气候的新因素环南极洲海流

众所周知,南极洲被环极海流环绕,其中吸纳了大西洋、太平洋和印度洋南部的水。不久前,以澳大利亚科技局大气研究部Ｐ．Ｂａｉｎｅｓ为首的澳大利亚科学家发现,在环极海流的结构中存在着大规模的不均一性。在这个“环”的范围内,两个断面宽度为１０００ｋｍ的区域被大约同样直径的较冷海水区域隔开。这些相互交替的水体的成因看来类似厄尔尼诺现象,是海洋与大气相互作用的结果。在这里,起作用的是下列因素,如大气压力,占主导地位的风,海洋浮冰从南极洲沿岸向温暖的北方的运移。在环极海流内部,水体环绕冰原大陆完整一圈需８～９年…     

普里兹湾是研究南极洲冰川史的关键地点

具有巨厚冰盾和周围海洋的南极洲大陆是形成地球气候及全球性大洋环流的最重要因素。环抱南极洲的环南极洋流造成了大陆的热隔离和明显的纬向温度梯度 ,因此在南半球产生了大气和海洋环流。南极洲周围海冰的广泛分布促使形成了充填世界海洋广大深水部分和保证其通气及给海洋生物提供营养元素的南极洲洋底水体。一般认为 ,反映气候波动的冰盾容积的变化回答了过去地质年代海平面的强烈变化。在大陆和南大洋的多年研究表明 ,中生代和新生代初期 ,南极洲的气候要比今日暖和得多 ,当时它被茂盛的植被覆盖 ,这一点局部反映在白垩纪煤层的形成中。…     

一种计算海流速度的大气-海洋三层模式

为了在考虑到(1)产生海流的大气作用;(2)湍流粘滞系量值是计算的而不是假设的;(3)海洋具有实际可变的而非常量的深度等情况下,较易地计算出特别是铅直坐标函数的海流速度,本文提出一种大气-海洋三层模式。近似中性层结状态的大气被考虑是两个层的组合,第一层是紧贴海面的湍流边界层,第二层是位于第一层之上的Ekman层。仅考虑铅直湍流的海洋,被看成是从海面到海底的一整层。海面风应力分布和海洋中海水密     

南海上层海流的数值模拟

用一个水平分辨率较高的太平洋区域海洋模式计算了太平洋的上层海流.太平洋海域大的海流流系,如黑潮、亲潮、北(南)赤道流、北赤道逆流、加利福尼亚海流和东澳大利亚海流等都再现在模拟结果之中了.本文只给出了南海四季代表性月份的上层环流的数值模拟结果.结果表明:南海黑潮分支是南海北部最重要的一支海流,它不仅是南海暖流的水体来源,而且构成了南海环流重要的一翼.除了个别月份外,终年都有一支较强的NE向海流穿过台湾海峡进入东海.这些计算结果有的已被观测结果所证实.     

环南极洲海流的形成

在 2 0世纪 70年代初期出现了一种假说 ,按照这个假说 ,新生代中期改变气候的南极洲冰期是由于环南极洲海流诞生之后大陆的热隔离所造成的。从那时起由于日益增长的气候研究的迫切性 ,这个设想一直受地质学家的关注。现在已清楚 ,这个环绕冰大陆的海流产生于新生代早期 ,即澳大利亚和南极洲分离时 ,并最终形成于南美洲和南极半岛之间的德雷克海峡张开之后。这个过程最终导致堆积了巨厚的冰盾 ,后者体积的变大或变小又相应地导致环南极洲海流的增强或变弱。虽然在过去的 3 0年来已在南极洲地区进行了近 1 0个航次的调查工作 ,该区的构造发展…     

海流和风暴潮数值模拟研究喜获成果

掌握海流和风暴潮的规律,对于海洋开发、港工建设、航运、军事和防御海洋气象灾害,都具有重大的经济和社会效益.由上海计算技术研究所副研究员徐学荣研究的“海流和风暴潮数值模拟研究及软件”课题(海流部分工作曾和中科院大气所副研究员季仲贞协作),历时五年多,现巳在沪通过技术鉴定。这项成果的主要贡献是:采用数值模拟方法,通过典型实例,成功地模拟了南海海流和风暴潮,科学计算出诸因素与机制是如何互相影响而发生作用的,从而揭示出海流和风暴潮的若干运动规律。     

海流和风暴潮数值模拟研究喜获成果

掌握海流和风暴潮的规律,对于海洋开发、港工建设、航运、军事和防御海洋气象灾害,都具有重大的经济和社会效益。由上海计算技术研究所副研究员徐学荣研究的“海流和风暴潮数值模拟研究及其软件”课题（海流部分工作曾和中科院大气所副研究员季伸贞协作）,历时五年多,现已在沪通过技术鉴定。 这项成果的主要贡献是: 采用数值模拟方法,通过典型实例,成功地模拟了南海海流和风暴潮,科学计算出诸因素与机制是如何互相影响而发生作用的,从而揭示出海流和风暴潮的若干运动规律。 取得的重要成果有:     

苯并(a)芘对紫菜(Porphyra)的致突变效应

苯并(a)芘(Benzo(a)pyrene)是石油组份中的一种重要的具致癌作用的多环芳香烃化合物。由于燃烧和石油污染等多种原因,在大气、水体和海洋中都能检出它的存在,特别是在海洋中,这种化合物有的沉积于沉积物中,有的被生物体吸收,有的附着在生物体上,有的存在于水体中,因而构成了海洋中一类特殊的污染物。特别引起科学家注意的是这物种质可为某些海洋生物所富集或贮存,并经食物链而最后进入人体。     

AAN—01南极洲地球动力学演化和古地理研究环南极洲被动大陆边缘：陆壳-洋壳转换的地球动力学指示

南极洲板块是古冈瓦纳超级大陆的中间块体,在南极洲长达10000km的大陆边缘中,约有85％的长度是张裂扩展类型,以及沿南极洲半岛太平洋边界的近1200kin大陆边缘,是经山脉-海沟碰撞后,由俯冲类型转换成了被动大陆边缘。南美洲、非洲、印度、澳大利亚和新西兰从南极洲的分离以及连续性南半球海洋的形成,都开始于侏罗系并一直持续到第三纪中期。近年来,南极洲大陆边缘的地球物理数据有了很大的增加,     

从波浪到厄尔尼诺

绕极流海域存在全球最大的波浪输运量,遇陆地阻隔,在大洋东岸形成连接高纬度与低纬度之间涌浪的经向输运通道。本文分析了存在于南极绕极波(ACW)中的波浪信号以及来自绕极流海域涌浪的东向强化特征,并进一步从理论分析及定性计算的角度研究了波浪诱导的经向输运对东赤道太平洋海表面温度变化的影响,提出了波浪过程对厄尔尼诺影响的全新观点。未来工作中,我们将在海浪-海流-大气耦合模式中考虑波浪的大尺度效应,深入探究波浪在大气海洋动力过程中的重要作用。     

海流资料可以帮助气候预报

美国家海洋和大气管理局(NOAA)科学家们证实,实时获得的重要的海流资料可以导致更准确的短期气候预报。 西雅图NOAA太平洋海洋环境实验室的一组研究人员开发了一种声学仪器系统能感测从海表到820英尺(1英尺=0.3048米)深的海流。这种下视声学多普勒海流廓线仪已用于赤道太平洋上一个系泊深海浮标上收集和处理海流资料,每天8小时通过卫星把资料发送到西雅图的实验室。赤道海洋海流输送热量,影响全球大气环流,是评价短期气候变化的关键因子。 自1979年以来,使用一系列悬挂在系泊浮标附近不同深度的机械海流表测量赤道太平洋海流。数据储存在仪表中,但几个月才能分析一次,因为调查船巡视浮标需要时日。     

美国八十年代海气相互作用研究计划简介

《海气相互作用》已成为当前海洋学和气象学研究中一个极其活跃的领域,也是当今海洋科学研究的重大项目之一.海洋和大气是一个强的耦合系统、海洋贮存并释放大量热量以推动大气环流、而大气为海洋提供动量驱动海流系统、使海洋的热含量进行再分配、并影响海表面的辐射、显热和潜热通量,了解这种耦合系统的物理学和动力学,对认识全球气候扰动和海洋的各种过程均是至关重要的.     

海浪对海洋上层的动量与混合作用分析

分析了波浪影响海洋环流的3种机制，给出了波浪对海流的雷诺应力表示、搅拌混合系数表示以及对温盐扩散的搅拌混合系数表示；计算了东中国海区域的波浪动量作用、搅拌混合系数空间分布和时间演化，进而定量分析了波浪对表层海流的动量输送及对海洋上混合层与跃层形成的作用。     

普里兹湾海洋环境季节性变化及其影响因素研究

南极冰盖的扩张和后退直接影响了全球气候和海平面变化,由于南极地理位置特殊,研究其海洋环境变化是全球气候变化研究的重要内容。本文主要借助模型模拟以及遥感反演的方法,对东南极普里兹湾及周边区域海洋环境要素(风、海冰、海流、海表温度以及海表叶绿素a浓度)的变化规律及其影响因素进行初步分析。受地形、太阳辐射、极地高气压强度的影响,研究区风场表现出季节性变化特征;区域海冰受到海表温度、风、地形以及上升流的影响,具有冻结期(3~9月)和消融期(10月~次年2月)交替变化特征;海流的分布特征受控于地形、风、海冰分布以及冰融水注入等因素;海洋初级生产力受太阳辐射、营养盐、水体稳定性影响较大,在研究区主要表现为深层水涌升、海冰融化、海表温度变化对海洋表层浮游生物生长起到直接控制作用。最后,本文结合普里兹湾海洋表层沉积物中有机质分布、沉积物粒度分布特征分析了研究区海洋环境要素对沉积作用的影响。     

海气动量通量研究综述

海气界面动量通量也称为风应力,是海流和表面海浪的主要驱动力,是海洋从大气获得动量的重要途径。因此,合理可靠的海洋表面风应力的参数化对于海洋、大气和波浪以及气候模式的准确预报都具有非常重要的科学意义和实用价值。对风应力拖曳系数的参数化是风应力参数化的主要内容。近来的观测发现,风应力拖曳系数随着风速的增加出现了先增后减的趋势,同时还与海面的波浪状态以及海流有关。基于观测或理论分析,目前已经得到了一系列的风应力拖曳系数计算方法或公式,有的考虑了海浪的作用,有的没有,但这些方案大都是适合中低风速,在高风速下的适用性还有待检验。本文回顾了目前在海气动量通量观测和参数化方面的研究进展,并建议应增加高风速下风速、海流以及海浪等的同步观测,以进一步完善风应力参数化方案。     

美国1985年EPOCS秋冬季海上调查

EPOCS是Equatorial Pacific Ocean Climate Study的缩写,意为赤道太平洋海洋气候研究。EPOCS研究计划是由美国海洋大气局(NOAA)主办的,它是试图进一步了解海洋在世界气候中的作用的一个大型调查研究计划。它的主要目的是调查研究赤道太平洋海面水温变化的主要机制,海流的时空变化以及这些变化如何受风场变化的影响     

海洋及其上空大气中有机磷酸酯的研究进展

基于全球海洋及其上空大气中关于有机磷酸酯（OPEs）的数据,分析了目前OPEs在全球海洋及其上空大气的分布特征、影响因素以及当前研究存在的不足。总结发现,海水中的OPEs主要来自河流输送,且浓度分布特征表现为由近及远、由浅及深逐渐递减。磷酸三（2-氯乙基）酯（TCEP）、磷酸三（1-氯-2-丙基）酯（TCPP）和磷酸三（1,3-二氯异丙基）酯（TDCPP）三种卤化OPEs是海水中主要污染物;输入到海水中的OPEs经过颗粒沉降等作用沉积到海洋沉积物中,随之,沉积物中的OPEs可能反析出或直接累积,在海洋沉积物中形成一个大的OPEs储存库。分析北太平洋到北冰洋表层沉积物中OPEs的浓度发现,从白令海峡到北冰洋,随着纬度的增加OPEs的浓度也普遍增加,且相对于非卤化OPEs,卤化OPEs更易被运输到偏远海域。总有机碳（TOC）与大洋沉积物中OPEs的浓度无相关性,但与近海海洋沉积物中OPEs的浓度呈正相关,TCEP和磷酸三异丁酯（TiBP）为海洋沉积物中主要污染物;海洋上空大气与水体中的OPEs是不可分割的,海洋上空大气中的OPEs一部分通过大气沉降进入海水,一部分继续迁移到更偏远区域,气团来源是影响其分布的主要因素。对比OPEs在全球海洋上空大气中的浓度分布发现,南北半球并无明显差异,TCEP和TCPP是海洋上空大气中主要污染物。     

利用资料同化方法优化观测系统的空间布局:以泰国湾为例

海洋观测费用高昂,设计科学高效的观测系统可以充分发挥观测的效能。本文以泰国湾高频地波雷达观测系统为例,利用数据同化方法对观测系统进行了最优布局。首先基于FVCOM海洋数值模式建立了泰国湾海域高分辨率三维斜压水动力模式,在此基础上利用一种改进的高效集合卡曼滤波同化方法对岸基高频地波雷达表层海流观测系统开展观测效能评估数值实验。通过观测区域的不同组合方式将3个区域的雷达表层海流数据同化到数值模式中,实验结果表明,岸基高频地波雷达表层海流观测系统可有效降低高分辨数值模式的海流模拟误差。但不同观测区域的组合提供的观测数据对改善海流模拟的作用存在明显差别,泰国湾现有观测系统雷达站位布设方式应进一步优化。本文最后给出了研究区域最优观测站位的布局方案,可作为下一步观测系统进行布局调整的指导。     

南极洲的国际研究动态

2003-2004年南极夏季，由澳大利亚、德国和俄罗斯的大地测量学家、地球物理学家和地质学家组成的综合考察队成功地在南极洲东部进行了考察研究。主要的研究目标是兰伯特地型。这个地壳的沉降地段或沟堑被构造断裂与相邻的地块隔开，令专家们感兴趣的是它保存了上覆澳大利亚和南极洲的岩石圈板块运动的证据。     

地球自转变速可能对大气和海洋运动的影响

本文从一个理想的地球大气和地球海洋出发,研究了固体地球自转角速度变化引起的大气和海洋的附加运动。结果论出,地球自转减慢时,附加的经向气流和经向海流向赤道辐合,纬向气流和海流有向东的分量,地球自转加快时则情形相反。分析认为地球自转速度在几年内的起伏可引起大气和海洋的异常运动并可激发出埃尔-尼诺形成时的海洋波动。