500 hPa高度场上两极和赤道位势高度气候演变规律的研究

本文运用近50 a来500 hPa层次上南极、赤道和北极位势高度以及南北半球西风指数的资料,分析了它们的时间演变规律及其相互间的关系.结果表明,南极位势高度显著下降;赤道位势高度显著上升.南极、赤道和北极位势高度都存在着显著的年际、年代际变化特征.总体上,南极位势高度与赤道位势高度有极其显著的负相关关系,北极与赤道的位势高度之间以及两极位势高度之间相关关系不显著;在共振的特定频率中,北极位势高度振荡落后于南极位势高度,赤道位势高度振荡又落后于两极位势高度振荡,气候变化最先开始的区域为南极地区.进一步分析表明,伴随着以上三个区域的位势高度趋势变化及其周期振荡,必然引起高空西风的增强与周期振荡.研究表明,南北两半球西风指数都存在显著的上升趋势,且存在显著的年代际变化特征.其中,南半球西风指数上升幅度较北半球大,其振荡落后于南极位势高度.     

北太平洋对人为二氧化碳吸收的数值模拟

采用一个开边界海盆尺度环流模式研究人为CO2在北太平洋的吸收和分布,并与闭边界模式的模拟结果进行了比较.模拟结果表明,西北太平洋和赤道东太平洋是两个重要的人为CO2汇.使用较大的等密度面扩散系数使得西北太平洋人为CO2通量增大,而赤道海区通量减小（RUN2）.与闭边界模式相比,开边界模式中该两个区域的人为CO2通量都增加了.1800～1997年间,北太平洋共吸收人为CO2 2375GtC(1Gt=1×1015 g, RUN1).副极地海区是人为CO2的一个重要输出区,能输出人为CO2吸收量的38％～54％,而20°N～30°N海区是人为CO2的一个重要贮存区,占整个北太平洋的24％.开边界对于10°N以南太平洋吸收和贮存人为CO2有很大影响.与基于观测资料的估计相比,虽然模式低估了西北太平洋的人为CO2的穿透,高估了东北太平洋的人为CO2的穿透,但总的说来,模式比较好地估计了人为CO2在北太平洋的贮存.     

Newly discovered hydrothermal fields along the ultraslow-spreading Southwest Indian Ridge around 63°E

The ultraslow-spreading Southwest Indian Ridge(SWIR) to the east of the Melville fracture zone is characterized by very low melt supply and intensive tectonic activity. Due to its weak thermal budget and extremely slow spreading rate, the easternmost SWIR was considered to be devoid of hydrothermal activity until the discovery of the inactive Mt. Jourdanne hydrothermal field(27°51′S, 63°56′E) in 1998. During the COMRA DY115-20 cruise in2009, two additional hydrothermal fields(i.e., the Tiancheng(27°51′S, 63°55′E) and Tianzuo(27°57′S, 63°32′E)fields) were discovered. Further detailed investigations of these two hydrothermal sites were conducted by Chinese manned submersible Jiaolong in 2014–2015. The Tiancheng filed can be characterized as a lowtemperature(up to 13.2°C) diffuse flow hydrothermal field, and is hosted by fractured basalts with hydrothermal fauna widespread on the seafloor. The Tianzuo hydrothermal field is an inactive sulfide field, which is hosted by ultramafic rocks and controlled by detachment fault. The discovery of the three hydrothermal fields around Segment #11 which receives more melt than the regional average, provided evidence for local enhanced magmatism providing heat source to drive hydrothermal circulation. We further imply that hydrothermal activity and sulfide deposits may be rather promising along the easternmost SWIR.     

超慢速扩张环境下超镁铁质岩系统的热液硫化物成矿机理以及启示

西南印度洋63.5°E热液区是在超慢速扩张洋脊发现的首个超镁铁质岩热液系统。对取自该区的热液硫化物样品进行了系统的矿物学和地球化学分析,矿物学分析结果表明:该热液区硫化物为富Fe型高温硫化物,且经历了较深程度的氧化蚀变,大量中间态的Fe氧化物充填在硫化物矿物间的孔隙及内部解理中;这些硫化物相以白铁矿为主,其次是等轴古巴矿和少量铜蓝,缺乏黄铁矿、闪锌矿。据推断,该区的热液成矿作用分为4个阶段:低温白铁矿阶段→高温等轴古巴矿阶段→自形白铁矿阶段→后期海底风化阶段（少量铜蓝以及大量的Fe的羟氧化物）。与之相对应,地球化学分析结果表明这些硫化物的Fe含量较高（31.57%~44.59%）,Cu含量次之（0.16%~7.24%）,而Zn含量普遍较低（0.01%~0.11%）;微量元素较为富集Co（328×10-6~2 400×10-6）和Mn（48.5×10-6~1 730×10-6）。该区硫化物中较高含量的Fe、Co与超镁铁质岩热液系统相似,明显高于镁铁质岩热液系统。独特的热液硫化物矿物学特征和元素组成可能与该区普遍出露的地幔岩、橄榄岩蛇纹石化作用以及拆离断层的广泛发育的环境有关。     

北斗在南/北极地区的基本定位性能评估

基于BDS、GPS系统的星座结构,对当前的BDS二代导航系统（BD2）、全部建成后的BDS系统在极地科考站（黄河站、昆仑站、中山站、长城站）和北极圈的可见卫星数、DOP值、定位精度等进行评估,并将建成后的BDS、GPS及其组合系统在南/北极的基本定位性能进行对比分析。仿真结果表明,当前的BD2只实现了极地的部分覆盖,对极地提供导航定位的能力有限,大范围内的定位精度大于30.0 m; BDS在极地的定位精度将与GPS相当,可见卫星数可达13颗左右,PDOP值优于1.6,定位精度优于8.0 m;GPS/BDS组合后在极地的PDOP值优于1.4,定位精度优于6.0 m。
     

南黄海中部泥质沉积成因和物源研究综述

当前南黄海沉积学研究的核心问题是泥质沉积的形成过程和动力机制及其物质来源。许多学者对南黄海中部泥区的成因和物源进行了大量研究,但比较局限,缺少系统性。现有研究认为南黄海泥质沉积的形成受黄海冷水团和上升流的影响,但黄海冷水团并不是其形成的必要条件。对泥区物源的研究,主要考虑现代黄河物质、老黄河物质以及长江物质对其的影响,并且仅是定性的研究。对于朝鲜半岛物质对南黄海中部泥区的影响,国内的研究更是寥寥无几。海水对海底基岩的侵蚀沉积以及黄海暖流对海底沉积物的改造和再悬浮作用对南黄海中部泥区沉积的贡献仅是个别学者的观点。     

苏北废黄河口声学多普勒测流中向上分量的分析

利用对苏北废黄河口25 h三船同步声学多普勒测流仪(ADP)测流和悬浮体观测资料,研究了向上分量流速对悬浮泥沙扩散和输运的影响。ADP测量不仅提供水平方向的流分量,还提供垂向的流分量,各分量帮助了解底层悬浮泥沙与海底的沉积物的交换和向上扩散。向上流分量比水平方向的流分量小,值在5 cm/s以内,但是它的变化是有规律的,随涨潮、落潮发生变化。本地区潮周期内悬浮泥沙的变化与潮流相位变化密切,沙峰出现在涨急或落急之后,3个站在潮周期内都出现4个沙峰。但是,各站悬沙的再悬浮是不同的。分析显示,10 m水深处,底层存在较强的再悬浮和再沉积,存在向上和向下的流;而在水深15~17 m处,底部、下部主要是向上的分量,只有上部存在向下分量,因此较深处可能较少发生沉积。     

秋季南黄海表层沉积物中甲藻孢囊分布

2007年秋季(10月)在黄海22个站位采集表层沉积物样品进行甲藻孢囊的种类鉴定与计数,本航次中共鉴定出33种(不包括2个未确定种),优势种是锥状斯克里普藻(Scrippsiella trochoidea)、塔玛亚历山大藻(Alex-andrium tamarense)和膝沟藻属(Gonyaulaxsp.)的种类。与东海和南海甲藻孢囊的同期丰度相比,黄海的相对较低,丰度范围为10~519个/cm3,平均108个/cm3。孢囊丰度总体分布趋势从北向南递增,最高丰度区出现在长江口以北(32°19′59.88″N,122°37′5.16″E),另外,在南黄海调查海域中,中部黄海冷水团区域孢囊丰度较高,膝沟藻成为该区域的优势种,密集中心达101个/cm3。有毒甲藻孢囊在沉积物表层聚集且分布广泛,有爆发赤潮的可能。     

秋季东海和南黄海表层海水CO_2体系各参数分布及海-气界面通量

根据2007年11月在东海和南黄海海域表层海水测得的TCO2和TA数据,计算了表层海水pCO2,结合现场环境对表层海水CO2体系各参数的分布进行了讨论,探讨了pCO2与海水温度及叶绿素的相关性,利用Wanninkhof(1992)提出的通量模式并采用加权平均法估算了整个调查海域的海-气CO2的净通量。结果表明:观测海域表层海水CO2系统各参量的分布呈明显的不均匀性,在水团的混合处往往是各参量的高值或低值中心。由相关性分析可知,pCO2的分布主要受海水温度的影响,生物活动的影响较弱。受秋季较大风速的影响,调查海域表现为强的CO2源,秋季可向大气释放CO2约为556×104tC。     

基于印度洋海温信号的我国西北地区东部夏季降水组合降尺度预测方法研究

利用国家气候中心第二代气候模式预测业务系统(BCC-CPSv2)预测产品,引入印度洋海温信号,采用组合降尺度方法建立了西北地区东部汛期降水预测模型。该预测模型对1991—2017年西北地区东部夏季降水的回报技巧较BCC-CPSv2预测技巧显著提高,空间相关系数由0.42提高到0.75,均方根误差明显减小,最多下降达80%。预测模型对降水空间分布型的预测能力较好,很好地回报了典型年份（1987年和2010年）夏季的降水距平百分率分布。通过抓住气象变量的空间分布特征,组合降尺度方法可以修正动力模式产品的预测误差,为西北地区东部夏季降水预测提供科学依据和技术支持,具有较好的应用前景。