太平洋年代际海洋变率研究进展

随着“气候变率与可预报性研究”（CLIVAR计划）的实施，年代际气候变率研究已经成为国际气候研究的一个新热点，由于海洋特别是海洋次表层具有巨大的热损性，海洋环流在年代际气候变率中所起的作用已得到越来越多的重视。但迄今为止，海洋以什么方式参与到年代际气候变化中，海洋次表层在年际和年代际时间尺度上起到什么作用这些与海洋环流有关的问题仍未得到解决，而这些问题的解决将有助于建立一种完备的年代际气候变化机制的理论，文章通过对近10a来国内外在该领域内研究进展的回顾，提出了一个关于太平洋年际变化（如ENSO循环）和年代际变化（如PDO循环）相互作用的猜想，为今后在国内开展相关研究提供了一些设想。     

南海北部次表层高盐水的季节变化及其与西北太平洋环流的关系

次表层高盐水(34.68‰)作为北太平洋热带水(NPTW)的示踪,可用来研究黑潮入侵,了解南海与太平洋的水体交换。文章利用基于高分辨率混合坐标海洋模式(HYCOM)的海洋再分析资料,研究了南海北部次表层高盐水的季节变化及其影响因子。模拟结果显示,南海北部高盐水位于100~200m水深,最西可达111°E,其体积存在明显的季节变化,12月达到极大值,6月达到极小值。进一步的分析表明,其季节变化主要受低纬度西北太平洋大尺度环流的调制,与北赤道流分叉点位置的季节变化(1月到达最北端、6月到达最南端)呈现很好的相关性。受太平洋大尺度风场的影响,北赤道流分叉点上半年(下半年)向南(北)移动,导致黑潮输运增强(减弱),通过吕宋海峡进入南海的盐通量减少(增加),从而使南海次表层高盐水的盐度降低(升高)。吕宋海峡断面的流速和盐通量分布特征显示,西太平洋高盐水主要通过吕宋海峡中部(20°~21°18'N)进入南海北部。     

近148年塞舌尔珊瑚氧同位素记录的热带印度洋海盆模态

在厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件的后期,热带印度洋海表温度(SST)会呈现海盆尺度一致增暖或冷却的分布,被称为印度洋海盆模态(IOBM).近几年的研究表明,IOBM是热带印度洋SST年际变化最主要的模态,影响了从印度洋到西太平洋及周边区域的气候.对西印度洋塞舌尔群岛(Seychelles)近148年的珊瑚氧同位素(δ18O)资料的再研究表明,该珊瑚δ18O能非常好地指示西印度洋局地SST的季节变化和长期变化,且能够表征热带印度洋海盆尺度SST的年际变化.进一步的研究显示δ18O所表征的IOBM具有3~7年的年际变化周期,并受年代际变化的调制.通过与全球海温资料的相关分析发现,该珊瑚δ18O信号滞后热带太平洋SST变化约5个月,在ENSO盛期次年春季相关达到最大.其空间分布显示塞舌尔群岛位于IOBM模态的关键海区,能够用来表征IOBM以及ENSO对印度洋的大气遥相关效应.这表明塞舌尔群岛的珊瑚氧同位素序列可以作为IOBM代用指数,用以研究印度洋气候的长期变化.     

黑龙江省草地螟第三暴发周期气候特征及风险概率

1996年以来,黑龙江省草地螟第三暴发周期持续至今,危害日益加重。以1959—2008年黑龙江省28个国家基本站气象资料以及草地螟暴发期等资料为基础,分析了黑龙江省草地第三暴发周期的气候特征及风险概率。结果表明：近50 a来,黑龙江省年平均气温、年平均最低气温呈显著的上升趋势,通过0.001显著性检验,气温在1988年前后出现突变。其他要素如降水量、降水日数、风速和日照时数均呈减少趋势,但只有年日照时数和年平均风速的减少趋势通过了显著性检验。哈尔滨草地螟始发日期与同期平均气温、日最高气温、最低气温、最小相对湿度关系密切,本地越冬虫源春季羽化对气温、相对湿度敏感性较高;同时,始见日期与最大风速的风向相关较为密切,可能是由于外地虫源对风向敏感性较高。通过对黑龙江省草地螟高峰期首日的风险概率分析,得出草地螟高峰期出现在5月最后一个候的风险概率为23.6%;出现在6月上旬的风险概率为36.6%;出现在6月中旬的风险概率为24.0%;出现在6月下旬的风险概率为14.4%。     

中国物理海洋学研究70年:发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛影响力的研究成果,其中包括:提出了被国际广泛采用的“普遍风浪谱”和“涌浪谱”,发展了第三代海浪数值模式;提出了“准调和分析方法”和“潮汐潮流永久预报”等潮汐潮流的分析和预报方法;发现并命名了“棉兰老潜流”,揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等,系统描述了太平洋西边界流系;提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流);不断完善了中国近海陆架环流系统,在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流,以及陆架波方面均取得了深刻的认识;从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结;发展了浅海水团的研究方法,基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制,在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献;阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制,揭示了中尺度涡的三维结构,定量评估了其全球物质与能量输运能力;基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征,提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制;构建了“南海内波潜标观测网”,实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识;发展了湍流的剪切不稳定理论,提出了海流“边缘不稳定”的概念,开发了海洋湍流模式,提出了湍流混合参数化的新方法等;在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识,并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响;研发了全球浪–潮–流耦合模式,推出一系列海洋与气候模式;发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统;建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模 型实验平台;发展了ENSO预报的误差分析方法,建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系,揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应;初步建成了中国近海海洋观测网;持续开展南北极调查研究;建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统,为中国气象减灾提供保障;突破了国外的海洋技术封锁,研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器;建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型,为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示,经过70年的发展,中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍,这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军。     

TRMM卫星降雨雷达观测的南海降雨空间结构和季节变化

利用热带降雨计划卫星(TRMM)获得的雷达降雨资料,对南海及其周边区域(简称南海地区)降雨的空间分布和季节特征进行了研究。结果表明：南海地区的降雨在空间上分布很不均匀,同时具有显著的季节变化。除了副高活动、季风潮、冬季冷涌和热带低压活动等天气过程,南海周边广泛分布的山地地形对该地区的降雨分布也产生强烈影响,降雨呈现南部高于北部、东部高于西部的分布特征?与CAMP和台站资料相比,PR观测具有更丰富的空间结构,能够更好地体现降雨随时间和空间变化的特征、反映高大的山地地形对降雨分布的影响。     

ENSO事件对云南及临近地区春末初夏降水的影响

本文采用合成及相关分析的方法,应用55年中国降水资料、美国NOAA海表温度资料以及NCEP/NCAR再分析资料,研究了ENSO事件对我国云南及其邻近地区春末初夏降水的影响及物理机理.研究结果表明:(1)在El Ni(n)o (La Ni(n)a)年,云南大部分地区4～5月降水偏少(多),东部地区相关信号尤其明显;(2)...     

大洋环流的通风温跃层研究进展

介绍了大洋环流理论中通风温跃层研究的主要进展。给出了温跃层研究的发展过程、有关通风温跃层的基本概念、通风温跃层内环流的基本特征以及环流通风的计算结果。突出强调了在给出大洋的表面边界条件的情况下,如风应力旋度、背景层化、混合层深度、混合层密度分布以及侧边界条件,如何由通风温跃层理论得到大洋在三维尺度上水体运动的特征。     

四种全球大洋水汽数据产品的比较分析

文章比较了卫星专用传感器微波成像仪/探测仪(SSM/I&SSMIS)、遥感系统数据集(RSS V7R01)、欧洲中期天气预报中心第5代再分析数据(ERA5)和现代回顾分析的研究与应用第2版数据(MERRA-2) 4种观测和再分析资料在刻画全球大洋水汽气候态中的异同点, 初步探究了不同尺度的大气柱水汽总量(TCWV)的变化特征和长期趋势。研究结果表明, 4种数据TCWV的空间分布、季节和年际变化较为一致。从1988至2018年, TCWV总体呈增加趋势, 其中热带海洋的年际变化显著, 增加趋势较强, 且和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)高度相关。利用再分析数据做短时间(如1991—1997年)的TCWV趋势分析时要慎重使用ERA5和MERRA-2的数据。在研究热带区域长期水汽变化趋势时, 需谨慎使用MERRA-2的数据。     

内蒙古四子王旗小南山地区辉长岩型铜、镍矿成矿条件分析

四子王旗小南山地区铜、镍矿赋存于辉长岩中,矿化区与线状重力等值线密集带或水平一阶导数线状异常(或串珠状异常)重叠,推断在矿区南北有近东西向断裂存在。磁法测量显示为一规则正异常。推测磁异常是由深部辉长岩岩体引起。由于该异常与化探Cu多金属组合异常吻合较好,同时在异常走向边缘有小南山Cu、Ni矿床,异常组合形式及地质条件都有可比性,进一步做大比例地质物化探工作。