东海冷涡对东亚季风年代际变化

利用CORA、COADS和SODA 等高分辨率的海洋和大气再分析资料及区域海洋模式(ROMS), 研究了东海冷涡对1976/1977 年前后东亚季风年代际跃变(减弱)的响应。结果表明: (1)1976/1977年前后东亚季风跃变后, 夏季东海冷涡明显增强, 主要表现为冷涡的温度显著降低, 而冬季东海冷涡有所变弱但其温度上升不明显; (2)东亚冬季风跃变后, 济州岛西南侧的黄海暖流减弱, 冷涡区出现一个反气旋式环流异常, 这有利于冬季东海冷涡的减弱; (3)东亚夏季风跃变后, 台湾暖流外海侧分支及济州岛西南侧的黄海暖流分支增强, 使得冷涡区的气旋性环流变强, 这有利于夏季东海冷涡的加强。数值试验的结果表明, 东亚冬、夏季风的跃变在东中国海引起了不同的中尺度海洋环流异常, 从而导致东海冷涡对东亚冬、夏季风的跃变产生不同的响应。     

东海冷涡对黑潮热输运年代际跃变的响应

基于SODA、CORA和CORE等高分辨率海洋和大气再分析资料,分析了1976/1977年前后黑潮经向热输运的年代际跃变特征,并应用区域海洋模式(ROMS),研究了东海冷涡对黑潮经向热输运年代际跃变的响应.分析与数值实验结果表明:在1976/1977年前后,黑潮经向热输运有明显的跃变,冬、夏季黑潮的热输运分别增加了约8.0%和8.5%;1976/1977年黑潮经向热输运发生跃变后,冬季东海冷涡则没有明显变化,而夏季东海冷涡则明显增强,除了冷涡中心的温度显著降低外,气旋式环流也显著加强.此外,分析还表明:冬季,黑潮经向热输运跃变并未引起黄海暖流的明显变化,而冬季风导致的海水强烈混合冷却作用可能抵消了黑潮经向热输运的影响,这使得东海冷涡的变化并不明显;夏季,受黑潮经向热输运跃变的影响,台湾暖流显著增强,从而引起东海冷涡区域气旋式环流的加强和冷涡中心温度的降低,并且,在其裹挟作用下,东海冷涡向北移动.     

太平洋海温的季节演变与长江中下游及其以南地区夏季降水的关系

本文首先利用交叉相关场的EOF分解,考查了我国长江中下游及以南地区夏季降水和太平洋海温遥相关关键区的季节演变。然后分别就长江中下游及以南地区旱、涝年份对应的前期和同期季节海温进行复自然正交函数(CEOF)的合成分析,得到了长江中下游及以南地区旱、涝时太平洋海温振幅分布和传播结构的季节演变。并根据这些异常特征,讨论了长江中下游及以南地区夏季降水的长期预报。最后,利用非参数跃变检验诊断了长江中下游及以南地区夏季降水的跃变,并讨论了与太平洋海温季节跃变的联系。     

西太平洋暖池表层暖水的纬向运移

基于1950～2000年太平洋月平均SST资料,运用Morlet小波分析等方法研究了西太平洋暖池表层暖水的纬向运移特征.结果表明:暖池表层暖水纬向运移的年际(2～8a)和年代际(10～16a)变化都非常明显;表层暖水的纬向运移于1982年前后经历了一次气候跃变,跃变后暖水东界的平均位置比跃变前东移了10个经度;表层暖水的纬向运移对ENSO暖(ElNiño)、冷(LaNiña)事件的形成和发展具有直接的作用.     

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。     

珊瑚礁岩心声速垂向跃变及其指相意义

本文在南沙群岛永署礁南永1井珊瑚礁岩心声速测量的基础上，研究了珊瑚礁岩心声速的垂向跃变特征和相应地层沉积相变及地层侵蚀间断面的关系，分析了珊瑚礁岩心相变造成其声速跃变的原因，阐明了海平面升降形式珊瑚礁地层侵蚀间断面和产生相变的具体过程, 明了珊瑚礁岩心声速垂向跃变与相应地层古气候和海平面变化的关系，该项研究在岛礁工程建设和礁灰岩区石油勘探声学测井以及西太平洋边缘海古海洋学研究学方面具有重要的实用价值和理论意义。     

西北太平洋上层热含量的时空变化

基于全球月平均海温资料、137°E断面海温观测资料、同化水位资料和太平洋850 hPa纬向风资料,利用EOF、功率谱和最大熵谱等分析方法,分析了西北太平洋上层热含量的时空变化,并讨论了热含量变化与水位和赤道太平洋纬向风异常的关系.结果表明,西北太平洋上层热含量具有明显的年际和年代际变化;热含量的年际变化与热带太平洋大尺度海气系统异常相联系,即在El Ni(n)o期间,热含量减少,而在La Ni(n)a期间热含量增多;热含量在20世纪70年代末发生了一次气候跃变,在跃变前热含量偏多,而在跃变后则偏少;热含量与水位间存在着非常一致的同位相年际变化,而这种变化与赤道西、中太平洋的纬向风异常有关.     

渤海海冰的年际和年代际变化特征与机理

根据1951-2013年间的渤海冰情等级资料,利用最大熵谱分析、相关分析和合成分析等方法,研究了渤海冰情等级的年际和年代际变化特征,探讨了局地气候、大气环流、ENSO(El Nio-Southern Oscillation)和太平洋年代际振荡(PDO)对海冰的影响。结果表明,渤海海冰具有明显的年际和年代际变化特征,并在1972年前后发生了一次由重到轻的气候跃变,在跃变后冰情较跃变前平均降低了0.7级。相关分析与合成分析结果显示,渤海冰情的年际变化除受局地气候的影响外,还受西太平洋副热带高压(副高)、极涡和欧亚环流的共同调控,特别在1972年以后,秋季副高、冬季欧亚和亚洲纬向环流对渤海冰情的年际变化均有重要影响,可作为渤海海冰预报的重要因子,而春季PDO、ENSO、冬季副高及欧亚和亚洲经向环流则是渤海冰情年代际变化的影响因素。     

西太平洋暖池热盐结构盐度场变异的主模态

基于1950~2011年间的月平均温、盐度资料,以28℃等温线作为西太平洋暖池的定义标准,并取ΔT=-0.4℃,分别计算了暖池区(20°N~15°S,120°E~140°W)各格点混合层、障碍层和深层的平均盐度,构成了暖池热盐结构的盐度场.据此,运用EOF分解法分析了暖池热盐结构盐度距平场主要模态的变化特征及其与ENSO间的关系,并探讨了主要模态的年际变异机理.结果表明,暖池热盐结构盐度场第一模态揭示了盐度场变异的关键区位于暖池中部;该模态具有2~4a的年际变化和准10a的年代际变化,并在1977年前后经历了一次气候跃变(此外,深层盐度场第一模态还在1999年前后发生了一次气候跃变),且在跃变前后与不同类型的ENSO事件有较密切的联系.暖池中部混合层和障碍层盐度的变化比较一致,即在跃变前盐度为偏高期,而在跃变后则变为偏低期.暖池中部深层盐度在1977年以前和1999年之后皆处于偏高期,而在1978~1999年间则处于偏低期.而且,从混合层至深层,盐度的变化幅度逐渐变小.进一步分析表明,暖池中部混合层和障碍层盐度的年际变化主要是由纬向风、南赤道流(SEC)和降水共同引起的,即当东风增强(减弱)时,强(弱)SEC将携带更多(少)的高盐水进入混合层或潜沉至障碍层,同时局地降水的减少(增多),也使得混合层和障碍层的盐度增加(减少);深层盐度的年际变化主要是由SEC和赤道潜流(EUC)导致的,即当SEC增强(减弱)时,将有更多(少)的高盐水进入暖池,而当EUC增强(减弱)时则有更多(少)的低盐水流出暖池,从而使得暖池的深层盐度升高(降低).     

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.     

海水海泥跃变区钢铁电化学腐蚀行为研究

于１９９３年１－７月，在室内模拟条件下研究钢铁试样在海泥－海水跃变区的电化学腐蚀特征。发现钢试样在该跃区产生了电偶腐蚀，电偶极性在实验期间内发生逆转，试验前后电偶试样的稳定自由腐蚀电位都发生正移，且水中试样电位正移植大于泥中试样的正移植，还发现温度以电化学参数无明显影响。     

全球海洋环流模式中上层海洋对表面强迫的响应和调整Ⅱ.年代际变率

利用一个较高分辨率的全球海洋环流模式在COADS 1945～1993年逐月平均资料的强迫下对海温和环流场进行了模拟,分析了北太平洋海温和环流场的年代际变化特征,同时诊断了1976-77年代际跃变过程中海温场变化的机制.模式模拟出了北太平洋海温年代际异常的主要模态以及1976-77年跃变前后的演变特征,模拟的北太平洋中部、加州沿岸和KOE区的海温异常的强度和演变趋势均和观测比较一致;同时,模式重现了分别始于20世纪70和80年代的中纬度海温异常信号沿等密度面向低纬地区的两次潜沉过程.在表层,流场的异常主要表现为与风应力异常基本符合Ekman关系的一个异常海洋涡旋,而整个上层海洋平均的流场异常则表现为两个海洋涡旋的异常,其中副热带海洋涡旋的异常的强度要显著于副极地海洋涡旋的异常,而副极地海洋涡旋异常出现的时间比副热带海洋涡旋晚3a左右的时间.对1976-77年前后3个区域上层海温各贡献项的诊断结果表明,北太平洋中部变冷主要是水平平流和热通量异常贡献的结果;而加州沿岸变暖主要归因于热通量的贡献;在KOE区,垂直平流、热通量和水平平流三者都起了重要作用,其中水平平流异常对这一区域海温年代际跃变出现的时间起了至关重要的作用.     

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.     

南沙群岛海域理化参数垂向分布特征及跃层生态系的提法

自1985～1999年中国科学院南沙综合科学考察队在南沙群岛进行了12个航次的综合科学考察.根据调查的结果,通过分析南沙群岛海域理化参数垂向分布特征,得出次表层海水理化参数具有极值现象、跃变现象和波动现象的特点,讨论了这些独特特征反映的独特生境,提出了南沙群岛海域垂直方向上存在跃层生态系的观点.     

黄河三角洲近四十年的气候变化特征

采用了惠民、滨洲和垦利三站平均的１９５７－１９９６年冬季平均气温（＾－Ｔ）,春季平均风速（＾－Ｖ）和夏季降水量（＾－Ｒ）,表征黄河三角洲的气候变化状态。分析结果显示,近４０年来,该地区的气候变化具有以下特征：（１）长期变化趋势变,科季＾－Ｔ呈明显的增高;春季＾－Ｖ则呈明显的减少;夏季＾－Ｒ变化趋势不显著。（２）冬季＾－Ｔ、夏季＾－Ｖ、夏季＾－Ｒ变化存在着转折和跃变。跨变年份是１９８６年（＾－Ｔ）和     

黄淮海流域盛夏月降水异常的时空变化

利用１９５１～１９９５年７～８月黄淮海流域４３个站的月降水量及５００ｈＰａ高度资料,采用功率谱以及主相关型与ＥＯＦ相结合的方法,分析黄淮海历年７～８月降水异常的时空变化及其环流特征。主要结果为：黄淮海历年７～８月降水异常的多雨带分布存在着偏南型与偏北型,但７月两类雨型的多雨中心位置与８月不同。这两类多雨型与同期东亚５００ｈＰａ高度距平中心分布存在着很好的对应关系。历年７月两类多雨型的交替变化,存在着２．６ａ和１８ａ左右周期,而８月则存在着６～９ａ的周期。其７月的跃变发生在１９８０年附近,８月则发生在１９６５年附近。黄河下游８０年代盛夏的少雨干旱与其跃变有密切联系。     

渤海温盐场季节循环时空参数模型

根据1978年1月-1981年11月渤海温盐场逐月调查资料,采用旋转经验正交函数（REOF）、最大熵谱分析、调和分析等方法,构建渤海表底层温盐场季节循环时空参数模型。表底层温度场主要有两种季节循环时空模态,第一模态是对潮流混合局地水体热容量扩散作用和太阳辐射季节变化的响应;第二模态是对东南-西北季风风向转变产生风海流-补偿流形态变化引起水体水平-垂直热量输送差异和东南-西北季风风向转变的响应。表底层盐度场存在3种变化形式：线性趋势、季节循环和年度跃变。黄河口月径流量逐年减少是盐度线性趋势和跃变升高的主要原因。表底层盐度场主要有2种季节循环时空模态,第一模态是对黄河、辽河月径流量季节变化的响应;第二模态是对月降水量和河流月径流量季节变化的响应。     

西太平洋暖池热盐结构温度场的时空变化

基于1950-2011年间热带太平洋月平均温盐度资料,以28°C等温线作为暖池的定义标准,分别计算了暖池区(20°N-15°S,120°E-140°W)各网格点混合层、障碍层和深层的平均温度,从而构成了暖池热盐结构的温度场。据此,运用EOF分析法研究了暖池混合层、障碍层和深层温度距平场的时空变化特征,并探讨了纬向风、纬向流和海面净热通量等要素对这3层温度场主要模态的影响。结果表明,第一模态揭示了暖池中东部3层温度都具有显著的年际变化和长期变化趋势,并在1985年前后经历了一次气候跃变,而第二模态则基本反映了暖池西部3层温度皆存在着明显的年际变化和长期变化趋势,并在1995年前后经历了一次气候跃变。暖池混合层(包括障碍层)温度场前两个模态的年际振荡主要是由纬向风和南赤道流(SEC)共同引起的,而暖池深层温度场前两个模态的年际振荡则是由SEC和赤道潜流(EUC)共同调制的。     

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。     

北太平洋亚热带海域海面风应力场特征的分析

本文通过对北太平洋亚热带海域（１８°～３０°Ｎ,１４０°Ｅ～１４０°Ｗ）３０ａ风应力场（τｘ,τｙ）、风应力涡度场（ｃｕｒｌｚτ）及４４ａ５００ｈＰａ面上副热带高压面积指数（ＡＩ）资料的统计分析,得出了上述诸要素的年内、年际和年代际的变化特征,并讨论了一些有趣的现象,如上述诸要素的年际变化与ＥＮＳＯ的关系,τｘ、τｙ、ｃｕｒｌｚτ的年变化、趋势变化与ＡＩ的年变化趋势变化间的关系等。其中,亚热带的风应力场和风应力涡度场主要受副热带高压的制约;τｘ、τｙ、ｃｕｒｌｚτ和ＡＩ年变化、年际变化和年代际变化均较显著。１９７７年发生的跃变与热带太平洋海面温度跃变期相一致。在ＥＮＳＯ期间,τｘ、τｙ、ｃｕｒｌｚτ和ＡＩ均伴随着副热带高压的加强而增强,这可能与ＥＮＳＯ期间哈德莱环流的加强有关。