南海深水海盆环流和温跃层深度的季节变化

受南海季风和复杂地形的影响,南海环流场具有复杂的空间结构和明显的季节变化,同时此海域又是中尺度涡多发海域,这些特征必然对南海温跃层深度的水平分布及季节变化有显著影响。首先,基于GDEM(General-ized Digital Environmental Model)的温、盐资料和利用P矢量方法计算并分析了南海的表层环流和多涡结构的空间分布特征和季节变化规律。在此基础上,分析了南海温跃层深度的空间分布特征和季节变化规律。结果表明,南海环流和多涡结构对南海温跃层具有显著的影响。     

北黄海冷水团对獐子岛微微型浮游生物分布的影响

Picoplankton distribution around the Zhangzi Island(northern Yellow Sea)was investigated by monthly observation from July 2009 to June 2010.Three picoplankton populations were discriminated by flow cytometry,namely Synechococcus,picoeukaryotes and heterotrophic prokaryotes.In summer(from July to September),the edge of the northern Yellow Sea Cold Water Mass(NYSCWM)resulting from water column stratification was observed.In the NYSCWM,picoplankton(including Synechococcus,picoeukaryotes and heterotrophic prokaryotes)distributed synchronically with extremely high abundance in the thermocline(20 m)in July and August(especially in August),whereas in the bottom zone of the NYSCWM(below 30 m),picoplankton abundance was quite low.Synechococcus,picoeukaryotes and heterotrophic prokaryotes showed similar response to the NYSCWM,indicating they had similar regulating mechanism under the influence of NYSCWM.Whereas in the non-NYSCWM,Synechococcus,picoeukaryotes and heterotrophic prokaryotes exhibited different distribution patterns,suggesting they had different controlling mechanisms.Statistical analysis indicated that temperature,nutrients(NO3–and PO43–)and ciliate were important factors in regulating picoplankton distribution.The results in this study suggested that the physical event NYSCWM,had strong influence on picoplankton distribution around the Zhangzi Island in the northern Yellow Sea.     

The role of atmospheric teleconnection in the subtropical thermal forcing on the equatorial pacific

The equatorial response to subtropical Pacific forcing was studied in a coupled climate model.The forcings in the western,central and eastern subtropical Pacific all caused a significant response in the equatorial thermocline,with comparable magnitudes.This work highlights the key role of air-sea coupling in the subtropical impact on the equatorial thermocline,instead of only the role of the ＂oceanic tunnel＂.The suggested mechanism is that the cyclonic （anticyclonic） circulation in the atmosphere caused by the subtropical surface warming （cooling） can generate an anomalous upwelling （downwelling） in the interior region.At the same time,an anomalous downwelling （upwelling） occurs at the equatorward flank of the forcing,which produces anomalous thermocline warming （cooling）,propagating equatorward and resulting in warming （cooling） in the equatorial thermocline.This is an indirect process that is much faster than the ＂oceanic tunnel＂ mechanism in the subtropical impact on the equator.     

北极冰盖形成对东西太平洋及边缘海古海洋学演化的影响*

上新世最重要的古气候事件就是北极冰盖的形成和扩张（3.2—2.5Ma）。根据北极冰盖的形成过程,文中将上新世—早更新世（4.5—1.6Ma）西太平洋暖池核心区ODP807A孔2个浮游有孔虫属种Globigerinoides ruber和Pulleniatina obliquiloculata的δ¹⁸O（氧同位素）、δ¹³C（碳同位素）记录数据细分为3个阶段：形成前（4.5—3.2Ma）、形成中（3.2—2.5Ma）和形成后（2.5—1.6Ma）。研究结果表明,北极冰盖形成以来,G.ruber和P.obliquiloculata的 δ¹⁸O值均呈增大趋势;北极冰盖形成中,G.ruber 的δ¹⁸O值基本不变,P.obliquiloculata的 δ¹⁸O值略增大,反映出西太平洋暖池次表层海水受北极冰盖形成的影响更甚;Δδ¹⁸O_（P-G）（G.ruber和P.obliquiloculata的 δ¹⁸O 的差值）反映出温跃层无明显变化,受北极冰盖形成影响微弱。根据用Ma/Ca值得到的ODP806站SST值（Wara et al.,2005）以及用U^K′₃₇得到的东太平洋ODP847站SST值数据（Herbert and Laura,2010）,对北极冰盖形成以来东西太平洋古海洋学演化进行比较发现：冰盖形成以来东西赤道太平洋海水表层温度均有所下降,且东太平洋降温幅度更大;对比同时期的西太平洋ODP807A孔Δδ¹⁸O_（P-G）与东太平洋ODP847站Δδ¹⁸O_（T-S）的变化趋势,发现东太平洋温跃层变浅,表明受北极冰盖形成和扩张的影响,东西太平洋温跃层深度梯度增大。对比ODP807A孔与南海南部1143站、南海北部1148站G.ruber的 δ¹⁸O 和δ¹³C记录,揭示西太平洋边缘海如南海北部和南部受北极冰盖形成的影响有所不同,北部的表层海水温度和生产力水平受冰盖形成的影响更加明显。     

赤道西太平洋晚第四纪古生产力变化:ODP 807A孔的记录

通过研究翁通-爪哇海台ODP807A孔顶部岩心微体古生物和有孔虫同位素的变化, 探讨冰期旋回中赤道西太平洋晚第四纪古生产力的变化.多种古生产力替代指标揭示出赤道西太平洋古生产力自深海氧同位素13期以来总体呈升高趋势, 具有冰期高、间冰期低的特征.温跃层替代指标显示该海域温跃层变化不具有简单的冰期-间冰期变化模式, 而是分为2个阶段: 280ka以前温跃层平均深度较浅, 呈现高幅低频波动; 280ka以后温跃层平均深度变深, 呈现低幅高频波动.古生产力和温跃层变化模式的明显差异说明温跃层变化不是赤道西太平洋表层生产力波动的主要原因.807A孔古生产力变化与西北太平洋风尘通量变化基本一致, 所以提出来自亚洲中东部的风尘对于提高赤道西太平洋生物生产力可能具有重要意义.      

全球变暖背景下赤道太平洋温跃层的快慢变化特征与机制

本文利用GFDL CM2.1模拟的1％CO2增长理想试验结果,分析了在全球变暖背景下赤道太平洋温跃层深度的快慢两个时间尺度的变化特征.研究表明:在CO2浓度快速增加的阶段,赤道太平洋上层海洋层结增强,温跃层深度快速变浅(该阶段称为"快速变化阶段")且存在空间上的不均匀:在赤道中西太平洋(160°E～160°W之间)变浅...     

三沙永乐龙洞悬浮体垂直分布特征及其影响因素

为研究中国唯一已知、全球最深海洋蓝洞的形成、发育和演化机制,应用LISST-100X现场激光粒度仪、CTD温盐仪等搭载工作级水下机器人,于2017年5月在三沙永乐龙洞进行了悬浮体、温盐剖面测量,获得了全洞深的悬浮体体积浓度、温盐和溶解氧等数据,并进行了悬浮体垂向分布特征研究。研究结果表明,洞内90 m以下水体为无氧环境,悬浮体浓度呈现5个变化旋回,温度、盐度均存在3个跃层,并且它们之间有着较好的对应关系。龙洞内水体表层悬浮体总浓度约为20 μL/L,悬浮体平均浓度值为5.93 μL/L。悬浮体旋回层Ⅰ位于5 m以浅水层;旋回层Ⅱ位于10～43 m之间,与第一个温盐跃层(深度10～20 m)部分对应;旋回层Ⅲ位于70～110 m之间,与第二个温盐跃层(深度70～110 m)完全对应;旋回层Ⅳ位于130～150 m之间,与第三个温盐跃层(深度130～150 m)完全对应;旋回层Ⅴ位于260 m以深至洞底300 m。龙洞表层悬浮体浓度较高,主要是受到洞外周边珊瑚礁松散沉积物输入的影响。洞内悬浮体垂直分布特征主要受到水动力、洞体形态、温盐跃层、溶解氧含量以及浮游生物等的控制和影响。     

南海最近2 400年来的古海洋学变化与历史气候资料的比较

对南海南、北陆坡两个箱式柱状样中91个沉积物样品进行了高分辨率的稳定同位素和有机碳分析,获得最近2 400年以来上部海水温度和表层古生产力的记录,发现晚全新世南海的表层海水温度和温跃层呈现阶段性变化,且有小冰期等短期气候事件.有机碳分析南海北部近900年来古生产力呈上升趋势,南部则为下降趋势.结合历史气候变化,得到东亚古气候变化的海陆记录具有很好的可比性.频谱分析显示南海晚全新世温跃层具有～175、～210和～360 a等百年尺度的周期,与太阳活动周期一致,说明百年尺度的短期气候变化可能与太阳活动有关.     

27万年来南海南部上部水体结构和古生产力变化的古海洋学记录

浮游有孔虫属种的分布与表层海水温度和上部水体结构的变化以及古生产力水平的高低密切相关,其壳体的地球化学特征也运载着诸多古海洋学信息。本文对南海南部TX05站（6°20.6'N,111°16.2'E;水深1750m）钻孔91个沉积物样品中的浮游有孔虫Globigerinioides ruber、Globigerinoides sacculifer和Pulleniatina obliquiloculata壳体进行了氧、碳稳定同位素（δ ¹⁸O和δ ¹³C）分析,结合5个AMS ¹⁴C测年数据点和5个氧同位素年龄控制点,重建了氧同位素期（Marine Isotope Stage,简称MIS）8期（大约27万年）以来该站温跃层深度和古生产力变化的历史。结果表明,G.ruber、G.sacculifer和P.obliquiloculata壳体δ ¹⁸O记录的冰期-间冰期温跃层海水温度变化幅度大于表层海水,表层海水温差约为3.4℃、温跃层海水温差约为3.7℃。有孔虫温跃层与表层属种壳体的δ ¹⁸O差值（△δ ¹⁸O_{（P.obiliquloculata-G.ruber）}）表明温跃层整体上呈变浅的趋势,特别是自倒数第二个冰消期以来最为明显,且在间冰期时浅、冰期时深。在MIS 8来,上述所有壳体的δ ¹³C呈现逐渐变重的趋势,且在间冰期时相对其前一个冰期时重。3个属种壳体的碳同位素记录表明研究站位的初级生产力自表层向下逐渐增大,到水深50m左右达到最大值,再往深层则递减;其差值（△δ ¹³C_{（G.ruber-P.obliquiloculata）}）、以及浮游有孔虫绝对丰度和高生产力属种的百分含量均显示古生产力水平以倒数第二个冰消期为界呈现阶段性的上升,且总体上在间冰期时较高、冰期时较低。温跃层深度和古生产力的变化可能主要与冰期-间冰期差异逐渐增大背景下的东亚冬、夏季风的强化有关。

     

云南程海和阳宗海季节性分层及其消退对冬季水华的潜在影响

基于2014年10月2016年7月在云南程海和阳宗海开展了4个季度(秋季,10月;冬季,1月;春季,4月;夏季,7月)的调查,研究了两个湖泊的水体分层特征,探讨了热力分层及其变化与其他环境因子对浮游植物生物量的潜在影响,结果显示:程海和阳宗海水体分层的特征均为冬季混合、春季形成分层、夏秋季分层稳定,两湖均属暖单次混合型湖泊;程海分层期温跃层的平均深度(顶界)、厚度和强度分别为17.70±3.89 m、5.54±4.44 m和0.67±0.43℃/m,阳宗海的分别为12.53±3.35 m、8.25±4.85 m和0.53±0.43℃/m.在热力分层稳定期,两湖底层达到缺氧甚至厌氧状态,底层的电导率总体较表层高.调查期间,两个湖泊水柱表层浮游植物生物量(以叶绿素a浓度表征)均在冬季出现峰值,程海和阳宗海的分别为19.22±11.08和45.82±9.41μg/L;进一步分析发现,热力分层的消退可能是导致水体表层无机营养盐升高(底层供给)的重要原因,加之适宜的光热条件可诱导两湖冬季水华的发生;在其他季节转化期间,浮游植物生物量变化的主要影响因子亦具有一定的共性及湖泊与季节异质性.