基于20a卫星高度计数据的黑潮变异特征

黑潮作为一支典型的西边界流,其路径变化特征及其相关的物理现象对于渔业和航海有着不可忽视的影响。本文基于改进的特征线方法,利用1992~2012年的高度计绝对动力地形数据提取了整个黑潮流区逐月的黑潮主轴和边界位置,并对沿轴速度、主流宽度、表层水体输运以及路径标准差等黑潮特征量进行了分析研究。结果表明,黑潮整体的沿轴速度在夏秋季较大,最大值可达0.95 m/s,而在冬季的速度较小;黑潮主流宽度在10、11月份达到最大值;黑潮表层水体输运在夏季最大,春秋两季次之,冬季最小。沿黑潮流路分区域对黑潮特征进行分析,结果表明,越往黑潮下游,其沿轴速度、主流宽度和表层水体输运越大,同时沿轴速度和表层水体输运量最大值出现的时间也越晚,黑潮主轴位置相对于其多年平均的偏离程度越大,且随时间波动也越强烈。     

Argos漂流浮标的若干观测结果

表层漂流浮标是一种利用Argos卫星系统定位与传送数据的海洋观测设备,它可以利用Lagrangian法则连续观测表层海流及表层水温。文章利用近年在南海和西太平洋投放的部分卫星跟踪表层漂流浮标所取得的观测资料,分析观测海域的表层海流特征及其漂移路径上的温度变化,得出以下结果。(1)由浮标的漂移轨迹看出,黑潮表层流路年际变异相当大。(2)2003年1月,黑潮表层水有入侵南海的趋势,似无西北太平洋表层水深入南海的迹象;夏季南海表层水由南海流出经吕宋海峡汇入黑潮主干。(3)秋季台湾东北海区存在一个强反气旋涡,空间尺度约270km。(4)黑潮主干在秋末冬初经过东海时明显呈弯曲流动,并形成许多小尺度的气旋式涡。(5)在九州西南海域,黑潮表层流并无分支北上进入对马暖流区。(6)2003年春季,黑潮在日本以南的弯曲不明显,并伴随有冷、暖涡产生,暖涡的强度和空间尺度都要比冷涡大得多。(7)由漂流浮标观测得到的的表层海水的温度分布明显呈日变化和季节变化的特征。在浮标漂移路径呈反气旋或气旋式转动的区域,表层水温对应出现高或低温区;但出现在台湾以东的低温区则与此时期的台风过境有关。     

黑潮区台风域海-气热输送量的计算

根据1972和1974年经过黑潮区的两个台风个例,计算和分析了台风各部位在不同的海气条件下热量输送的垂直分布特点。表明,在台风前部信风带中,热量垂直输送限于700hPa以下,在1000hPa处有约167.47—209.34J/(cm~2·h)的最大值,700hPa以上热量向下输送;在台风中心区,热量输送量最大,在1000hPa处接近420J/(cm~2·h),在850hPa附近可能有热输送量的最大值,其上随高度减小;在台风后部偏南气流中,向上热输送量较小;各层最大值不超过84J/(cm~2·h)。     

台湾暖流起源的研究

根据台湾东北海域的水文资料分析,作者对台湾暖流起源提出以下看法:台湾暖流起源于黑潮分支和台湾暖水,黑潮分支为主要源泉。台湾暖流的深层水完全来自黑潮分支的深层水,不具有暖流性质,而其上层水是由黑潮分支的上层水和台湾暖水组成。由于台湾暖水有明显的季节变化,与此相应,台湾暖流也发生相应的变化。     

吕宋和台湾岛以东黑潮季节与年际变化规律的对比分析

黑潮是北太平洋副热带环流系统的一支重要的西边界流。前人对不同流段黑潮的季节和年际变化进行了诸多研究,然而基于不同数据所得结论仍存在差异,尤其是不同模式计算所得流量差别很大,而且以往研究往往着眼于某一流段,对不同流段黑潮变化之间的异同及其原因涉及较少。本文基于卫星高度计数据,评估了OFES(Ocean generalcir culation model For the Earth Simulator)和HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model)两个模式对吕宋岛和台湾岛以东黑潮季节与年际变化的模拟能力,进而对两个海域黑潮变化的异同及其物理机制进行了分析。结果表明:HYCOM模式对黑潮季节变化的模拟较好,而OFES模式对黑潮年际变化的模拟较好。吕宋岛以东黑潮和台湾岛以东黑潮在季节与年际尺度上的变化规律均不相同,且受不同动力过程控制。吕宋岛以东黑潮呈现冬春季强而秋季弱的变化规律,主要受北赤道流分叉南北移动的影响;而台湾岛以东黑潮呈现夏季强冬季弱的变化特点,主要受该海区反气旋涡与气旋涡相对数目的季节变化影响。在年际尺度上,吕宋岛以东黑潮与北赤道流分叉及风应力旋度呈负相关,当风应力旋度超前于流量4个月时相关系数达到了-0.56;而台湾岛以东黑潮的流量变化则受制于副热带逆流区涡动能的变化,且滞后于涡动能9个月时达到最大正相关,相关系数为0.44。本研究对于深入理解不同流段黑潮的多尺度变异规律及其对邻近海区环流与气候的影响具有重要意义,同时对于黑潮研究的数值模式选取具有重要参考价值。     

Nitrogen fixation driven by mesoscale eddies and the Kuroshio Current in the northern South China Sea and the East China Sea

N₂ fixation rates(NFR, in terms of N) in the northern South China Sea(nSCS) and the East China Sea(ECS) were measured using the acetylene reduction assay in summer and winter, 2009. NFR of the surface water ranged from 1.14 nmol/(L·d) to 10.40 nmol/(L·d)(average at(4.89±3.46) nmol/(L·d), n=11) in summer and 0.74 nmol/(L·d) to 29.45 nmol/(L·d)(average at(7.81±8.50) nmol/(L·d), n=15) in winter. Significant spatio-temporal heterogeneity emerged in our study: the anticyclonic eddies(AE)(P...     

西北太平洋九州-帕劳海脊北部KPR12岩芯40万年来有机碳来源、埋藏特征及其环境响应

西北太平洋海陆相互作用强烈,受黑潮和亚洲大陆风尘输入影响显著,是研究海洋沉积物中有机碳埋藏与陆源输入、海洋初级生产力和海洋环境演化关系的理想靶区。本研究基于采自九州-帕劳海脊北部的重力活塞647 cm长的KPR12岩芯,分析了总有机碳（TOC）、总氮（TN）、有机碳稳定碳同位素组成（δ¹³C_TOC）、蛋白石（Opal）以及粒度等指标,初步探讨了近40万年来轨道尺度沉积有机碳的来源、埋藏特征及其影响机制。岩芯的TOC含量平均值为0.214%,呈冰期较高、间冰期较低的旋回特征。岩芯沉积物粒度的不同端元反映了研究区风尘输入大致呈冰期较高的趋势。岩芯的δ¹³C_TOC（-25.24‰~-21.04‰,平均值为-22.59‰）显示有机质以海源为主（约62%）,海源有机碳含量趋势与TOC的变化一致。研究区不同时期陆源物质的输入受风尘输送和黑潮的综合控制,黑潮增强可能对该区间冰期陆源有机碳贡献的升高有一定影响。岩芯中TOC与Opal含量的相关性分析表明,海洋初级生产力可能不是控制该岩芯有机碳含量变化的主要原因。冰期-间冰期旋回中的深层水通风条件、黑潮和北太平洋中层水的发育以及陆源细颗粒物质输入可能共同影响着本区沉积有机碳的降解与埋藏保存。

     

1998年春夏南海温盐结构及其变化特征

利用1998年5～8月“南海季风试验”期间“科学1”号和“实验3”号科学考察船两个航次CTD资料,分析了1998年南海夏季风暴发前后南海主要断面的温盐结构及其变化特征.观测发现,南海腹地基本被典型的南海水团所控制,但在南海东北部尤其是吕宋海峡附近,表层和次表层水明显受到西太平洋水的影响.季风暴发以后,南海北部表面温度有显著升高,升幅由西向东递减,而南海中部和南部表面温度基本没变,这使得南海北部东西向温度梯度和整个海盆南北向温度梯度均减小.北部断面表层盐度普遍由34以上降低到34以下,混合层均有所发展,是季风暴发后降水和风力加剧的结果.观测期间黑潮水跨越吕宋海峡的迹象明显但变化剧烈.4～5月,黑潮次表层水除在吕宋海峡中北部出现外,在吕宋岛以西亦有发现,表明有部分黑潮水从吕宋海峡南端沿岸向西进而向南进入南海.6～7月,次表层高盐核在吕宋海峡中北部有极大发展,但在吕宋岛以西却明显萎缩;虽然看上去黑潮水以更强的流速进、出南海,但对南海腹地动力热力结构的影响未必更大.一个超过34.55的表层高盐水体于巴拉望附近被发现,似与通过巴拉望两侧水道入侵南海的西太平洋水有关.     

Population genetic diversity and structure of a dominant tropical seagrass,Cymodocea rotundata,in the Western Pacific region

Cymodocea rotundata is an ecologically important tropical pioneer seagrass species distributed in the Indo‐Pacific region. The population genetic diversity and structure of this species were analysed at 46 sites spanning the Philippines, Ryukyu Islands (northern limit) and Hainan Island, by using microsatellite simple sequence repeat (SSR) markers. Analyses revealed the persistence of C. rotundata likely relies on local population dynamics and fitness influenced by environmental gradients, with sexual reproduction prevalent in the Philippines while the Ryukyu and Hainan populations were predominantly established by clonal spread. Analysis of molecular variance showed significant genetic differentiation (P < 0.001) among three geographic regions: the Philippines, Ryukyu and Hainan. Furthermore, the mean fixation index value was very high (F_ST = 0.36), indicating poor dispersal potential or limited gene flow. Allelic richness and heterozygosity of C. rotundata was comparable in the Philippines and Ryukyu Islands populations. More private alleles were found in the Philippines and excess heterozygotes in the Ryukyu Islands. STRUCTURE analysis revealed that the Ryukyu and Hainan populations were mosaics of admixed alleles of individuals from the Philippines. An assignment test suggested that recruitment occurs from the Northeast Philippines to Ryukyu Islands. These results suggest that the Philippine populations are tropical seagrass hotspots and perhaps the origin of the populations in the Ryukyu and Hainan Islands. This scenario is most likely driven by the Kuroshio Current and island integration events during plate tectonic activities. The Philippine Archipelago is considered of high importance for conservation objectives and management plan of seagrasses. Likewise, the Ryukyu Islands are also important in terms of conserving regional diversity because locally adapted genotypes have important evolutionary potential in the face of environmental change.     

The Kuroshio East of Taiwan and in the East China Sea and the currents East of Ryukyu Islands during early summer of 1996

Using hydrographic data and moored current meter records and the ADCP observed current data during May–June 1996, a modified inverse method is applied to calculate the Kuroshio east of Taiwan and in the East China Sea and the currents east of Ryukyu Islands. There are three branches of the Kuroshio east of Taiwan. The Kuroshio in the East China Sea comes from the main (first) and second branches of the Kuroshio east of Taiwan. The easternmost (third) branch of the Kuroshio flows northeastward to the region east of Ryukyu Islands. The net northward volume transports of the Kuroshio through Section K₂ southeast of Taiwan and Section PN in the East China Sea are 44.4×10⁶ and 27.2×10⁶ m³s⁻¹, respectively. The western boundary current east of Ryukyu Islands comes from the easternmost branch of the Kuroshio east of Taiwan and an anticyclonic recirculating gyre more east, making volume transports of 10 to 15×10⁶ m³s⁻¹. At about 21°N, 127°E southeast of Taiwan, there is a cold eddy which causes branching of the Kuroshio there.