热带太平洋5月份上层洋流的动力统计诊断

利用复EOF分析,将热带太平洋5月份的上层洋流看作一个整体,对其作了动力统计诊断,用以考察热带太平洋5月份上层流场的年际和年代际变化,并揭示其与长江流域梅雨异常的关系.结果表明,热带太平洋5月份上层偏差流的前三模态均为赤道所俘获;其第一、二模态具有明显的年际变化;第一模态与长江流域梅雨异常密切相关;第二模态与ENSO密切相关;第一模态其模的振幅有由小到大的年代际周期变化,且从1994年起模有越变越大的趋势,这表明这段时期长江流域梅雨降水量的异常有所增大.     

热带太平洋10月份海气联合复EOF分析

利用复EOF分析,将热带太平洋10月份的大气环流风场和大洋上层环流场作为一个整体,对其作了动力统计诊断,用以考察热带太平洋10月份大气大洋耦合环流的年际和年代际变化,并揭示其与厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)的关系。结果表明:在同一模态中,海洋模态表现出很强的赤道陷度特征,而大气风场则无此现象;第一模态与ENSO循环有密切关系,揭示了Walker环流异常;第一模态的垂直运动风场反映了热带太平洋赤道辐合带和南太平洋辐合带上垂直运动的异常;第二模态偏差风场的经向分量大于第一模态,反映了Hadley环流的异常;第二模态与ENSO循环有联系,但关系不如第一模态那样密切。     

热带太平洋上层洋流异常的复EOF分析

采用复EOF分析方法,对全年热带太平洋海域的上层洋流异常做了统计动力诊断,主要结论有:热带太平洋上层洋流异常复EOF分解第一、二模态的空间场均为赤道所俘获,并在赤道南北方向均呈迅速衰减的态势,其表现为赤道陷波的形式。第一、二模态时间系数为复数,其辐角均集中在两个状态,其模则表示了流场异常的大小。该时间系数均有年际变化和年代际变化,其年际变化的周期均与ENSO相同;在冬季,其年代际变化周期分别与北太平洋主要气候模态PDO和NPGO,以及热带外北太平洋流场异常复EOF分解前两模态的周期相同或相近,这反映了热带与中纬度各大气、海洋系统之间的相互耦合。由各模态流场异常可得相应的垂直运动异常,从而可估计SSTA的动力变化;第一模态在赤道东、西太平洋处呈现东西向的跷跷板变化;第二模态则在西太平洋赤道上以及其北侧的西太平洋暖池处,呈现南北向的跷跷板变化。第一模态的性质为海洋赤道Kelvin波的异常,可称之为ENSO的主要模态;第二模态的性质为海洋混合Rossby-重力惯性波的异常,可称之为ENSO的次要模态。     

春季赤道外北太平洋上层流场异常的统计动力诊断

采用复EOF分析方法,对春季赤道外的北太平洋海域的上层流场异常做了统计动力诊断,得到以下主要结论:赤道外北太平洋海域上层流场的明显异常主要发生在日本本州岛以东、以南范围不大的关键区内;异常的第一、二模态分别表现为东东北至西西南走向的涡旋偶和涡旋列。该两模态时间系数的辐角均分别有两个状态,相应的偏差流场则分别与其空间场相同或相反;其模的大小决定了其偏差流场偏离以上两个状态的程度;该两模态的时间系数均有非常明显的20年左右的年代际变化。该两模态均反映了黑潮延伸体以南回流漩涡的异常;其性质是海洋Rossby波的异常。     

热带太平洋海气热交换年变化特征的分析

本文用块体动力学公式计算了热带太平洋潜热、感热通量,并用EOF方法分析了这两类热通量的时空分布以及影响它们的因素.结果指出,热通量的模态1反映了太平洋海气热交换的基本气候特征,中、西太平洋的暖池就是这种气候特征下的具体反映;模态2说明了海气热交换与海流和海陆分布有密切联系;模态3反映了下半年海气热交换的加强,为热带太平洋ITCZ的活动提供了能量.东太平洋,感热通量和海气温差分布型十分相似,而西太平洋,则取决于全风速的量值.潜热通量的时空分布主要取决于全风速的时空分布,和比湿差的分布型相差较大.赤道以北中、西太平洋风速异常是导致气候异常的关键.北半球ITCZ云带是由其海面热通量变化所决定;西太平洋SPCZ云带是由其海表温度和海气温差所决定.     

热带太平洋海面高度年代际变化的研究

采用SODA海面高度(SSH)数据研究热带太平洋海域的年代际变化.结果表明,热带太平洋海面高度场存在与太平洋年代际涛动(PDO)时间过程基本一致的年代际变化,但是SSH异常的空间分布与SST异常的是不同的.热带海域年代际变化的典型空间分布:海面高度异常在热带海域存在东西方向的反向变化,在西太平洋只有1个变化中心,而在东太平洋形成2个对称于赤道的变化中心.热带太平洋海面高度的年代际变化有2个基本周期:13 a左右的周期和30 a以上时间尺度的气候转型周期.其中13 a周期的年代际变化与ENSO年际过程无关,是热带太平洋年代际变化的重要组成部分.由于数据时间长度的限制,气候转型的时间尺度还不明确,也不清楚其是否有明显的周期性.比较热带东西太平洋年代际变化的特征,可以发现以气候转型期的年代际信号在东西太平洋几乎是同时发生的,而13 a左右周期的年代际信号在赤道附近却存在自西向东方向的传播.     

TOGA—COARE强化观测期间热带太平洋的海气特征

对TOGA—COARE强化观测期间(IOP)热带太平洋海域的海平面气玉,射出长波辐射,低层纬向风,海表层温度和20℃等温线深度等物理量的分布和演变特征进行了分析,指出IOP期间热带西太平洋海洋大气耦合系统的某些特征,为进一步分析研究强化观测期间获得的资料,提供气候背景。     

东亚夏季风环流的动力统计诊断

本文对东亚夏季风环流作了动力统计诊断,其方法是将高、低层的偏差风场看作一个整体进行复EOF分析。诊断结果表明:偏差风场的第一模态直接与东亚夏季风环流有关,可称为季风模态;第二模态则与PJ波列关系密切,可称为PJ模态;季风模态存在两个平衡态,东亚夏季风也有两个平衡态;季风模态存在强弱的年际变化,其与东亚夏季风强弱的年际变化和菲律宾附近对流的年际变化均具有很好的对应关系;东亚夏季风和季风模态还存在明显的年代际变化。     

赤道外北太平洋上层洋流异常分析

采用复EOF分析方法.对全年各月份除赤道太平洋外的北太平洋海域的上层洋流异常做了统计动力诊断,并与赤道太平洋洋流异常做了比较:得到的主要结论有:北太平洋海域上层洋流的明显异常发生在日本本州岛以东、以南范围不大的海域(关键区)内,此关键区仅占整个北太平洋海域很小的一部分,而在该海域之外,洋流异常均非常小,虽该洋流异常的第...     

热带太平洋与热带大西洋海表温度主模态的相互作用

根据英国Hadley气候中心的海表温度资料和美国NCEP/NCAR中心的大气资料, 研究了热带太平洋与热带大西洋海表温度主模态的相互作用。热带太平洋的 ENSO 可以导致大西洋 Ni?o 模态或经向偶极子模态, 这主要是通过热带海洋-大气相互作用, 或大气的太平洋-北美遥相关过程实现的。大西洋 Ni?o 模态的暖(冷)位相会导致赤道中东太平洋的海表温度降低(升高)。这可能是通过两种途径完成的: 一种可能是大西洋 Ni?o 使印度洋增暖(变冷), 进而引起赤道中太平洋的东(西)风异常, 通过海洋-大气相互作用正反馈机制能发展成为 La Ni?a(El Ni?o), 使赤道东太平洋海温降低(升高); 另一种可能是大西洋 Ni?o 直接可以导致太平洋 Walker 环流增强(减弱), 从而使赤道东太平洋海温降低(升高)。     

热带西太平洋浮力频率的垂直分布和经向变化

根据实测资料(1986-1990年),分析了热带西太平洋(165°E,10°N～10°S)浮力频率的垂直分布和经向变化,讨论了浮力频率与海水稳定度和海洋内波位能的关系。分析结果表明,赤道海域浮力频率的垂直分布和经向变化具有明显的年际变化。其垂直分布的特点是:浮力频率的垂直变化与位温梯度dθdz的垂直变化相似。在ENSO前期或初期,浮力频率在垂直方向上的极大值达到最大,此时跃层最强,但其厚度最薄;在LaNi na期间,垂直方向的极大值明显小于ENSO前期和初期,此时跃层较厚,跃层强度次之;在ENSO末期,垂直方向上的极值介于上述两者之间。此时跃层厚度最为深厚,跃层强度最弱。浮力频率的经向变化是:在ENSO前期和初期,赤道海域的垂向极大值明显高于赤道外海洋;在LaNi na期间,它明显低于赤道外海洋;而在ENSO末期,则与赤道外海洋无显著差异;在8°N,有一个近乎定常的浮力频率峰值,几乎与ENSO或LaNi na的年际变化无关。     

热带太平洋要素场与ENSO的非线性相关特征分析

为进一步揭示热带太平洋海气系统要素场之间的非线性相关特征,基于Hadley提供的海温场资料和美国国家环境预报中心(NCEP)和美国国家大气研究中心(NCAR)提供的海面风场和海面气压场资料,采用经验正交(EOF)分解和非线性典型相关分析法(NLCCA),分析了海温、海面风场和海面气压场三要素场之间的非线性相关性。结果表明,西太平洋暖池的异常暖状态和热带太平洋的西风异常与ENSO的非线性之间存在着密切关联。进一步引入奇异值分解方法(SVD),将其与NLCCA方法相结合,分析了热带太平洋海温场与海面风场、海面气压场耦合变化的关键影响区及其异性相关的分布特征。分析表明,热带太平洋西风异常和西太副高与ENSO循环之间存在较好的相关性。具体表现在:海温在中东太平洋地区出现异常增暖时,有助于加强东南亚地区的对流发展,促使东南亚地区季风的提前爆发;而东北太平洋副热带高压强度变化对北太平洋中部Nam ias海区海温距平的东西向振荡具有重要作用。研究为ENSO循环的非线性特性提供了有力的证明,也为ENSO的预测研究奠定了相关基础。     

ENSO期间热带西太平洋势能的年际变化

利用1986/1987ENSO事件前后的深水CTD资料,计算了热带西太平洋(141°~165°E,10°N~10°S)相对于不同等压面的势能空间分布和时间变化。结果表明,ENSO期间热带西太平洋单位面积上水柱的势能明显减小,而热带西太平洋势能的经向变化明显大于纬向变化。经向变化的特征是赤道外势能大于赤道上的势能。势能最大值位于4°N和4°S,而最大年际变化则发生于7°N,远大于赤道附近。最后,还分析了热带西太平洋势能分布的地域性特征,并指出了这些特征与海洋水文特征的联系。     

热带太平洋海区混沌特征分析

基于 TOGA- TAO锚定于热带太平洋海区的 53个浮标站 1994年冬季海表温度 ( SST)资料 ,采用多种分析非线性动力系统的方法。如谱分析 ,相空间重构法等 ,以及计算描述混沌行为的重要指标 ,如分维数、L yapunov指数等 ,对热带太平洋是否存在混沌现象进行判别分析。发现在热带太平洋 130°W至 12 0°W之间存在强混沌区 ,在西边界附近也存在混沌区。但通过吸引子的相型可以看出热带东太平洋与西太平洋是不同性质的非线性动力系统 ,导致系统出现混沌现象的原因可能是不同的。     

Ocean Data Assimilation in the Tropical Pacific: A Short Survey

This short survey presents several research and operational developments of ocean data assimilation in the tropical Pacific, primarily for climate-scale phenomena. Aspects of theoretical error estimations, diagnostics and practical reduced space techniques are also briefly reported. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Spatial and temporal variability of heat content above the thermocline in the tropical Pacific Ocean

Abstract-Heat content of the upper layer above the 20℃ isotherm in the tropical Pacific Ocean isestimated by using the sea temperature data set with a resolution 2°latitude×5°longitude (1980～1993)for the water depths (every 10 m) from 0 m to 400 m, and its temporal and spatial variabilities are an-alyzed. (1) The temporal variability indicates that the total heat in the upper layer of the equatorial Pa-cific Ocean is charcterized by the interannual variability. The time series of the equatorial heat anomaly5 months lead that of the El Nino index at the best positive lag correlation between the two, and theformer 13 months lag behind the latter at their best negative lag correlation. Therefore the equatorialheat content can be used as a better predictor than the El Nino index for a warm or cold event. In addi-tion, it is also found that less heat anomaly in the equator corresponds to the stronger warm events inthe period (1980～1993) and much more heat was accumulated in the 4 years including 1992/1     

热带太平洋活性微生物菌株的筛选和鉴定

从热带太平洋的生物、海水、沉积物样品中分离到细菌、酵母和霉菌共475株．选择8个指示菌并采用圆形纸片法对分离菌株的发酵液进行抗菌和抗肿瘤活性筛选，获得20个具有抗菌和／或抗肿瘤活性的微生物菌株．细菌、酵母和霉菌活性菌株的筛选得率都比较低，分别为5．4％、2．2％和3．4％，其原因可能与纸片的发酵液的添加量较少和菌株发酵条件的控制有关．同时采用分子生物学方法鉴定了活性菌株，除4株未有结果外，其余菌株分归为9个属，其中芽孢杆菌属7株、占活性菌株的35％，盐单胞菌属2株、占10％，其它菌属各1株、占5％．抑菌谱分析表明，大多数活性菌株对革兰氏阳性细菌具有抑制作用，而来源于鱼体的菌株抑菌谱较广，对细菌、真菌均有拮抗作用，另外还发现一株酵母（Rhodosporidium toruloides）可抑制金黄色葡萄球菌．作者提出“活性指示（activity index）”参数，对活性菌株的抗菌谱和活性强度进行综合评估，也表明源于鱼体的菌株的活性指示值较高．这4株芽孢杆菌尤其是DY-Y-11A1A菌株，具有潜在的后续开发价值．     

Accumulation and Export of Dissolved Organic Carbon in Surface Waters of Subtropical and Tropical Pacific Ocean

Dissolved organic carbon (DOC) concentrations in surface waters of the Pacific Ocean during October–November, 1995, were determined using a high-temperature combustion method. The DOC in the surface mixed-layer was approximately homogeneous with a concentration between 55 and 89 μmol C l⁻¹. This homogeneity indicates that there is a strong control of the vertical distribution of DOC by mixing processes. The DOC concentrations in the mixed-layer in the subtropical region were up to 27 μmol C l⁻¹ higher than in the tropical region. This difference reflects the subtropical accumulation and the tropical export of DOC. There is a significant positive correlation between DOC and chlorophyll a concentrations in the mixed-layer of the North Pacific subtropical region, suggesting that phytoplankton is the primary source of DOC accumulated in this region. Calculations using simple box models suggest that DOC export in the tropical region (0–50 m depth, 10°N-10°S, along 160°W) occurs primarily by poleward advection at a rate of 0.5–3 mmol C m⁻²day⁻¹. A comparison with estimates of the export rate of particulate organic carbon published in previous studies leads us to conclude that DOC export may contribute less to the carbon budget in the tropical region than has recently been supposed. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

中太平洋海盆碳酸钙溶解带及其特征

本文通过对不同水深区沉积物中组分、生物面貌、矿物、ＣａＣＯ３含量和碳酸钙溶解率等特征的分析和对比，把本区碳酸钙溶解深度带划分为碳酸钙溶跃面（小于３７００ｍ）、弱溶带（３７００～４８００ｍ）、强溶带（４８００～５２００ｍ）和全溶带（大于５２００ｍ）。提出本海域碳酸钙补偿深度界面约在５２００ｍ。文中还阐述了不同碳酸钙溶解带及其沉积物特征，认为造成这种特征的主要原因是随着水深变化碳酸钙溶解程度不同以及与南极底层流等因素的影响有关。