探索晚中新世大洋碳位移与生产力的关系

LMOCS (Late Miocene Ocean Carbon Shift)是距今最近的一次全球范围内表层水和底层水的碳同位素(δ13C)同步负偏事件。生物泵假说是解释LMOCS的经典理论之一。当生物勃发时, 生物泵可促进海水(δ13C)的分馏, 最终导致底栖有孔虫壳体的(δ13C)偏负。然而这一推论正被越来越多的证据所质疑。古生物和地球化学两大类替代性指标可重建过去生产力的变化、生物勃发以及生物泵的作用和效率。时间上, 大部分生物勃发事件比LMOCS开始更早而结束更晚。空间上, LMOCS已被证明具有全球性, 而生物勃发则不是。而且, 表层水和底层水的同向变化也和生物泵原理相悖。因此我们认为除生产力的变化之外, 还有其他导致LMOCS的原因。未来有待从全球水碳循环的集成研究、大气CO2的精确重建、计算机气候模拟等方面揭示LMOCS的驱动机制。     

背景流与地形对海洋内波影响初探

采用Boussinesq近似,研制了准三维、非线性、非静力的斜压数值模式。利用该模式做了背景流与海底地形对高频海洋内波影响的数值试验。本文得到的主要结论有:各数值试验初始1小时内,有适应过程,并最终形成垂直方向为单圈环流的海洋内波波包;以后进入海洋内波的演变过程,并在非线性作用下形成椭圆余弦波波包,并向孤立内波演变。当无背景流时,地形会激发出两支传播方向相反的海洋内波波包,水深大处波包传播较慢。当存在定常背景流时,在其与地形共同作用下,在地形处会激发出较强的内波波包,若地形足够陡峭,则内波波包截陷于该陡峭处,造成该处强烈的垂直运动。背景流随时间的变化会对在台阶地形跃阶处的内波波包产生不同的影响。     

互信息在海洋资料相关分析中的应用

为了揭示海洋资料的统计依赖特性,提出了一种基于互信息的定性分析方法,并对东海海表气温、气压及风速数据进行了分析。结果表明,在数据资料较长时,该方法能有效判定数据序列的线性、非线性相关特征,特别适合于复杂的海洋数据资料分析。     

The relationship between dissolved hydrogen and nitrogen fixation in ocean waters

Fixed nitrogen is a key nutrient involved in regulating global marine productivity and hence the global oceanic carbon cycle. Oceanic nitrogen (N₂) fixation is estimated to supply 8×10¹² moles N y^?1 to the ocean, approximately equal to current riverine and the atmospheric inputs of fixed N, and between 50 and 100% of current estimates of oceanic denitrification. However, the spatial and temporal variability of N₂ fixation remains uncertain, mostly because of the normal low resolution sampling for diazotroph distribution and fixation rates. It is well established that N₂ fixation, mediated by the enzyme nitrogenase, is a source of hydrogen (H₂), but the extent to which it leads to supersaturation of H₂ in oceanic waters is unresolved. Here, we present simultaneous measurements of upper ocean dissolved H₂ concentration (nmol L^?1), and rates of N₂ fixation (μmol N m^?3 d^?1), determined using ¹⁵N₂ tracer techniques (at 7 or 15 m), on a transect from Fiji to Hawaii. We find a significant correlation (r=0.98) between dissolved H₂ and rates of N₂ fixation, with the greatest supersaturation of H₂ and highest rates of N₂ fixation being observed in the subtropical gyres at the southern (～18°S) and northern (18°N) reaches of the transect. The lowest H₂ saturation and N₂ fixation were observed in the equatorial region between 8°S and 14°N. We propose that an empirical relationship between H₂ supersaturations and N₂ fixation measurements could be used to guide sampling for ¹⁵N fixation measurements or to aid the spatial interpolation of such measurements.     

Application of sequency spectral method to ocean and atmosphere data analysis

I~IOWIn recent years, with the development of the nonlinear science, eSPecially the sea surface remote sensing measurement technology and the probing Of the modern naval science, the effects ofnonlinear coupling interaction have gradually drawn universal attention.But due to the limitation of claSSical frequency spectral method (Bracewell, 1990), it is difficult to characterize the nonlinear coupling inforTnation at higher frequency band. Thus, there havereconed the fundamental pwhleln to …     

德国的海洋科学调查研究与标准计量

通过2003年参加德国"太阳号"远洋科学考察活动,了解了"太阳号"科考船科学的综合质量管理方法,分析了标准和计量在德国海洋科学调查研究中的作用。     

基于Copula函数的联合概率法在海洋工程中的应用

本文介绍了Copula函数的定义、属性和几种特殊的Copula函数.将Copula函数应用到近海工程中,用其建立了最大有效波高和最大风速的联合分布函数并检验,结果表明:Copula函数能够比较好的模拟实际的联合概率分布。通过Copula方法,可以由边缘分布和一个连接它们的Copula函数来得出联合分布函数,发挥其描述相关性尤其是尾部相关性的优势。该方法在近海工程的工程可靠度、设计标准和失效概率的计算中具有广泛的应用前景。     

西北太平洋热带气旋与上层海洋热含量的关系

利用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)的海温资料和Unisys Weather的热带气旋资料,研究了1960-2008年期间北太平洋上层150 m的热含量分布特征及其与西北太平洋热带气旋发生频次的关系。考虑了纬度的变化对热含量的影响后,北太平洋热含量的高值中心位于10°N左右,与上层海温结构相符,计算结果更加符合物理意义。北太平洋热含量与西北太平洋热带气旋频数年际相关性研究表明在北太平洋中高纬度大洋内区和赤道东太平洋热带不稳定波发生区呈现出前期冬季正相关性。此相关性存在显著年代际的变化,在1970-1975年和1984-2008年期间最强,1976-1983年期间较弱。在北太平洋中高纬度大洋内区,同期春夏秋季同样存在强正相关。在西太平洋暖池区,同期秋季负相关最为显著。赤道中太平洋区域在夏季呈显著的正相关,秋季减弱。赤道东太平洋海域的相关性前期冬季负相关最为显著,春季负相关性减弱,夏季和秋季无显著相关。     

Inertial oscillations over the background of shear currents in the ocean

Inertial oscillations observed in the seas and oceans are frequently characterized by various hodographs of current velocities different from circular anticyclonic motion as follows from the simplest model. It is supposed in [1] on the basis of the data analysis of measurements carried out on the shelf near Gelendzhik in the autumn of 2009 that the observed distortions of hodographs of inertial currents are the consequences of superposition of inertial oscillations and background shear current. In this work we construct a simple model of inertial oscillations over the background of a shear current based on the exact solution of shallowwater equations, which generally confirms the hypothesis suggested in [1].     

混沌系统隐含频率检测方法研究及其在海洋资料分析中的应用

利用Guillermo的单时间序列重构相空间点概率密度的功率谱分析方法,对赤道日表层水温和青岛月气温的九点滑动平均资料进行了隐含频率检测,结果表明,赤道日表层水温隐含周期为23.3,10.5,7.7d,其他物理参量的震荡及青岛气温隐含周期10.,5.7,4.5,2.9a,3个月其他物理参量的震荡.     

About the relationship between acoustic fields and hydrological fields in the area of a mesoscale eddy in the Black Sea

This paper discusses the application of acoustic sounding with the purpose of identifying vortical features in the sea. Analysis of the results of a multidisciplinary acoustic/hydrological experiment conducted in the Black Sea has revealed a stable recurrent correlation between the amplitudinal variance of echo signals, on the one hand, and the peculiarities of water temperature fields, on the other. Given these characteristics, the peripheral and the central areas of a mesoscale eddy essentially differed. This allows us to apply acoustic sounding to identify mesoscale eddies in the sea. Translated by Vladimir A. Puchkin.     

近43年北大西洋海浪场与AO的相关性研究

利用来自ECMWF的ERA-40 wave reanalysis海浪资料,分析了近43年北大西洋海浪场与AO(北极涛动——Arctic Oscillation)的关系。研究发现如下主要特征:1、北大西洋海域的海表风场和(风浪、涌浪、混合浪)海浪场与AO有着密切的关系,且存在3.71年左右的共同周期和26年的长周期震荡;2、通过交叉谱分析发现,在波数k=7(周期T=3.71年)这一频率上,AO、海表风速、波高振动的凝聚是显著的。     

我国东部海区不同气候背景条件下背景误差协方差的性质对比分析

本文利用MM5V3．6模式分别得到我国东部海区3月和9月的模拟资料（分别代表了台风发生频率极小月和极大月）,来进行背景误差协方差的统计。利用NMC方法得到了背景误差协方差矩阵的回归系数、特征向量以及特征尺度,并对其进行了对比分析,结果表明：背景误差协方差与平均气候背景密切相关,且受模式分辨率大小的影响;回归系数受台风发生频率的气候背景影响明显,分别在模式区域北侧和南侧出现的负值中心代表两季的不稳定能量;垂直背景误差协方差的第一特征向量代表了其最主要特征,台风发生频率的最大影响表现在风场的预报;水平特征尺度随不同变量,不同模式分辨率和台风发生频率有较大不同,相对湿度和非平衡温度表现出较强的局地性。     

第二岛链以东附近海域冬季水文要素特征分析

利用西太平洋冬季海洋综合调查获取的数据资料,分析了第二岛链以东附近海域冬季温度、盐度、声速和密度的分布特征和变化规律。使用Ocean Data View海洋数据软件对资料进行网格化处理,同时采用Wilson方法和垂直梯度法计算声速和声速梯度。分析数据结果表明:第二岛链以东附近海域冬季温度随深度增加而减小,且750 m以浅变化幅度较大;而盐度和声速的垂直结构特征均表现为从表层向下先减小后增大,但各自存在不同的临界深度。海区存在温度和声速双跃层结构,上跃层强度大,厚度小;下跃层强度较小,厚度较大。     

热带海洋温跃层深度与南海夏季风强度关系探讨

计算了1975～1999年南海夏季风强度指数,针对季风强、弱年进行太平洋至印度洋20℃等温面的深度(温跃层深度)距平场合成分析,得到强、弱季风年温跃层深度距平的4种分布形式.使用历年季风强度指数与各月温跃层深度距平作相关计算,发现孟加拉湾和赤道中太平洋的深度距平与季风强度具有很好的正相关,台湾以东海域呈较高的负相关,可作为季风预测的重要因子.     

海洋的比熵和等熵分析

基于海水热力学局域平衡的假定及Feistel(2003,2005)给出的海水Gibbs热力学势函数表达式,利用全球海洋观测数据,计算了全球海洋网格域的比熵、位温、位密等热力学参数,分析了海水比熵的时-空分布格局及其与位温、位密以及中性面之间的关系。分析结果表明,海洋中的比熵与位温之间具有确定的解析关系,而海洋中的比熵与位密、中性面之间的分布则无明显的一致性;这一结论为文章进一步导出海洋内部近似稳态大尺度地转环流在等熵面上的流函数,证明等熵面与等密面的交线即物理海洋学上经典的动力计算方法中的Montgomery流函数,进而为海洋内部的准地转运动的等熵-等密分析提供了新的热力-动力学依据。     

2021年10月南海北部上层细结构对台风“圆规”的响应分析

基于水下滑翔机观测资料,分析了2021年10月南海北部上层海洋细结构强度及类型对台风“圆规”的响应特征。在细结构强度响应方面,受台风“圆规”影响,次表层盐度升高,温度降低,最大降温幅度可达3℃,温跃层中上部细结构显著增强。“圆规”影响期间,温度、盐度细结构强度最大值深度均约为50 dbar;台风过境后,温度、盐度细结构强度最大值分别移至温跃层上部和中部。结果表明,“圆规”通过加强海洋上层混合促进了“共变型”细结构的生成。台风中心过境时,Ekman抽吸引起的上升流对温跃层产生了水团入侵的效果,从而使“侵入型”细结构瞬时增多;台风过境后,“侵入型”细结构强度迅速衰减,“共变型”细结构在温跃层内减弱,而在200～400 dbar深度范围内继续加强,表示该层海水混合继续加强。由此表明,南海北部上层细结构的强度和类型变化对台风“圆规”响应显著。     

The june maximum of normalized radiance and its relation to the hydrological conditions and coccolithophorid bloom in the Black Sea

The interannual variability of the seasonal cycle of normalized radiance was studied on the basis of the SeaWiFS ocean color scanner data during the period from 1998 to 2002 under different hydrological conditions in six study regions in the Black Sea. Analysis of the variability characteristics and the accompanying information confirmed the concept about the dominating contribution of the coccolithophorid bloom to the formation of the maximum of the normalized radiance in the middle of June. Arguments are presented in favor of the fact that the appearance of the June radiance maximum is caused by the thermal regime of the sea in the preceding winter period. The radiance maximum reaches the greatest amplitude after cold winters and it remains practically unnoticeable after warm winters. This regularity is caused by the fact that, after cold winters, a sharp shallow seasonal pycnocline is formed, which is a necessary condition for the coccolithophorid bloom. Such a pycnocline is located in the Black Sea at a depth of 10 m. It facilitates the accumulation of various particles in the layer of water-leaving radiance, owing to which the June radiance maximum can be at least partly related to the suspended matter of a noncoccolithophorid origin.     

丹东附近海域海雾的特征及其海洋、大气背景条件分析

使用常规气象观测资料、NOAA-17及EOS/MODIS卫星遥感影像资料分析了37个海雾个例,揭示了丹东附近海域海雾的统计规律和海雾形成的大气、海洋背景条件。