印-太暖池区全新世Mg/Ca温度转换中的盐度因素

有孔虫Mg/Ca温度计是古海洋学研究中恢复古温度的重要手段之一。然而,越来越多的研究表明,Mg/Ca温度计的准确性受多种因素的影响,特别是盐度的控制十分重要。文章实测并搜集整理了印-太暖池地区全新世(大约11kaB.P.以来)1000余个浮游有孔虫Mg/Ca比值数据,分别利用包含和不包含盐度信息的两个常用转换方程求取了古海水温度,并将二者进行了对比,旨在探讨盐度因素对Mg/Ca温度计的影响。结果显示,在表层水温大约28℃以下,两个方程获得的结果几乎一致,平均差异为0.07℃;在表层水温28℃以上,二者平均相差大约1℃。此外,表层海水盐度越低,包含盐度信息的转换方程获得的古海水氧同位素的值越大。上述结果揭示盐度对该地区有孔虫Mg/Ca比值的影响效应不明显。     

西赤道太平洋暖池区光合色素分布及其对浮游植物群落的指示作用

利用光合色素的生物标志性可以在"纲"水平上表征浮游植物群落结构。依托大洋科学考察第20航次和21航次,通过对西赤道太平洋不同区域5个站位的HPLC藻类色素分析及CHEMTAX程序因子分析,获取了暖池区光合色素及浮游植物群落的垂直分布信息。结果显示在寡营养的暖池区,玉米黄素(Zeaxanthin)及乙二烯叶绿素a(DV Chl a)与叶绿素a浓度呈显著的正相关,浮游植物群落结构以蓝细菌、原绿球藻及定鞭金藻为优势藻纲,按对生物量的贡献率原绿球藻大于蓝细菌大于定鞭金藻的。蓝细菌和原绿球藻分布在真光层不同深度,而在营养盐丰富的次表层优势浮游藻类为定鞭金藻。     

中更新世气候转型期西太平洋暖池的表层海水温度和氧同位素变化

通过对大洋钻探(ODP)第130航次807站A孔井深12.54～16.38m沉积物中浮游和底栖有孔虫的稳定同位素δ18 O以及浮游有孔虫壳体的Mg/Ca测试,揭示了中更新世气候转型期(800～1 000kaBP)西太平洋暖池表层海水温度和氧同位素的变化。研究发现,中更新世时期ODP 807站的表层海水温度在25.1～30.9℃之间浮动,平均为28.4℃,接近现代暖池区实测温度值,冰期/间冰期之间的温度差值在1.5～5℃左右,与晚第四纪时的温差相近;同时,表层海水温度和底栖有孔虫氧同位素呈现同步变化的趋势,没有明显的超前或滞后的相位关系,区别于前人在暖池区的研究结果。间冰期时,表层海水温度上升伴随着温跃层变深、盐度降低,与现代西太平洋暖池La Ni珘na状态类似;冰期时则类似于El Ni珘no状态。中更新世气候转型期,西太平洋暖池的表层海水温度、温跃层深度变化受低纬热带驱动影响,都显示出强烈的岁差周期(16.8ka),而底层水氧同位素更多受到高纬的影响。     

基于Argo资料的西太平洋暖池体积季节和年际变化及暖水来源

基于2004年1月至2010年12月期间的网格化Argo剖面资料,分析了西太平洋暖池的三维结构以及暖池体积的变化特征,并探讨了进出暖池的经、纬向流量变化及暖池暖水可能的维持机制．结果表明,西太平洋暖池最深可达120m,且由表层向下,面积逐渐缩小并向南倾斜（到100m,主体几乎全部位于赤道以南）．依水团结构计算,暖池体积约为1．86×10^15m^3．暖池体积的年变化呈明显的双峰结构,最大值分别出现在6月和10月;暖池体积的年际变化与ENSO事件相联系,其在ENSO年具有非常明显的体积变异．从多年平均的角度分析,纬向上进入暖池的暖水流量约52Sv,主要集中在暖池上层,且以东边界流入为主,而流出暖水约49Sv,主要集中在暖池中下层,且以西边界损耗为主．经向上流进暖池的暖水约28Sv,主要以南、北边界的上层为主,而从南、北边界流出暖池的暖水（总量约23Sv）在数值和各层次上不相上下．暖水进出暖池的季节和年际变化特征显示,暖池在纬向上以暖水损耗为主,而经向上则以获取暖水为主．暖池体积与进出暖池的暖水净流量在季节时间尺度上存在较强的相关性,不过二者在年际尺度上相关系数较低．然而,在年际时间尺度上,暖池在经向上的暖平流受到ENSO事件的影响要强于纬向,在2007年和2010年两次强LaNina事件中,经向各边界进出暖池的暖水净流量异于正常年份,从而影响暖池暖水的供应,使得暖池体积在ENSO事件中发生变异．虽然绝对地转流在赤道上是不成立的,而暖池的上层又是跨赤道的,但我们的分析结果仍然可以帮助人们对于西太平洋暖池暖水的流入和流出情况获得一定的认知．     

前期西太平洋暖池热含量异常影响长江中下游夏季降水的可能途经

利用日本气象厅历史海温资料、NCEP/NCAR再分析资料、海表温度和降水资料,研究了1951-2010年前期西太平洋暖池（简称暖池）热含量异常与长江中下游夏季降水的关系,及其可能影响途径.结果表明,前期暖池热含量与长江中下游夏季降水存在超前2个季节的显著负相关关系,前期11-1月（即上年11月-当年1月,下同）暖池关键区（166.5°E-173.5°W,7.5°S-3.5°N）0~200 m热含量的偏低（高）对长江中下游夏季降水偏多（少）的预测有重要指示意义.前期暖池热含量异常的持续存在,及其外强迫作用激发的具有一定斜压性结构的夏季东亚-太平洋型遥相关（EAP）,可能是影响长江中下游夏季降水的主要原因.暖池热含量在前期11-1月异常偏低导致其西北侧菲律宾异常反气旋形成并维持,夏季菲律宾异常反气旋向西北方向扩展加强,东亚沿岸EAP波列形成,使得长江中下游及其以东的西北太平洋副热带地区受异常气旋控制,且长江中下游地区为北方冷空气与南方暖湿气流的交汇区.同时,对流层高层东亚沿岸亦存在位置较中低层向西北偏移的EAP波列,长江中下游及其以南地区为异常偏强高压,高层辐散与中低层辐合相配合,有利于长江中下游地区对流发展和降水增多;反之亦然.     

西太平洋暖池对流三类显著月际变化及其成因

基于1979～2018年观测的向外长波辐射（outgoing longwave radiation, OLR）资料和其他多种再分析资料,发现西太平洋暖池对流存在3类显著的月际变化。第一类为OLR在6月和8月为负异常而7月为正异常;第二类与第一类完全相反;第三类为OLR在6～7月为正异常,8月为负异常。3类月际变化与ENSO循环的背景有关,前两类发生在较弱的La Ni?a年和El Ni?o发展年,与春季暖池海温异常有关。当前一个月海温偏高时,后一个月对流偏强,造成局地海温降低,偏低的海温又反过来抑制了后一个月的对流发展,因此暖池地区局地海气相互作用在这两类月际变化中起到关键作用。与前两类不同的是,第三类月际变化发生在El Ni?o衰减年,与春季热带印度洋海温偏高有关。热带印度洋海温偏高造成印度附近对流在6～7月间增强,通过东传Kelvin波抑制了暖池对流发展。同时,印度附近对流偏强造成8月印度洋海温降低和对流减弱,对暖池对流的影响因而减弱。另一方面,6～7月暖池对流偏弱造成8月暖池海温升高,结果造成暖池对流增强。因此,第三类月际变化受到热带印度洋强迫以及暖池地区局地海气相互作用的共同影响。     

西太平洋暖池海温异常年夏季东亚大气环流特征

利用NCEP/NCAR逐月再分析资料对西太平洋暖池区海表水温冷、暖异常年夏季东亚大气环流作了合成分析,与气候平均比较后发现:夏季暖池区暖异常时,在西太平洋上空的对流层低层产生一个强的反气旋偏差环流,因而不利于南海南部和赤道太平洋地区的西风发展,使热带夏季风强度减弱;在南海西部和中南半岛东部有偏差气流转向大陆,因而增强了偏南风,使副热带夏季风强度增强;在对流层中、下层副高脊线位置偏南,大约以400hPa为分界线,低层副高强度增强,高层副高强度减弱。西太平洋暖池冷异常年夏季东亚大气环流特征大致与上述情况相反,且强度或变化幅度小于暖异常年夏季。另外,与气候平均比较,暖异常年纬向Walker环流上升支大幅西移,而冷异常年该环流上升支则东移。     

热带太平洋海温分布状况及冬季年际变化

首先,通过各月份多年平均(1854年1月至2009年9月)的SST分析热带太平洋SST的季节变化.发现热带太平洋有存在两个暖池等特征.接着采用经验正交函数(EOF)的方法,重点对不同时段(1949-2008、1949-1978、1979-2008)的标准化后的冬季(DJF)月平均SST进行分析.分析结果显示,EOF1型模态与El Ni(n)o事件有较好的对应关系,El Ni(n)o事件有越来越强的趋势.EOF2型捕捉到了一个类似Modoki的模态,这一模态方差贡献的上升,似乎预示着Modoki事件将越来越活跃.     

西太平洋暖池水体振荡与赤道中东太平洋海表温度异常的关联性初探

赤道中东太平洋海表温度异常是研究ENSO(El Ni?o-South Oscillation)的重要指标。本文利用海洋再分析数据,着眼于西太平洋暖池暖水体三维结构的年际变异特征,分析西太平洋暖池水体变动与赤道中东太平洋海表温度异常的关联性,并从前期西太平洋暖池三维暖水体的结构演变及其在上层海洋质量与热量配置中的作用角度,探究了赤道中东太平洋关键Ni?o分区海表温度异常变化的内在一致性,以期为ENSO的预测预报提供新的思路和依据。分析表明,ENSO尺度上西太平洋暖池三维结构变异主模态表现为暖水体平均约以170oE为轴的纬向时空振荡,其可超前赤道中东太平洋海表温度异常变化约达6个月,并以在赤道中东太平洋及附近海域形成双舌状异常"暖池"为显著特征。前期暖池暖水体的纬向振荡是赤道中东太平洋海表温度异常变化的重要前兆信息之一。作为海洋中ENSO暴发的重要源区和驱动因子,西太平洋暖池纬向振荡通过在中东太平洋形成不同强度(泛指暖水量及其深度和范围等的大小)的异常"暖池",进而在上层海洋质量和热量的纬向配置中起关键性作用,并且可能与不同EI Ni?o事件的触发机制密切相关,从这种意义上讲,不同ENSO事件的发生和发展存在一定的同源一致性。     

THE CLIMATIC JUMP OF THE WESTERN PACIFIC WARM POOL AND ITS CLIMATIC EFFECTS

1INTRODUCTIONTropicalwesternPacificOceanisanareathathasthehighestoceantemperatureacrosstheglobe.Asmostofthewarmwaterconcentratesintheregion,itisknownasthe搘esternPacificwarmpool?Asshowninsomestudies[1-5],thegeneralcirculationandshort-termclimaticchangeswillbeseriouslyaffectedifthermodynamicconditionchangesinthewaters,whichthenhaveanimportantroletoplayintheonsetofanyENSOepisodes.Therehasnotbeenanyunifieddefinitionoftheindexforthewarmpool.FollowingthecriterionofWyrtki[4],however,theareae…