北极孔斯峡湾表层沉积物中溶解有机质的来源与转化历史

在北极地区孔斯峡湾采集28个表层沉积物样品,测定了其中水溶性有机质(也称溶解有机质,DOM)的分子量分布、紫外/可见吸收光谱和三维荧光光谱特征,并利用平行因子分析(PARAFAC)模型对DOM的荧光组分和来源进行了解析。结果表明:孔斯峡湾表层沉积物中有色溶解有机质(CDOM)及其中的荧光溶解有机质(FDOM)含量均从内湾向外湾方向呈逐渐累积的趋势,但CDOM中的FDOM所占比例逐渐减小,与DOM趋于老龄化密切相关。沉积作用减弱以及长期的光化学降解和微生物降解作用对此起主要贡献,并导致腐殖质和小分子组分在沉积物DOM中所占的比例呈逐渐递增的趋势。沉积物DOM包含陆源类腐殖质、自生源类腐殖质和类蛋白等三个荧光组分,但是其组成比例空间差异很大。吸收光谱斜率比(S_R)随自生源所占百分比增加而减小,随DOM腐殖质组分中陆源与自生源的比值增加而增加;腐殖化指数(HIX)随类腐殖质与类蛋白质比值和水深的增加而增加,生物源指数(BIX)随自生源比例增加而增加。峡湾沉积物DOM的组成和来源存在着高度的空间差异,在冰川湾区由水体颗粒有机质(POM)的近期转化和迁移而来,而在峡湾中央及口门附近以较老的腐殖质为优势,主要源于水体DOM长期迁移和转化。研究表明,FDOM/CDOM,S_R,HIX和BIX等构成的CDOM光谱指纹信息可以作为揭露沉积物溶解有机质来源及迁移转化历史的工具,对探索海洋与冰川相互作用影响下的峡湾环境演变有着重要意义。     

西北冰洋表层沉积物中重金属的赋存形态研究

用连续提取法对选自西北冰洋的32个表层沉积物进行分析,测定了Cr、Cu、Pb在全样中及其在P1-2、P3、P4、P5中的含量.结果表明随着离岸距离增加,水深加深,Cr、Cu、Pb含量呈增高的趋势.研究区陆架沉积物中Cr、Cu、Pb含量分别为60.66、14.77、16.65μg/g;深海沉积物中Cr、Cu、Pb的含量分别为80.40、41.70、25.62μg/g.元素赋存形态分析表明,Cr、Cu、Pb主要赋存在残渣态,残渣态中三元素的含量平均值分别为64.97、19.67、17.56μg/g,占元素总量的比例分别为93.58%、75.02%和83.76%.三元素在各赋存形态中的含量分布是:Cu为残渣态>有机质和硫化物态>铁锰氧化态>可交换及碳酸盐态;Pb和Cr则为残渣态>铁锰氧化物态>有机质硫化物态>可交换态及碳酸盐态.研究区重金属元素在不同赋存形态中的含量分布与北太平洋深海沉积物中类似.     

2011年春夏长江中下游旱涝急转特征及原因分析

利用NCEP再分析资料,分析了影响2011年春夏季长江南部中下游地区发生旱涝急转的异常大气环流特征及影响因素。发现:长江南部中下游地区旱涝急转发生与西北太平洋副热带高压的变化有密切关系。副热带高压由弱到强的变化为降水提供了水汽条件,高空急流的变化则为降水提供了上升运动条件。进一步分析表明,西太平洋副热带高压西伸加强的原因与副热带高压加强前一候时间内孟加拉湾地区的异常对流加强有密切的关系。急流的变化则与陆地气温的季节变化和中纬度西太平洋强经向海表面温度(SST)梯度异常存在密切的联系。本文的研究表明:2011春夏季长江中下游地区旱涝急转现象的发生,是局地大气环流变化,南北半球大气相互影响以及海洋对大气环流影响的共同作用造成。     

Arctic sea-ice motion and its relation to pressure field

Daily Arctic sea-ice motion maps during the winter seasons (December–March) from December 1988 to March 2003 derived from NSCAT, QuikSCAT, SSM/I, and AMSRE data by a wavelet analysis method have been merged with those derived from buoy data. These merged sea-ice motion data have been used to study the circulation regimes and winter-to-winter variability of Arctic sea-ice motion. The relation between sea-ice motion and the pressure field in the Arctic Ocean was also studied by applying Principal Component Analysis (PCA) to the monthly merged sea-ice motion data and the monthly pressure field data from IABP. The mean Arctic sea-ice motion map of the 15 winter seasons has two distinct features: the Beaufort Gyre and a cyclonic circulation system in the Eurasian Basin, which moves ice from the Laptev Sea to Fram Strait. The strengths and sizes of the two features change from one winter season to another. Seasons with a strong or normal Beaufort Gyre alternate with seasons with a weak or no Beaufort Gyre every one to three seasons. The principal components of the first two modes of PCA of the monthly sea-ice motion are closely correlated with their counterparts of the monthly pressure field in the Arctic Ocean. The mode-one components of these two anomalies alternate between anticyclonic and cyclonic circulation systems. The correlation between Arctic Oscillation indexes and the principal components of the first mode of PCA of the monthly Arctic sea-ice motion is low but statistically significant.     

夏季流经东沙群岛北侧的一支偏西向海流

主要根据1992年8月中国科学院南海海洋研究所和香港理工大学合作进行的“南海环流试验”的调查资料，并引用中国科学院南海海洋研究所1982年7月、1985年8月在南海东北部的调查资料、黑潮合作调查（CSK）的资料，通过温、盐度分布特征的分析，并结合动力计算结果，指出夏季在南海东沙群岛北侧存在着一偏西向海流，它的流动路径与文献[5－7]中所说的南海黑潮分支的流动路径显著不同。对夏季南海海流的三维数值模拟也得到了相似的结果。     

渤海盐度年代际变异对环流结构的影响

收集并利用1950年代~1990年代后共5个年代的渤海盐度统计资料,诊断计算了不同时期的渤海密度流分布及其变化。通过对比分析,揭示了冬、夏两季渤海盐度的年代际变异特征及其对环流结构的影响。结果显示,自1980年代以来,渤海的盐度格局发生了显著的变化,盐度的水平梯度减小,渤海内部盐度由明显低于海峡区向普遍高于海峡区转变。渤海密度流在冬季较弱,对总环流的贡献较小,而在夏季较强,并在总环流中占优。夏季,渤海密度流随盐度变异有所改变,在1990年代后环流系统在海区中部、渤海湾以及莱州湾呈现出局部的差异,原有流动明显减弱。夏季渤海重要断面的密度流流量和盐通量值整体上呈减小趋势,渤海与外海间的平均水及盐交换量由1950年代的7.85×104 m3/s、2.49×106kg/s降至1990年代后的7.09×104 m3/s、2.27×106 kg/s。     

Circulation on the north central Chukchi Sea shelf

Mooring and shipboard data collected between 1992 and 1995 delineate the circulation over the north central Chukchi shelf. Previous studies indicated that Pacific waters crossed the Chukchi shelf through Herald Valley (in the west) and Barrow Canyon (in the east). We find a third branch (through the Central Channel) onto the outer shelf. The Central Channel transport varies seasonally in phase with Bering Strait transport, and is 0.2 Sv on average, although some of this might include water entrained from the outflow through Herald Valley. A portion of the Central Channel outflow moves eastward and converges with the Alaskan Coastal Current at the head of Barrow Canyon. The remainder appears to continue northeastward over the central outer shelf toward the shelfbreak, joined by outflow from Herald Valley. The mean flow opposes the prevailing winds and is primarily forced by the sea-level slope between the Pacific and Arctic oceans. Current variations are mainly wind forced, but baroclinic forcing, associated with upstream dense-water formation in coastal polynyas might occasionally be important.Winter water-mass modification depends crucially on the fall and winter winds, which control seasonal ice development. An extensive fall ice cover delays cooling, limits new ice formation, and results in little salinization. In such years, Bering shelf waters cross the Chukchi shelf with little modification. In contrast, extensive open water in fall leads to early and rapid cooling, and if accompanied by vigorous ice production within coastal polynyas, results in the production of high-salinity (>33) shelf waters. Such interannual variability likely affects slope processes and the transport of Pacific waters into the Arctic Ocean interior.     

变暖背景下北极海冰减少在冬季北半球高纬大陆降雪增加中的作用

过去的几个冬季中,北美、欧洲、西伯利亚和东亚大部分地区经历了冷冬和强降雪,而这与北极海冰的快速减少有关。尽管北极海冰减少在冷冬和强降雪中的作用仍存在争议,但这种新兴的气候反馈在未来变暖背景下是否会持续仍值得关注。中等排放情境下的气候模式模拟结果揭示,欧洲东北部、亚洲中部北部、北美北部的冬季降雪增加会成为贯穿21世纪的一个稳健的特征。21世纪这些区域冬季降雪增加的主要原因是北极秋季海冰的减少（很大的外部强迫）,而冬季北极涛动的变化（北半球主要的自然变化形态）对降雪增加的作用很小。这一结果不仅体现在多模式平均上,而且每个单独模式的结果依然如此。我们认为海冰-降雪之间的强反馈作用可能已经出现,并且在接下来的几十年中这种强反馈作用可能会增强,北半球高纬地区的强降雪事件也会增加。     

华北地区夏季降雨量与南海海温长期变化的关系

比较了华北地区7个站与17个站1951-1997年夏季（6，7，8月）降雨量与气候随时间的变化特征，并对其成因作了探讨。结果表明，用北京、天津、邢台、烟台、郑州、太原和济南等7个站可代表该地区夏季降雨量与气候的多尺度变化特征，过去47a该地区依次经历了湿凉、湿热、湿凉、干热、湿热几个时期，降雨量的长期变化与南海前冬（1-2月）海温成负相关。前冬南海海温偏高，意味着初夏南海地区大气对流低频振动偏弱，南海夏季风爆发较晚，西南季风较弱，夏季西太平洋副高位置偏南，华北地区大气低层北风加强，华北地区夏季少雨，前冬南海海温偏低时情况则相反，考虑冬季（1-2月）南海南温和7-8月西太平洋副高脊线位置（纬度）的影响用均生函数建模，试验结果与用子波变换重构方法考虑华北地区夏季降雨量的变化趋势比较，二者相吻合，预测试验结果与过去3a的实况基本一致。     

北冰洋西部表层沉积物粘土矿物分布及环境指示意义

楚科奇海及邻近的北冰洋深水区表层沉积物中粘土矿物的分布受源区母岩和海区环流结构所制约。来自加拿大马更些河的物质富含高岭石和伊利石,对研究区东北部和北部沉积物的影响较大;来自阿拉斯加西北部的河流和海岸带物质富含绿泥石,高岭石含量变化较大,对阿拉斯加西北部近海沉积物的影响明显;来自西伯利亚的物质富含绿泥石,对研究区西部沉积物的影响较为明显。自白令海峡进入的太平洋水携带富含蒙皂石的育空河物质横穿楚科奇海陆架向北扩散,导致楚科奇海中部沉积物中的蒙皂石含量高;同时,粘土矿物自身的粒度分异在某种程度上也促使蒙脱石在离岸距离较远的中部海区富集。