西太平洋暖池冰期旋回中的类ENSO式演化及其驱动机制

作为全球接受太阳辐射最多、表层海水温度最高的区域,西太平洋暖池区通过厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,ENSO)和季风等过程影响着全球气候的变化。越来越多的沉积记录证明,在地质历史时期西太平洋暖池也存在类似于现代ENSO过程的“类ENSO式”变化。而目前类ENSO式变化与冰期—间冰期旋回之间的响应关系和驱动机制及其与东亚季风的关联仍存在争议。本文利用位于暖池核心区的B10岩心浮游有孔虫氧同位素、Mg/Ca(质量分数比)和黏土矿物参数重建了暖池区氧同位素8期以来的古气候记录,并结合已有的热带海表温度记录、中国石笋氧同位素和南大洋地区海表温度记录,研究了西太平洋暖池冰期旋回中类ENSO状态的演化规律及其与东亚季风的关系,并探讨了暖池区类ENSO演化的驱动机制。结果发现:冰期时,西太平洋暖池区温跃层变浅,赤道东、西太平洋温差减小,同时,东亚夏季风减弱,暖池区降水量相对减少,与现代El Niño时期气候态类似;间冰期时,西太平洋暖池区温跃层加深,赤道东、西太平洋温差增大,东亚冬夏季风增强,暖池区降水量相对增加,与现代La Niña时期气候态类似。频谱分析结果表明,西太平洋暖池区海表温度的变化具有偏心率周期(96 ka)。冰消期时,低纬度太阳辐射量的增加,增大了纬向上的SST梯度,并使得次表层海水储存了更多的热量,积累的热量会通过调节次表层环流向暖池区的热传输,最终调控赤道太平洋地区Walker环流强度和ENSO活动的长期变化。而冰期时,南大洋地区降温所引起的东南信风和大洋环流异常可能对类ENSO式起到调控的作用。     

长江口及其邻近海区环流和温、盐结构动力学研究III 温度结构

数值模拟结果表明: 冬季长江口及其邻近海区温度分布为近岸低, 外海高; 近岸和海底地形变化缓慢区温度呈垂直均匀分布, 海底地形变化显著的陡坡区生成温度锋; 外海深水区的中上层温度低且呈垂直均匀分布, 底层温度高并形成弱的分层。春季, 近岸温度高、外海低; 近岸温度大致呈垂直均匀分布, 外海出现明显分层; 长江口以北温度表层低、底层高; 长江口及其以南表层和底层温度低, 而中层高; 陡坡区至外海生成温度锋, 随着温度锋自陡坡至外海的下移,锋面以上温度逐渐变为垂直均匀分布, 而锋面以下温度却大致呈水平均匀分布。夏季, 海区的温度分布和春季一样, 为近岸高、外海低; 长江口及其以南近岸浅水区温度呈垂直均匀分布; 长江口以北和长江口及其以南的外海温度自表层至底层由高变低且大致呈水平均匀分布, 并在表层至次表层生成强温跃层, 跃层强度随水深增加迅速减弱, 深底层温度几乎呈均匀分布且保持低温特征。秋季, 海区的温度分布与冬季相同, 也为近岸低, 外海高; 在长江口以北, 近岸温度为表层高, 底层低; 外海底层温度低且大致呈水平均匀分布, 而底层以上温度高且大致呈垂直均匀分布; 长江口及其以南, 近岸温度呈垂直均匀分布, 陡坡至外海的表层至底层生成弱的温度锋,随温度锋自陡坡至外海的下移, 锋面以上温度逐渐变为垂直均匀分布, 长江口以南陡坡区的底层温度几乎呈均匀分布。     

浅海型水下滑翔机技术研究现状分析

美国Teledyne Webb Research公司按照型号系列化、结构模块化和测量多样化的设计思路研制水下滑翔机,其Slocum 200浅海型和Slocum 1000深海型水下滑翔机在海洋环境观测领域具有广泛的客户需求。文中以200 m浅海型和1 000 m深海型两款水下滑翔机为例,详细对比了两者的技术特点,并在此基础上阐述了两者各自适用的海洋环境观测应用范围,两者优势互补,难以取代对方。浅海型水下滑翔机具有锯齿剖面密度大、折返机动性高和平均前向速度快的特点,适合在近海岸、陆架坡折和深海温跃层等区域对高时空变率海洋现象进行观测。近几年,我国深海型水下滑翔机技术取得了惊人进步,同时,我国浅海型水下滑翔机技术也在快速发展,这对推动我国海洋环境监测业务水平的提升意义重大。     

对印度洋偶极子中海洋环流异常的模拟研究

用高分辨率印度洋-太平洋区域海洋环流模式(IPOM)模拟研究印度洋偶极子(IOD)过程.用观测的1990年～1999年热带海表风应力强迫IPOM,模拟出20世纪90年代出现的两次(1994年和1997年)IOD过程中热带印度洋海温异常的一些基本特征.通过模拟的海洋环流过程,揭示出IOD过程中海洋环流异常的物理图像.发现在IOD事件时,东赤道印度洋上层出现强的向西(负)的距平流窄带,此距平流在赤道两侧向外辐散,且具有向西传的海洋Rossby波特征.IOD位相时在沿赤道的垂直剖面上,存在一个明显的距平环流圈:表层为强的向西距平流;下面为向东的补偿流;80°E以东存在着明显的涌升流,构成垂直环流圈的上升支;其下沉支主要在55°E以西的西印度洋.同时在热带东印度洋赤道两侧各有一个垂直的经向距平环流圈,其共同的上升支在赤道附近.在反IOD位相时,洋流距平分布与IOD位相截然相反,但洋流距平的绝对值较小.由上述距平洋流分布的特征发现,IOD过程中热带印度洋海温异常(东冷西暖)现象,可从水平和垂直海流的异常变化,特别是大范围异常涌升流和沉降流的出现得到解释.     

西港海洋牧场底层海水溶解氧浓度时变特征

利用海底有缆在线观测系统获得的连续实时观测数据,研究了2016年6月2日至10月22日期间威海市西港海洋牧场底层海水溶解氧浓度的时间变化特征,并探讨了其影响机制。结果表明,观测期间底层海水溶解氧浓度整体呈先减小后增大的变化趋势,其变化范围为2.99 mg/L至11.43 mg/L,均值约为6.65 mg/L。进一步分析表明：（1）底层海水饱和溶解氧浓度的变化并不显著,于6月出现过饱和现象;（2）海水温度是底层海水溶解氧浓度日际变化和月变化的主要影响因素;（3）7月至8月中旬,在季节性温跃层抑制垂向混合和水温升高的共同影响下,底层溶解氧浓度总体呈下降趋势;（4）日平均风速与日平均海水溶解氧浓度的相关性并不显著,但大风期间底层海水溶解氧浓度存在先升高后降低的变化特征;（5）底层海水溶解氧浓度的日变化以全日周期为主,可能主要受生物过程、垂向混合扩散和潮流输运等日变化的影响。本研究对于进一步探讨山东半岛海洋牧场区域海水溶解氧的时空分布特征及其影响机制具有重要意义。     

南海西北部89PC柱样沉积物中浮游有孔虫特征及其古环境意义

对南海北部89PC柱状样进行了浮游有孔虫定量统计分析、氧碳同位素测试、碳酸钙含量分析和AMS14C测年,并采用古生态转换函数计算了表层海水古温度和温跃层深度,揭示了该海区约127 ka以来的古海洋学特征。温跃层转换函数计算的温跃层深度结果表明,在MIS5-MIS4期,温跃层深度没有大的变化,在MIS3-MIS1期,温跃层的深度逐渐变深。古温度转换函数计算的古温度结果表明,夏季温度的变化范围为27.9~29.3℃,变化幅度为1.4℃,冬季温度变化范围为20.6~26.3℃,变化幅度为5.7℃。与南海南部的冬夏古水温资料进行对比,南海南部的温度比南海北部的温度要高,这种差异在冬季时表现更为突出,且在冰期时南海南部和北部的温度差异梯度进一步增大,指示了冰期时冬季风更加强盛。     

抚仙湖水温跃层研究

通过自动监测数据(2012-2013),研究了抚仙湖水温跃层的统计规律,给出了温跃层的出现、发展和消失的统计结果,水温跃层一般出现在5月~12月,并且随着时间推移而逐渐下移。与此同时,还分析了温跃层的层次和震动特性,水温跃层一般在40m之上,极少会出现在40m以下,并且会在凌晨出现双层现象,但是不能持久存在,很快就会恢复成单层,在白天温跃层保持单跃层并且比较稳定。该结果有利于提高对于抚仙湖的水体特征认识,加快综合利用湖泊资源的进程。     

千岛湖水温垂直分层的空间分布及其影响因素

湖泊热力分层及热力循环深刻影响深水湖泊生态系统。随着全球气候变暖,湖泊热力过程会发生显著变化。作为深水水库型湖泊,千岛湖的热力过程与水环境的变化紧密相连,为了分析千岛湖水体水温、湖泊热力分层参数(温跃层深度、厚度和强度)的分布,探讨温跃层深度与水温、水体透明度以及水深之间的关系,本文根据2014年7月份与2015年5月份对千岛湖全湖60个采样点的水体理化指标的垂向分布调查数据,计算得到千岛湖热力分层参数,进而分析其时空分布特征及主要影响因素。结果表明,千岛湖水体水温垂直分布呈现正温分布,春夏季全湖范围内均存在不同程度的温度分层现象,温跃层深度、厚度和强度均从上游河口向下游敞水区逐步增大,这种空间变化的趋势在7月份比5月份更显著。水温、透明度和水深是影响温跃层深度的主要因素。夏季湖泊热力分层稳定期温跃层深度与表层水温(0—2m)存在显著负相关关系,与透明度和水深存在正相关关系。     

Surface current and vertical thermal structure on the continental slope in Tosa Bay

In order to specify a vertical thermal structure related to surface current variation on the continental slope in Tosa Bay, Japan, we analyzed monthly regular hydrographic measurements in the years 1991–2004. Subsurface temperature below 200 m on the slope was found to vary synchronously with the vertical displacement of the main thermocline around 200 m. It is shown that the vertical-averaged temperature below 200 m is significantly correlated with an along-isobath/southwestward surface current velocity on the slope. This correlation indicates that when a strong (weak) southwestward surface current is observed, temperature below 200 m decreases (increases) simultaneously, that is, isotherms below the 200 m are displaced upward (downward) together with the main thermocline. Moreover, when the strong southwestward flow is detected, across-isobath isotherms around 200 m slope upward toward the offshore direction. Furthermore, it is suggested that as the Kuroshio axis moves offshore south of the bay, the southwestward flow tends to be weakened by the combined effect of other Kuroshio parameters such as transport and stream width as well as the Kuroshio axis position. As a result, it is inferred that the correlation between the surface current and subsurface temperature can be interpreted in terms of the formation and decay of an anticlockwise circulation interacting with a cold eddy.     

Dynamic characteristics of seasonal thermocline in the deep sea region of the South China Sea

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＸｕｅｔａｌ.(1993)ｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｂａｓｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍｏｃｌｉｎｅｉｎｔｈｅｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｓｈｅｌｆａｎｄｉｎｔｈｅｄｅｅｐｓｅａｒｅｇｉｏｎｏｆｔｈｅＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＳｅａ(ＳＣＳ)ａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇ1907-1990ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌｄａｔａｏｎｔｈｅＳＣＳ.Ｈｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｔｈｅｒｍｏｃｌｉｎｅｉｎｔｈｅｄｅｅｐｓｅａｒｅｇｉｏｎｅｘｉｓ…