黄、东海陆架海域温度垂直结构类型划分与温跃层分析

基于黄、东海陆架海域1997—1999年4个季节调查的CTD资料,采用拟阶梯函数逼近法对温度垂直剖面拟合逼近,然后按拟合均方差和跃层强度对黄、东海陆架区的温度垂直结构进行类型划分,共划分为6个类型:三层结构型(T型)、主跃层上位型(U型)、主跃层下位型(L型)、多阶梯状结构型(M型)、异常结构型(A型)和垂直均匀型(H型)。分析结果表明:温度垂直结构类型在黄海区域为:春季呈L型;夏季呈U型;秋季呈T型;冬季呈H型。东海北部春季基本呈T型;夏季西部呈T型,东部呈U型;秋、冬季演变为H型;东海南部春、夏季主要呈L型;秋、冬季除近岸出现逆温类型外,大部分区域呈H型。利用风和潮的混合卷挟模式阐述了各种温度垂直结构的形成机制,最后给出了黄、东海陆架海域的主温跃层特征值的区域分布和季节变化。     

3～5月份东印度洋上层水文要素特征分析

利用中国科学院"实验1"号调查船2010~2012年东印度洋3个航次的走航断面观测数据,分析了春季孟加拉湾南部和赤道东印度洋上层海洋的水文结构特征,同时结合卫星遥感资料和世界海洋图集2009(world ocean atlas 2009,WOA09)气候态温、盐资料,探讨了孟加拉湾南部海水经向地转输运的变化以及温跃层的波动。结果表明,在3~5月份,即印度洋冬季风向夏季风转换期间,赤道西风的爆发成为这一海域最关键的驱动力,将阿拉伯海的高盐水向东输运,使赤道纬向压强梯度力转为西向,减弱了赤道潜流并引起向北的经向地转输运。在孟加拉湾湾口,赤道的波动强迫导致了经向输运由南向转为北向,来自阿拉伯海的高盐水与孟加拉湾的低盐水在此汇集,形成了明显的盐度梯度;波动强迫还使得孟加拉湾湾口呈现出一个向西移动并减弱的气旋涡流场。在波动和表层盐度差异的影响下,湾口温跃层维持着向西下倾斜的状态,即使是在印度洋东岸海水堆积时,也没有显示出如赤道断面温跃层那般的大幅度加深。     

2013年南沙群岛海域温跃层的季节变化及形成机理

利用调查数据及遥感数据揭示了2013年南沙群岛海域温跃层的季节变化特征,温跃层上界深度平均值春、夏、冬季基本一致,介于45~47 m之间,秋季最大,达60 m;温跃层厚度平均值夏、秋、冬季基本一致,介于85~87 m之间,春季相对较小,为78 m。温跃层强度平均值春、夏、秋、冬季几乎一致,介于0.13~0.15℃/m之间。调查海域温跃层上界深度季节变化的形成机理为:春季西深东浅的原因是西部受净热通量较小、大风速、负的风应力旋度以及中南半岛东部外海的中尺度暖涡和反气旋环流共同作用,东部近岸海域净热通量高值、风速相对较小及风应力旋度引起的Ekman抽吸效应共同控制;夏季深度分布较均匀的原因是10°N以北风致涡动混合强但受Ekman抽吸影响,10°N以南风致涡动混合弱但风应力旋度为负值;秋季深度较其他季节平均加深15 m的原因是南沙群岛海域被暖涡占据,暖涡引起的反气旋式环流使得温跃层上界深度被海水辐聚下压;冬季正的风应力旋度产生的Ekman抽吸和冷涡引起的气旋式环流共同作用,使得温跃层上界深度较秋季平均抬升15 m。     

大洋细结构混合参数化方法在世界大洋环流模式中的应用

在大洋环流模式中,铅直混合的参数化方法起着关键性的作用。将大洋细结构混合参数化方法首次应用于世界大洋环流模式中。使用中科院大气所(LASG)发展的20层世界大洋环流模式(OGCM)ML20,月平均风场作为强迫场,利用ML20模式在稳定初始状态下运行300a后的计算结果作为本实验进行数值模拟的初始场。该参数化方法对世界大洋环流模式的影响主要表现为：永久性温度跃层的厚度明显变薄;对深层水和底层水的模拟有改进;对南极中层水的模拟比较成功;但是对赤道海区的模拟结果欠佳。     

Effects of a sloping thermocline and Rayleigh friction on equatorially trapped Kelvin waves

INTRODUCTIONEquatorialKelvinwavesareofspecialsignificanceinthedynamicsoftheequatorialocean ,duetotheirhighpropagationspeedandequatoriallytrappednature.NumericalandobservationalstudiesstronglysuggestedthatKelvinwavesplayamajorroleinElNi no SouthernOscillationandotheroceanphenomena.Themainthermoclinevariabilityinthetropicaloceanswasstudiedextensivelybyvariousre searchers (LongandChang ,1 990 ;YangandYu ,1 992 ) .Animportantfeatureoftheequatorialoceanthermalstructureistheeastwardshoaling…     

全球增暖对ENSO影响的数值模拟研究

利用日本东京大学气候系统研究所、日本环境研究所和日本地球环境研究中心联合开发的海气耦合模式MIROC3.2,研究了全球变暖对ENSO年际变率的影响。该模式较好地模拟了ENSO循环的不同阶段表层和次表层海水温度变化,海表温度最大振幅出现在120°W以东,与观测一致,表明模式可以较好反映热带地区大气、海洋的动力、热力特征。研究还比较了控制试验和CO2浓度年增长1%的瞬时试验,结果表明,在全球变暖的大环境下ENSO事件发生频率没有显著变化,但ENSO事件强度增大,年际变率变大;热带太平洋呈现整体增暖趋势,表层温度尤其是热带中太平洋地区温度升高显著。敏感性分析表明,年际ENSO变率的振幅增大的主要贡献来自于海洋。海水增温导致热带太平洋海温垂直梯度增大,在热带西太平洋海温垂直温度梯度变化最为明显;次表层海温对单位大气风应力变化的响应大于表层海温响应。当这种响应与热带太平洋赤道地区径向温度梯度变化的共同作用导致温室效应下ENSO振幅增大。     

Exploring thermocline and water masses variability in southern South China Sea from the World Ocean Database (WOD)

Study about water characteristics(temperature and salinity) from the World Ocean Database(WOD) was conducted in the area of southern South China Sea(SSCS), covering the area of 0°–10°N, 100°–117°E. From interannual analysis, upper layer(10 m) and deep water temperature(50 m) increased from 1951 until 2014. Monthly averaged show that May recorded the highest upper layer temperature while January recorded the lowest. It was different for the deep water which recorded the highest value in September and lowest in February. Contour plot for upper layer temperature in the study area shows presence of thermal front of cold water at southern part of Vietnam tip especially during peak northeast season(December–January). The appearances of warm water were obviously seen during generating southwest monsoon(May–June). Thermocline study revealed the deepest isothermal layer depth(ILD) during peak northeast and southwest monsoon. Temperature threshold at shallow area reach more than 0.8°C during the transitional period. Water mass study described T-S profile based on particular region. Water mass during the southwest monsoon is typically well mixed compared to other seasons while strong separation according to location is very clear. During transitional period between northeast monsoon to southwest monsoon, the increasing of water temperature can be seen at Continental Shelf Water(CSW) which tend to be higher than 29°C and vice versa condition during transitional period between southwest monsoon to northeast monsoon. Dispersion of T-S profile can be seen during southwest monsoon inside Tropical Surface Water(TSW) where the salinity and temperature become higher than during northeast monsoon.     

长江口海域水文环境要素分布及溶解氧垂向输运

本文基于2016年长江口海域(舟山绿华山)的连续观测数据,分析了该海域水文环境要素分布,并估算了溶解氧跨跃层垂向输运。本次观测发现,水体的温度、盐度和溶解氧剖面具有明显的分层结构,三者跃层具有相同的变化趋势且主要受潮流变化影响。通过计算,得到跃层浮性频率的平方(N2)在10–3—10–2/s2之间,剪切的平方(S2)介于10–5—10–2/s2。潮流活动会激发水体剪切不稳定促进水体中溶解氧的垂向交换。最后,采用简化的一维溶解氧垂向输运模型,得到观测周期内跨跃层输运的溶解氧的含量为4.75mmol/(m2·d),佐证层化是长江口海域出现氧亏损现象的主要原因之一。     

南海中部上层海洋温度的短周期振动

南海季风试验(SCSMEX)期间,南海中部投放了3个ATLAS浮标.本文选取3个站点1998年4月13日～1999年4月8日的所有观测水层的温度数据作为研究.通过逐月功率谱分析,发现50-500m深度,温度存在全日和半日2个显著短周期的振动;利用小波分析得出了温度短周期振动的时空变化特点,并结合温度跃层时空结构的分析,发现跃层深度上,温度全日(或半日)周期振动的时空变化与跃层时空结构存在一致性,即在跃层核心深度上,跃层强度越大的时域内,温度全日(或半日)周期的振动就越显著.