Localised intermittent upwelling intensity has increased along South Africa’s south coast due to El Niño–Southern Oscillation phase state

The El Niño–Southern Oscillation (ENSO) phase state is reported to drive interannual variability in sea temperatures along South Africa’s south coast through its influence on wind-induced upwelling processes. Whether ENSO drives the intensity of localised, abrupt, intermittent upwelling is less well known. To explore this relationship, we used an index of localised, extreme (>2 °C anomaly), intermittent upwelling intensity, derived from in situ sea temperature data within the Tsitsikamma National Park Marine Protected Area, and quantified the relationship between annual cumulative upwelling intensities (1991–2013) with an annual ENSO index, namely the Southern Oscillation Index. We found that ENSO phase state modulates the cumulative intensity of extreme intermittent upwelling events during an annual period, with more and greater events during La Niña phases compared with El Niño phases. Furthermore, these extreme upwelling events have increased with time along South Africa’s south coast as ENSO phase state becomes more intense and variable. Our findings support the emerging notion that the biological effects of climate change may be manifested through increased environmental variability rather than long-term mean environmental changes as ENSO is predicted to remain the dominant driver of local climate patterns in the future.     

不同PDO位相下El Niño发展年和La Niña年东亚夏季风的季节内变化

基于1957~2017年观测和再分析资料,合成分析了北太平洋年代际振荡(Pacific decadal oscillation,PDO)不同位相下El Ni?o发展年和La Nina年东亚夏季风的环流、降水特征及季节内变化。结果表明,PDO正、负位相作为背景场,分别对El Ni?o发展年、La Nina年东亚夏季风及夏季降水具有加强作用。PDO正位相一方面可增强El Ni?o发展年夏季热带中东太平洋暖海温异常信号,另一方面通过冷海温状态加强中高纬东亚大陆与西北太平洋的环流异常,从而在一定程度上增强了东亚夏季风环流的异常程度;反之,PDO负位相则增强了La Nina年热带海气相互作用以及中高纬环流(如东北亚反气旋)的异常。在季节内变化方面,El Ni?o发展年6月贝湖以东反气旋性环流为东亚地区带来稳定的北风异常,东北亚位势高度减弱;7月开始,环流形势发生调整,日本以东洋面出现气旋性异常,东亚大陆偏北风及位势高度负异常均得到加强;8月,随着东亚夏季风季节进程和El Ni?o发展,西太平洋出现气旋性环流异常,东亚副热带位势高度进一步降低,西北太平洋副热带高压(简称副高)明显东退。La Nina年6月异常较弱,主要环流差异自7月西北太平洋为大范围气旋性异常控制开始,东亚-太平洋遥相关型显著,副高于季节内始终偏弱偏东。上述两种情况下,均造成东亚地区夏季降水总体上偏少,尤其是中国北方降水显著偏少。     

沿22°～18°N航线上CO_2对ENSO和La Nina的响应的季节变化

根据1986年11月～1997年间月期间在114°～130°E,沿22°～18°N航线各航次所测量的大气和表层汽水中的CO2分压和总CO2浓度的变化,分析海气分压差（△PCO2）和溶解的总CO2浓度（TCO2）在不同季节对海气异常事件的响应。结果表明,无论春、夏、秋、冬,在ENSO暴发期和成熟期TCO2为高值,△PCO2为正值;在LaNina时TCO2为低值,△PCO2为负值;在ENSO暴发前、后,海-气C02分压呈近平衡状态;PCO2（air）和PCO2（sw）在各季节对ENSO的响应一致。在ENSO成熟期为高值,在ENSO暴发前和暴发期为低值;海气分压差与PCO2（SW）一致变化,在ENSO期间达最大值。海气CO2输送通量（Flux）以秋季ENSO期间达最大,而在LaNina时减小,在ENSO暴发前和结束后成为相反向,即从大气到海洋的CO2弱输送。本文根据1986年～93年七个航次的平均值讨论了各季节TCO2的距平对ENSO和LaNina的响应特征及最显著变化区段,并依此推断出：1995年10月,显示1991～95年ENSO结束,1996年5月出现ENSO暴发前的信号,在1997年7月是夏季ENSO暴发期特征,在1997年12月呈现强烈的ENSO特征。     

大尺度海气异常关系的主振荡型分析

简要介绍了主振荡型(POP)分析的原理及方法.用它分析了热带太平洋海表温度异常,得到的主振荡型 P_1、P_2及其周期 T,描述了 El Nino 与 La Nina 事件交替出现的时空特征.分析了热带太平洋区域月平均海温与风场的伴随相关型(ACP),得到了与 El Nino 事件相关的、物理意义清楚的环流异常图像.而对东亚夏季降水、气温的 ACP 分析给出了 El Nino 事件与我国夏季长期天气异常联系的接近实际的结果.     

Rock–water interactions and pollution processes in the volcanic aquifer system of Guadalajara,Mexico, using inverse geochemical modeling

In order to understand and mitigate the deterioration of water quality in the aquifer system underlying Guadalajara metropolitan area, an investigation was performed developing geochemical evolution models for assessment of groundwater chemical processes. The models helped not only to conceptualize the groundwater geochemistry, but also to evaluate the relative influence of anthropogenic inputs and natural sources of salinity to the groundwater. Mixing processes, ion exchange, water–rock–water interactions and nitrate pollution and denitrification were identified and confirmed using mass-balance models constraint by information on hydrogeology, groundwater chemistry, lithology and stability of geochemical phases. The water–rock interactions in the volcanic setting produced a dominant NaHCO₃ water type, followed by NaMgCaHCO₃ and NaCaHCO₃. For geochemical evolution modeling, flow sections were selected representing recharge and non-recharge processes and a variety of mixing conditions. Recharge processes are dominated by dissolution of soil CO₂ gas, calcite, gypsum, albite and biotite, and Ca/Na exchange. Non-recharge processes show that the production of carbonic acid and Ca/Na exchange are decreasing, while other minerals such as halite and amorphous SiO₂ are precipitated. The origin of nitrate pollution in groundwater are fertilizers in rural plots and wastewater and waste disposal in the urban area. This investigation may help water authorities to adequately address and manage groundwater contamination.     

2011年长江中下游地区旱涝急转成因分析

利用NCEP和国家气候中心提供的再分析资料,对2011年发生在长江中下游地区的旱涝急转事件的成因进行了初步分析。结果表明:此次旱涝急转发生在特定的大尺度环流背景下,5月极涡偏强,而南亚高压和西太平洋副热带高压均偏弱、偏南;6月极涡强度变弱、范围偏小,而南亚高压增强、西移,西太平洋副热带高压加强、西伸。季风活动异常是引发此次旱涝急转的重要因素,前期南海夏季风强度弱,且中间一度中断,6月初突然增强并北推至长江中下游地区。前期我国主要的3条水汽输送带均明显偏弱,6月初又明显加强,导致大量暖湿气流汇集于长江中下游地区并与南下的冷空气交汇,为旱涝急转的发生提供了良好的水汽条件。2010年7月开始至2011年4月结束的拉尼娜事件是此次旱涝急转事件可能的重要外强迫条件之一。     

ENSO事件对广西气候影响的统计分析

根据1951-1998年广西8地市气象资料的统计分析,初步揭示了广西气候与厄尔尼诺、拉尼娜事件的相关关系,认为ENSO事件对广西气温影响比对降水的影响明显。在厄尔尼诺年,广西气象以正距平为主,尤其桂北偏暖明显,拉尼娜年广西气温以负距平为主,表现为明显的偏冷现象;厄尔尼诺年,桂北、桂东及沿海降水增多,桂西、桂南降水变化不大,拉尼娜年广西以降水偏少为特点。     

厄尔尼诺与拉尼娜

厄尔尼诺与拉尼娜现象是当前预报全球气候系统异常的最强信号 ,前者对全球气候不利影响要比后者大得多。史前记录表明 ,厄尔尼诺与拉尼娜现象不是近几十年才出现的 ,而是至少在15 0 0 0aB .P前就已存在了。从厄尔尼诺与拉尼娜现象演变来看 ,其出现的频率趋于愈加频繁之势     

两次不同ENSO背景下云南冬季极端冷事件的成因分析

2008年初和2016年初分别经历了一次中等强度以上的La Ni?a和El Ni?o事件,在不同的厄尔尼诺-南方涛动（El Ni?o/Southern Oscillation,ENSO）背景下,云南均发生了低温雨雪冰冻天气。本文利用大气环流、海表温度、云南124个观测站逐月温度等资料,通过多种统计方法探讨了不同ENSO背景下极端冷事件发生的原因。结果表明：1)2008年初和2016年初云南冬季极端冷事件在2月表现更明显。2）不同ENSO背景下,2月大气环流和云南气温变化差异较大。La Ni?a(El Ni?o)年西伯利亚高压加强（减弱）,位势高度场北（西）高南（东）低,西太平洋副高偏弱（强）,菲律宾异常（反）气旋西北侧异常北（南）风加强,东亚冬季风偏强（弱）,云南东部气温偏低（高）。3)2008年和2016年的东北太平洋大气环流异常对赤道中东太平洋海温异常均有响应,同时2008年赤道中东太平洋冷海温作用激发的菲律宾气旋西部偏北气流对东亚冬季风的加强和向南活动有重要影响,而2016年赤道中东太平洋暖海温对菲律宾地区环流变化的影响并不显著。4）北极涛动（Arctic Oscillation...     

2011年长江中下游旱涝急转成因初步分析

以2011年1~6月长江中下游"旱涝急转"事件为例,研究了长江中下游旱涝急转与大尺度环流和海温异常的关系,初步得到以下引发旱涝急转的原因:(1)中高纬度大气环流出现快速调整,迅速由强冬季风形势调整为两槽一脊环流形势所控制,进而造成长江中下游由受中高纬度系统控制转变为冷暖空气对峙之地;(2)西太平洋副热带高压位置和强度迅速调整,1~5月来自热带地区的水汽输送条件差,长江中下游地区水汽辐合较常年明显偏弱。6月,水汽输送和收支状况发生根本性转变,长江中下游表现为显著的水汽辐合中心,且明显强于常年;(3)6月青藏高原上空存在显著的气旋性异常环流,利于对流活动发展,受其底部异常西风的影响,对流活动频繁地东传至长江中下游地区,增强了梅雨锋的强度,先后引发了5次强降水过程;(4)前期持续的La Ni?a事件及其变化通过影响Walker环流、西太平洋副热带高压等大气环流系统,为旱涝急转事件的发生提供了有利的背景条件。