热带西南印度洋上升流区季节和年际变化研究及与印太系统海气相互作用

用59年Ishii再分析温度资料,讨论了热带西南印度洋(SWTIO)上升流区的季节和年际变化以及与上升流区有关的温度距平的变化,同时分析了其与热带印太海气系统的关系,结果显示SWTIO 上升流在南半球冬、夏季比较强,春季最弱。它的范围在5°~1°S,在东西向从50°E可以伸展到90°E。该上升流区的变化与温跃层的温度距平有密切的关系,并存在明显的5 a振荡周期。SWTIO上升流区温度距平的5 a周期振荡是由热带东印度洋温度距平在最大垂直温度距平曲面(MTAL)上向西沿着11.5°~6.5°S传播过来的,它与热带太平洋的温度距平传播方式不同。SWTIO上升流是热带印太海气系统的一个重要组成部分,印度洋偶极子 超前SWTIO上升流区温度变化5个月,最大相关系数达到0.57,NINO3区指数超前SWTIO上升流区指数2个月达到0.49。当热带印太区域的大气风场改变,影响热带太平洋和印度洋表层SSTA,出现ENSO和DIPOLE,进一步向西传播到SWTIO次表层,导致SWTIO上升流区出现改变。     

海洋酸化研究进展

<正>海洋是巨大的碳库,不断地从大气吸收CO2,工业革命以来,海洋吸收了人类向大气排放CO2的30%~40%[1]。海洋吸收的CO2对于缓解全球变暖起着重要的作用,但是它破坏了海洋自身碳酸盐的化学平衡,导致海水酸度增加。这种由于海洋吸收了大气中人为CO2引起的海水酸度增加过程,被称为海洋酸化。目前全球海洋正处于5500万年以来海洋酸化速度最快的时期,工业革命以来,全球表层海水pH已     

粤东至闽南沿岸海域夏季上升流的调查研究

利用2001、2002、2006和2009年夏季6个航次的温盐深(conductivity-temperature-depth,CTD)调查资料,揭示粤东至闽南沿岸海域上升流空间结构和强度的年际差异;并利用卫星遥感风场资料、海床基的海流和底层水温资料、广东南澳海洋站表层水温资料探讨海面风场、热带气旋对上升流的影响,上升流强度的时空特征,上升流的短期变化、生消过程及上升流的水体来源。结果表明,粤东至闽南沿岸海域上升流的范围和强度存在年际差异。上升流涌升至表层只出现在2009年7~8月航次。闽粤交界区沿岸海域,2006年7~8月航次,上升流范围较窄,且偏东北;2009年7~8月航次,范围较宽;2001年7~8月航次,范围偏西南。粤东沿岸海域,2006年7~8月航次上升流涌升高度较低,其他航次较高。研究海域2002年7~8月航次上升流强度较强,其他航次较弱。热带气旋使得上升流区海水垂向混合强烈,中下层冷水与表层暖水混合后迅速升温,上升流被破坏。粤东沿岸海域上升流强度强于闽南沿岸,出现时间也早于闽南沿岸。7月初至7月中旬,上升流开始形成,但不稳定;7月中旬至8月上旬,上升流处于强盛阶段;8月中旬至9月上旬,上升流减弱;9月上旬至9月中旬,上升流迅速消亡。粤东至闽南沿岸海域上升流的水体来源于粤东沿岸外海深层冷水。     

琼东海域今生颗石藻群落研究

通过2012年7、8月在南海北部陆架琼东上升流区域的水文、化学和生物的现场综合采样调查,对采集过滤的今生颗石藻膜样在偏振光显微镜下鉴种并统计细胞丰度,分析了夏季该海域的颗石藻群落结构特征及分布规律。结果表明,夏季琼东上升流区共检出今生颗石藻34种,优势物种有赫氏艾密里藻(Emiliania huxleyi)、大洋桥石藻(Gephyrocapsa oceanica)、纤细伞球藻(Umbellosphaera tenuis)、卡特螺旋球藻(Helicosphaera carteri)、地中海花冠球藻(Coronosphaera mediterranea)等,颗石粒细胞丰度介于0~2 040.23×103粒/L,平均值8.10×103粒/L,颗石球丰度介于0~68.90×103cells/L,平均值5.01×103 cells/L。大多数颗石藻集中分布在上升流信号强的水体中。琼东中部水域的生物多样性指数H′较雷州半岛以东水域高,颗石粒群落的均匀度指数J分布与H′呈镶嵌模式。聚类Cluster和多维定标MDS结果,将颗石粒和颗石球群落各分成4个和5个组群,经相似性分析(ANOSIM)检验证明此种划分是显著的。将生物与海区环境因子进行冗余分析(Redundancy analysis,RDA)结果表明,N/P、PO3-4、NO-2和SiO2-3是影响本次调查的今生颗石藻生物群落的主控因子。     

苏北浅滩外侧潮汐锋的季节变化及结构分析

利用高分辨率(1/18°)的POM(Princeton Ocean Model)模式数值模拟结果,结合观测数据分析了苏北浅滩外侧潮汐锋的季节分布特征和变化规律。研究结果表明,苏北浅滩外侧潮汐锋的季节变化特征显著,春末开始出现,夏季底层温度锋强度最大且锋区位置较稳定,锋区宽度约40 km,平均强度约0.35℃/km,秋、冬季随上层海洋湍流垂向混合的加强,潮汐锋逐渐减弱至消失不见。对比实测数据和模拟结果发现,沿34°N断面,夏季潮汐锋区附近等温线明显抬升,存在由陡峭地形和分层流体的内埃克曼效应共同作用形成的上升流现象。次表层海水出现低温冷水区,位于122.2°E附近。跨锋区断面的温度和流场分布特征同浅水区强烈的潮混合过程密切相关,斜压在锋面处产生了较强的南向流动。本研究结果促进了对苏北浅滩外侧陆架潮汐锋结构特征的认识,为研究黄海西部生态环境的动力过程影响提供参考。     

长链烷基二醇及其指标在南海北部粤东沿海上升流地区的环境指示

本文以南海北部粤东沿海夏季上升流三个短柱状岩心为研究对象,通过二醇化合物分布分析测试和二醇环境参数的定量化重建,初步探讨了过去80年来海水表层温度(SST)、上升流活动和沉积环境演变过程及其交互关系。二醇温度指标(LDI)在粤东沿海地区较好地指示了年均SST,在三个岩心中均显示了整体增加的分布特征和相似的多年尺度变化趋势。此外,LDI SST和二醇参数2具有非常好的线性关系(R2=0.85,n=49),其整体分布、多年尺度变化均和ENSO旋回一致,并且大部分高/低值和ENSO暖/冷年、南海夏季风强/弱年具有很好的对应关系,表明了二醇参数2可以作为粤东上升流强度变化(多年/单年尺度)的替代性指标。而1,14 二醇含量和ENSO指标在多年尺度上显示了相似的波动特征,但大部分高/低值和南海夏季风指数、ENSO指标呈反相分布,说明了仅用1,14 二醇含量不可反演粤东上升流。据此,利用二醇参数2初步重建了过去80年来粤东上升流演变信息：上升流强度整体上显示加强的分布趋势,大体上呈约2~5年周期变化。此外,三个岩心中1,15 C30(二醇/二醇+酮醇)比值和二醇参数2在整体上和多年尺度上均呈现相反的分布特征,可能与上升流活动导致的1,15 C30二醇母源再悬浮再氧化有关,而普遍较高的1,15 C30二醇比值(≥0.82)反映的强还原环境则和上升流地区水体中含氧量普遍偏低相关。     

明渠湍流涡运动尺度分布特性

为了解明渠湍流涡运动尺度沿水深的分布特征,使用高精度粒子图像测速法水槽试验系统测量充分发展的明渠湍流,利用改进后的功率谱分析方法,对明渠湍流涡运动尺度沿水深分布、上升流、下扫流和平均涡量等进行了分析。结果表明:明渠湍流涡运动尺度大小沿水深增加呈先增大后减小;沿水深增加下扫流比上升流更容易发生;各自水深的顺向涡涡量大于逆向涡涡量,在近壁区平均涡量最大;明渠湍流近壁区产生涡量大、尺度小的涡结构,沿水深增加,涡尺度发展变大,但受水面区下扫流抑制,涡尺度又变小。     

台风“布拉万”过境黄海时的异常增温事件研究

海洋对台风的响应通常表现为海表温度的降低,然而,出现在2012年8月的台风"布拉万"在经过黄海时却引起朝鲜半岛木浦沿岸海域海表的增温(而非降温),且增温幅度达4.2°C。本研究详细分析了此次异常事件的时空特征,并探讨了其可能的成因。结果发现,此次事件的产生和黄海表层冷水斑块(Surface Cold Patch,SCP)存在密切关系,并恰好出现在木浦SCP所在位置。上升流和潮混合是木浦SCP的两大形成机制,此次增温事件主要是台风"布拉万"通过抑制其生成机制之一的上升流而导致降温不足之故。具体而言,台风"布拉万"过境时位于木浦SCP的左侧,其上的北向风应力带来向岸的Ekman输运,造成外围暖水在木浦SCP地区堆积,从而抑制了该地区原本的上升流(甚至变为下降流)。     

沉积记录中脂类生物标志物对琼东上升流强度的指示及其影响因素初探

本文对海南岛东部上升流边缘区域(S5站位)和上升流中心区域(S10站位)两根沉积柱进行了正构烷烃和脂肪酸的分析,结合有机碳含量、粒径、碳稳定同位素(δ¹³C)等参数综合分析其有机质来源与降解特征,并利用脂肪酸硅藻丰度参数∑C₁₆∶∑C₁₈重建了研究区域上升流强度年际变化。研究结果表明:S10站位处于上升流中心附近,粒径较粗,以砂为主;S5站位处于上升流边缘区域,粒径较细,以粉砂为主;两站位柱样δ¹³C值和长短链脂肪酸比值(∑C_20-:0/∑C_20+:0)显示有机质均以海源输入为主,S10站位有机质降解程度大于S5站位。脂肪酸中硅藻丰度参数和浮游植物脂肪酸占比指示了S10站位初级生产力高于S5,并利用∑C₁₆∶∑C₁₈指征了研究区域上升流强度及年际变化趋势。上升流强度在1925-1950年,1950-1980年和1980-2008年间表现为弱、强、弱的趋势,与太平洋年代际振荡(Pacific Decadal osc...     

越南沿岸上升流海表叶绿素的季节内尺度变异及机制

在夏季,南海西部的越南沿岸上升流系统(Vietnam boundary upwelling system, VBUS)时常出现高浮游植物生物量。其中由马登-朱利安振荡(Madden-Julian oscillation, MJO)主导的季节内尺度(30～60d)变率占到重要作用,但MJO对海表叶绿素的调控效应及机制尚不清楚。本研究采用重建的遥感叶绿素数据与多源观测资料,探究MJO事件中VBUS叶绿素季节内变化特征及成因。复合分析结果显示,在MJO事件末期,该海域叶绿素浓度达到季节内最高值,海表温度(seasurface temperature,SST)、地转流纬向分量与Ekman泵吸及风场与该海域叶绿素浓度相位模态高度对应,且与叶绿素相位序列相关性按该顺序递减。进一步将VBUS分成近岸和离岸两个子区域,通过广义加性模型分析叶绿素浓度的主导调控因子。结果显示VBUS海域沿岸与离岸区域叶绿素浓度影响因子及其强度并不相同, SST同为两个区域最强影响因子,沿岸区域次要影响因子为地转流纬向分量及Ekman泵吸,离岸次要影响因子为地转流纬向分量,且其影响强度与SST平分秋色。通过进一步分析该调控...