南海混合层深度的季节和年际变化特征

利用1871-2008年SODA资料和月平均的Levitus资料计算了南海混合层深度(MLD)的季节及年际变化特征.资料分析表明:季风通过流场调整对南海MLD的时空分布特征有显著的影响.南海MLD的距平变化总体上呈上升趋势,南海南部MLD的距平变化趋势和北部的有显著差异,特别在1955年后北部整体呈下降趋势而南部呈上升趋势,二者的显著周期北部为2-3年,南部与整个区域平均的基本相似有2-6年的显著周期.SOI指数对滞后的南海各个区域有较好的相关性.EOF分析表明第一模态整体呈单极型最大变率分布在南海南部,由南往北逐渐减小显著周期2-3年变化为主;第二模态呈偶极子型,显著周期以2-5年变化为主.回归分析表明南海南部深水区域呈现增深的趋势,而吕宋海峡至南海北部陆架区呈变浅趋势,滑动t检验表明南海MLD有6个显著的突变年份.     

季节内SST和混合层深度变化的模式研究

用Niiler—Kraus类型的混合层积分模式,对TOGA—COARE强化观测期间由《实验3号》科学考察船观测资料得到的混合层深度和SST在季节内时间尺度的变化进行了模式研究。指出:1.混合层耗散参数与较长时间尺度过程风应力的变化存在着比较好的对应关系;2.模式可以较好的对风场和热通量场在季节内时间尺度的变化作出响应,模拟出季节内时间尺度SST的变化;3.Niiler,-Kraus模式在考虑耗散作用后,可用于海洋季节内时间尺度变化的模式研究。     

南沙群岛海域鱼类群落结构的季节性变化研究

根据2006年在南沙群岛海域生产的445艘渔船的渔捞日志,分析了该海域的鱼类群落的四季变化特征.四季全部调查海域中出现的优势种类有8种:鲷Sparidae、鲹Carangidae、带鱼Trichiurus haumela、金线鱼Nemipterus virgatas、蛇鲻Saurida elongate、条尾绯鲤Clupea harengus、金色小沙丁Sardinella和马鲛Scomberomorus,其中鲷、金线鱼和带鱼是常年优势种.南沙群岛3个海域4个季节的Simpson指数(D)从南到北呈上升趋势,Shannon-Wiener多样性指数(H')变化范围在2.5-4.5之间,Pielou均匀度指数(J')季节变化不明显.南沙3个海域4个季节的鱼类群落之间的相似性较低,南沙中部海域4个季节的鱼类群落空间距离相对较远,鱼种季节迁移变化以南沙南部海域波动最大,南沙中部海域相对较为稳定,南沙北部海域稳定性介于两者之间.     

南沙群岛海域溶解氧垂直分布最大值的季节特征

根据“八五”、“九五”国家科技专项南沙群岛海域综合科学考察的现场调查资料,对南沙群岛海域溶解氧垂直分布最大值现象的分布特征、季节变化规律作了较为全面的分析和研究,同时比较了东海、黄海海域春、夏季溶解氧垂直分布出现的最大值现象及其特征.研究结果表明南沙群岛海域溶解氧垂直分布的最大值现象与我国东海、黄海海域的溶解氧垂直分布最大值现象无论在地理分布、深度、强度、季节性变化还是存在条件的特征化方面,均有着较大的差别.反映影响南沙群岛海域溶解氧垂直分布最大值形成的原因,均与东海、黄海海域溶解氧垂直分布最大值形成的原因有所不同     

使用水块混合层模式模拟上层海洋的季节变化

使用块体混合模式对一个固定海洋观测站所测的上层海洋之物理特性进行了模拟，结果发出了难以重复观测到的许多物理特征。文章提出了水块混合层模式，着重模拟了扩展湾流体系中的一个水块，在它被海流从佛罗里达海峡带到挪威海的过程中，其物理特性（其中包括温度、盐度、混合层深度和夹卷速度）随时间的变化，模拟结果较好地再现了所观测的物理特性的演化。     

南沙群岛海域次表层溶解氧垂直分布最大值的强度特征

分析了“八五”、“九五”国家科技专项南沙群岛海域综合科学考察的现场调查资料,对南沙群岛海域次表层存在的溶解氧垂直分布最大值现象提出了定量表征其强度的方法,并依此法对溶解氧垂直分布最大值强度的特征、季节变化、区域分布等进行了分析。结果表明,南沙群岛海域海水中的溶解氧垂直分布最大值强度在不同的海区、不同的季节表现不同。南沙群岛海区四季均有明显的溶解氧最大值现象出现,就平均值而言,春、夏、冬季次表层溶解氧垂直分布最大值现象较为明显,秋季相对较弱;春季溶解氧垂直分布最大值强度的高值出现在西南部海区和北部的珊瑚礁区,与季风过渡期海水溶解氧主要受生物作用相对应;冬、夏季较高的溶解氧垂直分布最大强度值分别出现在西北部和西部,对应于季风盛行时期的南沙西部沿岸流;夏季出现在东部和南部的低值区又与南沙群岛海区西南季风时期出现的南沙逆流相对应。定量表征的结果与该海区调查研究的分析结果相符合,同时又较好地反映了该海域在季风作用下的物理和生物过程。     

热带太平洋-印度洋上层海温、热含量和混合层深度的年变化特征

根据1955~2003年次表层海温、海洋上层400m热含量和混合层深度资料,采用EOF分析方法,研究热带太平洋-印度洋上层海温、热含量和混合层深度的年变化特征及其与厄尔尼诺、印度洋偶极子、热带辐合带分布和活动的关系。结果表明:海表温度SST的分布和变化不能代表海洋上层热含量的分布和变化,热含量HST的分布与混合层MLD分布比较相似,尤其在热带印度洋和东太平洋,MLD季节变化比HST和SST提前2~3个月左右。太平洋10°N附近HST带状强扰动区和赤道地区HST反相变化是热带太平洋上层海水温度扰动最主要特征。HST的强扰动区主要由60~300m次表层海温距平的扰动引起,80m左右扰动最强,这种扰动沿着斜温层由上向下,自东向西传递,上半年增温,下半年降温,具有明显的年周期变化。这种变化对ENSO循环期间热含量异常信号传播的影响值得关注。热带太平洋HST的扰动变化和太平洋的ITCZ和SPCZ的移动和变化也有一定的关联。印度洋的西北部和东南部次表层海温距平呈年周期的反相振荡,但这种固有振荡和印度洋偶极子DMI振荡反相,这可能是导致印度洋大部分偶极子生命史都很短的原因之一。     

南沙群岛海域构造地层及构造运动

根据对“实验２”号调查船１９８７－１９９１年测得的反射地震剖面的解释，论述了南沙群岛海域的构造层划分、时代属性与分布特征。提出本区自白恶纪中期以来发生过两次重大的构造运动，形成两个裂谷作用构造旋回。     

南海混合层深度的季节变化及年际变化特征

通过分析新的SODA(Simple Ocean Data Assimilation)资料,得到南海混合层时空场的分布特征,剖析了南海混合层深度的季节及年际变化特征。资料分析表明:南海混合层存在着显著的季节和年际变化,且两者的均方差分布存在一定的差异。在季节变化中,冬季混合层在南海北部及西北陆架区深,在南海南部及吕宋冷涡处浅;夏季混合层在南海西北部浅,东南深。南海这种混合层深度分布特征除了与热通量的季节变化有关外,在相当大的程度上与季风引起的Ekman输送及Ekman抽吸有关。混合层深度距平场EOF(Empirical Othorgnal Function)第一模和第二模时间变化的主信号均为周期的年际变化信号,其中第一模态约为3 a,第二模态则有1.8,2.4和4.3 a的3个显著周期。EOF第一模显示混合层深度在南海东南部年际变化幅度最大,且滞后Nino3指数7个月时相关性最好(相关系数为0.422 3);EOF第二模显示在南海南部和北部混合层深度呈反位相变化。     

Distribution of Dissolved Inorganic Phosphate in Nansha Islands Sea Area,Southern South China Sea

Based on the survey data from the program Multidisciplinary Expedition to Nansha Islands Sea Area, the distribution of dissolved inorganic phosphate ( PO4^3--P ) in the sea water of Nansha Islands Sea Area is comprehensively analyzed in this paper. The results show that PO4^3--P concentration in the sea water of southeastern Nansha Islands Sea Area is commonly higher than that in the other sea areas; the vertical distribution of PO4^3--P concentration varies inconspicuously in different seasons; the concentration of PO4^3--P increases with water depth and changes most greatly in the layer of 50-100m. The diurnal variation of PO4^3--P concentration differs in different seasons and at different observation stations. The distribution and variation of PO4^3--P concentration result from the physical and biological processes together.     

Distribution of Organic Matter, Iron, Mangenese in SurfaceSediments in the Nansha Islands Sea Area, South China Sea

Concentrations of organic matter, iron and manganese in the deep sea surface sediments in the Nansha Islands sea area, South China Sea are measured, Horizontal and vertical distributions of iron and manganese are discussed. The vertical distribution of iron and manganese in the sediments results from reduction, diffusion, and redeposition of manganese (or iron) oxide and hydroxide in the sediment. There are the maxima of iron and manganese in solid phase in the top of the sediment, which is caused by the penetration of O2 and the upward flux of Mn^2 ( or Fe^2 ). Manganese bacteria play a very important role in the cycle of solid-phase iron and manganese in the ocean environment. Manganese bacteria oxidize Mn^2 ( or Fe^2 ) in dissolved state to Mn^4 ( or Fe^3 ) in oxidized state under the aerobic condition, whereas they reduce iron and manganese in anaerobic conditions.     

南海深水海盆环流和温跃层深度的季节变化

受南海季风和复杂地形的影响,南海环流场具有复杂的空间结构和明显的季节变化,同时此海域又是中尺度涡多发海域,这些特征必然对南海温跃层深度的水平分布及季节变化有显著影响。首先,基于GDEM(General-ized Digital Environmental Model)的温、盐资料和利用P矢量方法计算并分析了南海的表层环流和多涡结构的空间分布特征和季节变化规律。在此基础上,分析了南海温跃层深度的空间分布特征和季节变化规律。结果表明,南海环流和多涡结构对南海温跃层具有显著的影响。     

南沙群岛海域以钡为指标的古生产力研究

对南沙群岛海域3个站位沉积物柱样中的钡、钛元素进行了分析,以AMS-14C_orc(有机碳)方法进行沉积物年代测定.对钡、钛元素的平面和深度分布特征进行研究发现,其中2个站位生源钡变化趋势明显,在距2800a左右生源钡含量开始明显升高.另一个站位钡的变化趋势比较复杂,结合对稀土元素、钛和其他过渡金属元素的分析,认为主要是由于该站位沉积物中陆源组分含量较高、沉积环境复杂所致.根据钡的古生产力计算模型估算了2个站位的古生产力状况,同时探讨了2个站位的古生产力变化的影响因素,认为这2个站位古生产力变化可能与全新世晚期的气候变冷事件有关.     

南沙海区夏季风期间西南大风的统计分析

通过对南沙永暑礁夏季观测资料的统计分析，发现了南沙海区西南大风产生的基本规律，通过分析南沙西南大风与南海和西太平洋热带气旋、辐合带、赤道高压、西南低压、孟加拉湾季风槽、越赤道气流、东风急流等天气系统的关系，得出了几点结论：( 1 ) 10°N 以北南海有热带气旋活动或南海 ITCZ 上的扰动不断加强，作为西南入流气流的通道，南沙海区一般可出现西南大风；( 2 ) 西太平洋台风西移到 125°E 以西，纬度在 15°N～25°N 之间，继续靠近南海且有台风槽向南海伸展时，南沙海区将出现西南大风；( 3 ) 西南低槽的南压加强再结合赤道高压的加强可使南沙海区产生大风；( 4 ) 孟加拉湾低槽前的西南风向东扩展且纬度较低时，南半球低空越赤道气流逐渐加强时以及南海南部高空东风明显增强时，南海可出现西南大风；( 5 ) 只要有以上 4 种形势中的任一种形势出现，再加上观测到云图上南沙海区附近有明显成片的对流云发展时，即可预报南沙有西南大风，其平均风力一般 6 ～ 7 级，阵风 8 ～ 10 级。     

Dynamics of picoplankton in the Nansha Islands area of the South China Sea

Dynamics of major picoplankton groups, Synechococcus (Syn), Prochlorococcus (Pro), picoeukaryotes (Euk) and heterotrophic bacteria (Bact) was investigated by flow cytometry for the first time in the Nansha Islands area in the South China Sea. Averaged over the whole investigation area, depth-weighted integrated cell abundance (DWA) of Syn, Pro, Euk and Bact was 1.6 (0.4-5.7)×103, 5.4 (0.1-7.3)×104, 0.7 (0.2-2.2)×103, and 2.3 (1.4-3.2)×105 cells/mL respectively. Picoautotrophic cell abundance was low in the northwest part of the Nansha Islands where surface water temperature was low and the upper mixed layer was shallow. Concurrently, a surface maximum vertical distribution pattern was observed in this area. While in the southeast and east zones where temperatures were relatively higher and nitraclines were deeper, picoplankton is abundant and a subsurface maximum around 50-75 m is observed. Coupling of horizontal and vertical distribution patterns of picoplankton abundance and hydrological status wa     

2013年南沙群岛海域温跃层的季节变化及形成机理

利用调查数据及遥感数据揭示了2013年南沙群岛海域温跃层的季节变化特征,温跃层上界深度平均值春、夏、冬季基本一致,介于45~47 m之间,秋季最大,达60 m;温跃层厚度平均值夏、秋、冬季基本一致,介于85~87 m之间,春季相对较小,为78 m。温跃层强度平均值春、夏、秋、冬季几乎一致,介于0.13~0.15℃/m之间。调查海域温跃层上界深度季节变化的形成机理为:春季西深东浅的原因是西部受净热通量较小、大风速、负的风应力旋度以及中南半岛东部外海的中尺度暖涡和反气旋环流共同作用,东部近岸海域净热通量高值、风速相对较小及风应力旋度引起的Ekman抽吸效应共同控制;夏季深度分布较均匀的原因是10°N以北风致涡动混合强但受Ekman抽吸影响,10°N以南风致涡动混合弱但风应力旋度为负值;秋季深度较其他季节平均加深15 m的原因是南沙群岛海域被暖涡占据,暖涡引起的反气旋式环流使得温跃层上界深度被海水辐聚下压;冬季正的风应力旋度产生的Ekman抽吸和冷涡引起的气旋式环流共同作用,使得温跃层上界深度较秋季平均抬升15 m。     

基于Argo浮标的热带印度洋混合层深度季节变化研究

根据2004-2005年热带印度洋(30°S以北)的Argo浮标(自持式海洋剖面观测浮标)温度-盐度剖面观测资料,采用位势密度判据(Δσθ=0.03 kg/m3),针对每个Argo浮标的温度-盐度观测剖面确定了海洋混合层的深度,然后采用Krig插值方法构建了3°×3°空间分辨率的月平均网格化混合层深度产品。通过与已有气候平均混合层深度资料的比较表明了该产品的合理性,在此基础上进一步对热带印度洋海盆尺度的混合层深度空间特征和季节变化规律进行了讨论。研究结果表明,Argo浮标资料可用于热带印度洋混合层变化的研究,为进一步研究热带印度洋海-气相互作用提供了基础资料。