从季节上看,不同海域不同季节表层水温升温幅度达1.16—2.04℃,中国东部近海各海区在夏季升温幅度较大,冬季较小。     

基于ECCO数据研究上层海洋盐度对印度洋偶极子事件的不对称响应

本文利用海洋观测资料和全球海洋环流模式数据（Estimating the Circulation and Climate of the Ocean, ECCO）研究了赤道印度洋上层海洋盐度的年际变化及其相关的海洋动力过程。研究结果表明,上层海洋盐度年际变化主要受印度洋偶极子事件影响,且盐度变化在正、负印度洋偶极子事件中存在不对称特征,其在偶极子正事件中表现更强烈。进一步研究表明,赤道印度洋上层盐度变化主要受纬向平流输运调控,尤其是Wyrtki急流对盐度变化有重要影响。在正印度洋偶极子事件期间,Wyrkti急流减弱甚至消失,流场负异常的强度明显较负偶极子事件期间的流场正异常强度强。印度洋偶极子存在正偏度是造成盐度和流场在正、负印度洋偶极子事件中存在不对称性的主要原因。     

世界前沿科技：天然气水合物试验性开采

天然气水合物（可燃冰）是地球上一种尚未商业化开发的新能源,资源量十分丰富,据估算全球资源总量约为2100兆立方米,相当于全球已探明传统石化能源总量的2倍左右,主要分布在美国阿拉斯加北坡、加拿大北极、墨西哥湾北部、日本南海海槽和中国南海等区域。目前已有30多个国家和地区开展了对天然气水合物的开发研究,2012年美国、日本等合作在阿拉斯加北坡的天然气水合物开采试验与2013年3月日本在其近海海域的天然气水合物开采试验均取得成功,意味着天然气水合物的开采迈出了重要的一步。     

亚北极太平洋阿拉斯加湾50kaBP以来放射虫组合指示的古海洋变化

利用SO202-INOPEX航次在亚北极太平洋阿拉斯加湾获取的沉积物岩心,以及基于AMS14 C测年数据建立的年龄模式,开展了50kaBP以来放射虫的古海洋学研究,获得如下认识:(1)Cycladophora davisiana是阿拉斯加湾最具代表性的优势种放射虫,其次是Siphocampe arachnea和Acanthodesmia micropora;(2)对放射虫的统计数据进行Q型因子分析,提取出4个方差极大因子,可以代表不同的水团甚至是水体的混合作用,其中C.davisiana作为中层水团演化的替代性指标,对冰期-间冰期旋回和快速气候变化事件的响应较为敏感,其变化特征表明该区中层水团的演化主要受控于亚北极太平洋NPIW形成源区及其输送机制的变化;(3)基于放射虫标志种Ceratospyris borealis,Actinomma boreale/leptodermum和Rhizoplegma boreale的变化特征及其环境指示意义,认为50kaBP以来阿拉斯加湾上层海洋环境的变化具有阶段性:LGM之前,该区海洋表层生产力相对稳定,海冰消长与冰融水脉冲明显地响应于冰阶-间冰阶等气候旋回;LGM期间,受大陆冰盖、大气环流和海洋环流变化的综合影响,冰融水事件以及海冰持续增加、生产力明显下降的状况可能较少出现;LGM以来,在B-A和YD等快速气候变化事件的影响下,冰融水脉冲引起表层生产力快速增加,气候快速变冷则造成生产力急剧降低。     

气候变化的不确定性

美国国家海洋与大气管理局98年1月发布的通告指出,1997年气温记录是本世纪最高的一年。研究结果显示,关于全球气温变化的结果显示,关于全球气温变化的结论依不同地区和检测方法而有所不同。该管理局科学家提出,他们的结论的依据是陆上温度检测结果,数据所反映的升温趋势可以部分归因于人类活动的影响。专家还指出,温度变化不能只归因于任何一种原因,如厄尔尼诺,人类活动,或其它因素。在1998年1月8日的记者招待会上,美国国家海洋与大气管理局气候数据中心的资深科学家T．Karl提出,过去几十年中,全球气温在逐渐上升。1997年,这…     

全球变化背景下暖水珊瑚礁生态系统的适应性与修复研究

暖水珊瑚礁生态系统是热带海域最具生物多样性和代表性的生态系统之一。本研究分析了全球变化背景下暖水珊瑚礁生态系统的变化和风险,开展了受损暖水珊瑚礁生态系统退化和消失的致灾因子归因分析,综述了暖水珊瑚礁生态系统的适应性与修复技术研究。分析表明:①过去几十年来,暖水珊瑚礁生态系统快速退化,包括大面积白化和死亡、多样性明显减少和生态功能显著衰退,主要归因于海洋升温与人类活动等致灾因子的影响;②在温室气体高排放浓度情景下(RCP 8.5),相比工业革命前,到本世纪中叶,南海升温将可能远超过2℃,这表明南海暖水珊瑚礁生态系统正在逼近其气候临界点,即全球升温高于2℃时,90%~99%以上的暖水珊瑚将消失;③1980年代以来,海洋升温、海洋热浪和强热带气旋等海洋气候变化致灾因子对南海暖水珊瑚的危害性(影响的强度、范围和时间)明显增加,对暖水珊瑚礁生态系统产生了严重的影响;与此同时,近岸海域的过度或破坏性捕捞、采挖和潜水等人类活动,对暖水珊瑚造成了严重损害,增加了暖水珊瑚的气候脆弱性,而这种人类活动既是局部的,也是全球性的现象,使得暖水珊瑚更难以适应全球变暖的影响。分析还表明,为了增强暖水珊瑚适应气候与环境变化的恢复力(韧性),人们开展了诸多受损珊瑚礁生态系统的适应性与修复研究,但主要是采用无性繁殖或结合人工基质的修复方式,而应用有性繁殖技术恢复受损珊瑚礁的方式仍较少;最近,暖水珊瑚耐热的基因适应性研究取得了重要进展,为暖水珊瑚适应全球变暖提供了一种新的途径。本研究最后探讨了中国受损珊瑚礁生态系统的修复问题与对策。     

2003-2012年间白令海峡断面淡水构成的时空变化

通过对2003-2012年间白令海峡64.3°N断面海水氧同位素组成的分析,应用海水δ18 O值和盐度的质量平衡关系区分出淡水中河水和海冰融化水组分的贡献,探讨白令海峡淡水组成的分布特征及其年际变化。研究表明,断面东侧阿拉斯加沿岸水影响区呈现低δ18 O值、低盐、高温、高河水组分的特征,西侧阿拉德尔水具有高δ18 O值、高盐、低海冰融化水的特征,中部白令陆架水的δ18 O值、盐度和淡水组成则居于上述二者之间。阿拉斯加沿岸水影响区河水组分的份额约为阿拉德尔水和白令陆架水的2倍,并呈现出2010年2012年2003年2008年的时间变化规律,受控于育空河入海径流量的时间变化。白令陆架水和阿拉斯加沿岸水影响区的海冰融化水份额较为接近,均比阿拉德尔水影响区的海冰融化水份额高约45%。海冰融化水的年际变化表现出2003年2008年≈2012年2010年的规律,受控于白令海海冰的年际变动。从断面淡水构成看,通过白令海峡的淡水平均由46%的河水和54%的海冰融化水构成,且阿拉德尔水、白令陆架水和阿拉斯加沿岸水影响区河水组分与海冰融化水组分的比值自2003年至2012年间呈增加趋势,证明太平洋入流中淡水构成的变化对北冰洋海冰的融化也起着一定的作用。     

利用GRACE时变重力场反演大尺度全球海底压强变化

海底压强变化对研究海洋环流、全球能量平衡、陆海水循环、气候模型等有着重要意义。对利用GRACE时变重力场数据反演全球海底压强变化的方法进行了研究,并采用GRACE卫星Level-2数据的GSM和GAD数据反演了2010年全球海底压强变化,反演结果表明:利用GRACE时变重力场数据能够反演出大尺度的全球海底压强变化,海底压强变化呈现明显的季节性变化,在沿海岸线区域受陆地水文反演信号泄露影响海底压强变化较大。     

南海海表温度气候变异及对局地台风的影响

通过分析1951—2010年海表面温度(SST)数据发现,南海SST在1980年前后发生了显著的气候变异:与1980年以前相比,南海SST在1980年后平均升高0.44℃,升温幅度明显强于西北太平洋。利用同一时期风应力数据分析探讨了南海SST气候变异与南海风应力变化的关系,发现1980年后南海风应力平均较1980年前减弱了1.04×10-2 N/m2,风应力的显著减弱是导致SST跃升的主要原因。进一步通过数据分析,研究了SST气候变异对南海大尺度环流和南海局地台风活动的影响。结果表明,受SST显著增暖的影响,1980年后南海台风多发季节大气环流发生北风和西风异常,台风高频区东退,强度显著增强,登陆中国华南地区前的气压平均较1980年前下降约8.4hPa,对华南地区的影响加剧。