季风指数及其年际变化Ⅱ.南海夏季风分量动能强度指数及其年际变化

计算了各年南海夏季风建立前后流场的场相似度、场比幅、季风分量动能强度指数和突变度.指出按变差度最大或相似度绝对值最小及其变化最陡以及比幅最小,可客观定量地定出季风来临的预兆日期,在大多年份该日期比用天气气候学方法得到的季风来临(爆发)日期要早些,且两者有较好正相关.绝大多数年份季风建立时有环流突变发生,但也有少数年份呈调和变化或二次突变.季风分量动能强度指数能够反映各年南海夏季风建立后的强度.最后分析指出,南海850hPa夏季风的前兆日期,突变度和强度指数都有明显的年际和年代际变化.     

高云与高层垂直速度关系的个例研究Ⅱ.动力学分析

观测表明,高云的夏季块状分布和冬季带状分布,与低层赤道辐合带的夏季与冬季的形状十分相似;并且卷云和卷层云可以独立于深对流单独存在.作者对这两个观测分析结果进行动力学分析,结论如下:1)由于印度洋北面是青藏高原与亚洲大陆,夏季不能在北面副热带地区形成反气旋,从而印度洋赤道北面为西南气流,导致了赤道辐合带在该地区断裂并且相应的深对流在亚洲季风区的块状分布.2)利用斜压超长波理论,将Rodwell等的亚洲季风单向模型(即非绝热加热导致季风形成)作了修改,扩展为双向闭合模型.印度洋跨赤道偏南风产生大范围水汽辐合,其与地形的共同作用,产生了降水云系的高层加热,由于Sverdrup涡度平衡关系,导致了低层的偏南风而形成了一个相互作用的闭合过程,从而表明了亚洲夏季风是准定常的.3)通过详细分析涡度方程,证明除了恰好在赤道上之外,赤道辐合带上的水平辐合均会产生涡,并且这些涡由点涡(涡度的奇异部分)与各种尺度的涡(涡度的正则部分)组成.正涡度对应于云区,负涡度对应于晴空区,与赤道辐合带(ITCZ)的观测结果一致.4)由于辐合和切变产生涡,得到赤道辐合带和深对流的带状准定常维持的动力机制,即:由于赤道辐合带的辐合,其南北风辐合与东西风切变将产生涡,其与水汽的共同作用产生了深对流的上升降水云系,而降水云系的潜热诱导上升,进一步加强了水平辐合,从而表明了赤道辐合带的带状准定常维持的中介是不同尺度的涡.5)卷云和卷层云可以独立于深对流的原因是热带卷云和卷层云与流场是可以互相激发的,深对流不是其唯一的源.     

一次引发南亚大暴雨的季风低压结构、涡度与水汽收支分析

对2003年夏季风期间,7月24～28日印度季风槽内季风低压发展西移与阿拉伯海中尺度低压合并引发南亚的一次大暴雨过程进行了诊断分析,探讨了印度季风槽、季风低压的三维结构以及低压区域的涡度、水汽收支.揭示和确认了一些事实:1)印度季风槽区对流层中下层存在明显的风场切变,槽区高温高湿,为单一性质的热带气团,低层为对流不稳定,槽区对应正涡度区;2)季风低压是一较深厚系统.动力结构为低层正涡度,高层负涡度,低层辐合,高层辐散.其西移速度约500 km·d.季风低压北侧整层为深厚的东风,南侧在对流层中低层为西风,在高层为东风.热力结构在低层(700～800 hPa)间存在弱冷区,而中高层几乎为暖心结构.低压对应高湿区,低压中心西侧整层为相对湿度大值区;3)季风低压的发展过程中,低层的辐合场制造正涡度,促进低压的发展;4)低压区水汽强烈辐合,西边界输入量最大.在此研究工作的基础上,作者还比较了夏季风期间南亚印度季风槽和东亚梅雨锋系统的异同.     

East Asia winter monsoon variations on a millennial time‐scale before the last glacial–interglacial cycle

Grain size and magnetic susceptibility measurements on samples from a typical loess–palaeosol sequence on the central Chinese Loess Plateau are used to reconstruct the Pleistocene East Asian monsoon climate. The coarse‐grained fraction, i.e. the weight percentage > 30 μm of the bulk grain‐size distribution, is used as a sensitive proxy index of the East Asia winter monsoon strength. On the basis of an absolute time‐scale, time‐series variations of this proxy show that winter monsoon strengths varied on millennial time‐scales during the periods 145–165, 240–280, 320–350, 390–440, 600–640, 860–890, 900–930 and 1330–1400 kyr BP. The wavelength of these climatic oscillations varied between 1.89 and 4.0 kyr, as is shown by spectral analysis using the multitaper method. Although numerical simulation experiments show that high frequencies also can arise from measurement errors in the grain‐size analysis, the frequencies prove to be sufficiently stable when the spectral analysis is repeated with a different number of tapers. For the time being, we do not correlate these climatic oscillations with palaeoclimatic records in the North Atlantic deep‐sea sediments because both time‐scales need to be further improved. Our data, however, certainly demonstrate that millennial‐scale East Asian winter monsoon variations in the last 1.4 million years can be detected from terrestrial loess records. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

Sedimentology,palaeoecology and geochronology of Last Interglacial deposits from Deeping St James,Lincolnshire, England

Pollen, plant macrofossil, molluscan and coleopteran data from organic muds below the low terrace of the River Welland at Deeping St James, Lincolnshire indicate deposition in the mixed oak forest phase of a Late Pleistocene interglacial. Coleopteran and molluscan data suggest summer temperatures up to 4°C warmer than at present in eastern England, and plant macrofossil material suggests a climate more continental than that of Britain in the Holocene. No direct analogue of this biota, however, exists currently in Europe. Biostratigraphical indications from the pollen coleoptera and Mollusca suggest an age in the Ipswichian Interglacial. Thermoluminescence dates between 120 ka and 75 ka and amino-acid ratios with a mean of 0.11 show that deposition of the sediments took place during Oxygen Isotope Stage 5. This accurate dating of a partial Ipswichian succession allows discussion of the ages of a number of other interglacial sites in eastern England of assumed Ipswichian age. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

夏季季风转换期间南沙群岛海域的温盐分布特征

应用2002年5月9-22日南沙群岛海域的水文观测资料,分析了季风转换期间南沙群岛海域的水文状况,并对比了调查海域不同区域的温盐分布特征。结果表明,夏季风转换期间海洋表层温度较高,基本在30℃以上,垂直结构上温度层结比较稳定。东北一西南走向界线两侧海域的温盐状况有明显的差异：西北部海域温度较高,垂向上有逆盐层现象;东南部海域温度相对较低,盐度的垂向结构上显示有双跃层现象,两海区水文特征的差异与季风结构和局地环流有密切的关系。从连续站温盐的时空剖面图可以看到,跃层以下,不规则的半日周期内潮对温盐分布有显著的影响。     

新疆东昆仑-阿尔金地区航磁反映的断裂构造特征

本文根据最新的航磁资料,将东昆仑-阿尔金山地区按照不同的磁异常面貌特征进行了分区描述,其总体展布以北东和近东西向为主,磁异常具有明显的分区、分带性。同时辅以卫星重力资料,通过解析延拓、任意水平方向导数计算等处理,得到大量与断裂相关的地球物理场信息,并结合地质资料综合分析,揭示了研究区内断裂构造尤其是深大断裂在磁场上的特征。这些特征主要以不同磁场分界线、磁异常梯度带和串珠状异常等形式呈现,明显的表现为磁场分区、分带的界线。在此基础上,根据航磁资料解释和实际应用结果对深大断裂与成矿的关系进行了探讨。本文实例揭示已知的中小型矿床多位于深大断裂附近。     

钓鱼岛东北冷涡特征及其生长消亡规律

利用1987到2011年期间7个航次的调查数据揭示了夏季钓鱼岛东北海域存在冷涡的事实,首次将其命名为钓鱼岛东北冷涡,并初步分析了钓鱼岛东北冷涡特征及其生长消亡规律。结果表明:钓鱼岛东北冷涡是由底层海水涌升形成的中尺度冷涡,但其凸起的温盐等值线不能在海表面露头,不能从海表层水文特征识别该涡;该涡尺度在150km左右,其水团特征盐度为34.70—34.80,特征温度低于20°C;该涡是季节性冷涡,每年夏季都会出现,该涡5、6月份开始形成,到8月份强度最强,此时其向上涌升的趋势可以达到水深30m以浅,然后开始减弱,可以持续到10月份左右,其它时间则不存在;从50m层的温盐特征来看,不同年份夏季冷涡核心位置稍有不同,整体位置在123.2—124.2°E,26—27°N的范围内。     

冬季大风影响下的渤黄海水交换特征

利用ROMS海洋数值模式对2006年冬季渤黄海的海洋动力环境进行模拟,基于温度、盐度模拟结果,使用谱混合模型进行水团分析,定义了渤海海峡地区的水交换区。并进一步讨论了冬季大风事件对水交换区的影响,给出了冬季大风影响下的渤黄海水交换特征。研究得出,冬季的黄海水团以“舌”形分布于渤海海峡地区,水交换区则表现为沿“舌”形边缘呈带状分布,具有西北——东南的走向趋势,并且在“舌”尖处的水交换面积最大。通过缩小研究范围,发现位于黄海最北部的沿岸海域并不参与渤黄海之间的水体交换。最后研究发现,冬季大风事件对渤海水交换具有促进作用,具体表现为：大风过程使黄海暖流对渤海的入侵更加深入,水交换区向渤海方向伸展,南部的水交换带变宽,河流径流进入渤海后与渤海水的混合区加大,并发生北移。     

2009年冬季南海北部浮游植物粒度分级生物量和初级生产力

2009年2月在南海北部海域现场观测粒度分级叶绿素a质量浓度和初级生产力(PP)的分布。结果表明,调查海域水柱平均叶绿素a质量浓度的变化范围为0.11～8.37 mg/m³,平均为(1.28±2.23) mg/m³,高值区出现在珠江口及近岸海域;初级生产力的范围为344.8～1 222.5 mgC/(m²·d),平均为(784.2±351.4) mgC/(m²·d),高值区位于近岸及陆架海域。浮游植物粒度分级测定结果表明,在生物量较高的近岸海域,叶绿素a的粒级结构以小型浮游植物占优势,其贡献率为40.9%,微型和微微型浮游植物对总叶绿素a的贡献率分别为34.6%和24.5%;而在生物量较低的陆坡和开阔海域,各粒级浮游植物对叶绿素a的贡献率由大到小依次为微微型浮游植物(78.9%),微型浮游植物(17.2%)和小型浮游植物(3.9%)。相关性分析结果表明,调查海域分级叶绿素a的区域化分布特征与洋流运动下营养盐的分布密切相关,同时叶绿素a又高度影响着此区域PP的分布。此外,我们将调查海域实测所得浮游植物最佳光合作用速率与采用垂向归一化初级生产力模型估算的数据进行对比,发现后者明显低于前者,这说明通过水温估算最佳光合作用速率的算法在冬季南海北部可能存在低估。