一个太平洋海盆尺度环流模式及其模拟结果

在中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)发展的全球气候海洋环流模式(LICOM)的基础上构建了一个太平洋海盆环流模式,并对其模拟结果进行了深入的分析.在模拟中对中尺度示踪物输送采用了两种方案,即传统的水平扩散方案(HOR)和包括涡旋诱导速度的等密度面扩散方案(GM).对这两个试验的气候平衡态结果分析发现,该模式较好地模拟出了太平洋的环流特征,包括副热带大涡、副极地涡旋以及南极绕流(ACC)等.赤道附近的各种流系亦得到了较好的模拟,模拟的150°W赤道潜流的最大流速为40 cm/s,出现在次表层130 m左右,虽然模拟值比基于NCEP资料估计的最大流速80 cm/s小,但与其位置十分相近.两个试验均较好地模拟出了温盐的分布结构,包括北太平洋和南太平洋中层水的形成以及南极底层水的输送等.通过详细分析两个试验结果发现,总的说来在目前模式所采用的参数条件下,GM的结果稍好于HOR的结果.这些模拟结果表明,在LICOM基础上构建的太平洋环流模式从总体上是能再现许多观测特征的,可为今后进一步研究被动示踪物在北太平洋的分布等问题提供一个十分有用的工具.     

1996年春季南黄海水文特征和水团分析

利用中韩“黄海水循环动力学及物质输运”合作研究项目第一航次1996初春所获得的CTD资料描述了南黄海初春温、盐和密度的水平和垂直分布特征,分析了水团结构,并揭示了春季在34°～36°N,121°45'～124°E的南黄海西部水域的中层冷水现象。分析结果表明初春黄海暖流上表层开始向济州岛方向退缩,黄海底层冷水团首先在青岛外海形成。     

晚上新世以来南海北部深部水团演化

对南海北部大洋钻探184航次1146站晚上新世以来底栖有孔虫属种组合的Q型因子分析, 发现底栖有孔虫组合以2.1Ma, 1.5Ma和0.7Ma为界, 分为Stilostomella-Globocassidulina subglobosa-Nodogenerina, Bulimina alazanensis, Uvigerina perigrina和Melonis barleeanus-Globobulimina affinis-Bulimina aculeata4个组合.结合底层水溶解氧含量和浮游、底栖有孔虫碳同位素分析, 认为底栖有孔虫组合的变化是南海底层水影响所致, 以及南海北部表层和底层海水营养盐含量变化的共同结果.      

亚北极太平洋阿拉斯加湾50kaBP以来放射虫组合指示的古海洋变化

利用SO202-INOPEX航次在亚北极太平洋阿拉斯加湾获取的沉积物岩心,以及基于AMS14 C测年数据建立的年龄模式,开展了50kaBP以来放射虫的古海洋学研究,获得如下认识:(1)Cycladophora davisiana是阿拉斯加湾最具代表性的优势种放射虫,其次是Siphocampe arachnea和Acanthodesmia micropora;(2)对放射虫的统计数据进行Q型因子分析,提取出4个方差极大因子,可以代表不同的水团甚至是水体的混合作用,其中C.davisiana作为中层水团演化的替代性指标,对冰期-间冰期旋回和快速气候变化事件的响应较为敏感,其变化特征表明该区中层水团的演化主要受控于亚北极太平洋NPIW形成源区及其输送机制的变化;(3)基于放射虫标志种Ceratospyris borealis,Actinomma boreale/leptodermum和Rhizoplegma boreale的变化特征及其环境指示意义,认为50kaBP以来阿拉斯加湾上层海洋环境的变化具有阶段性:LGM之前,该区海洋表层生产力相对稳定,海冰消长与冰融水脉冲明显地响应于冰阶-间冰阶等气候旋回;LGM期间,受大陆冰盖、大气环流和海洋环流变化的综合影响,冰融水事件以及海冰持续增加、生产力明显下降的状况可能较少出现;LGM以来,在B-A和YD等快速气候变化事件的影响下,冰融水脉冲引起表层生产力快速增加,气候快速变冷则造成生产力急剧降低。     

西北冰洋楚科奇海台08P23孔氧同位素3期以来的古海洋与古气候记录

通过中国第三次北极科学考察在北冰洋楚科奇海台采集的08P23孔样品的多项指标分析以及与其他孔的沉积记录综合对比,将08P23孔沉积物初步分为氧同位素3期(MIS 3)-MIS 1的沉积序列。MIS 3以来,楚科奇海台08P23孔可以识别出5个显著的冰筏碎屑(Ice-Rafted Detritus,IRD)事件,分别出现在MIS 2和MIS 3。其中,MIS 3的IRD事件中碎屑碳酸盐岩主要来自于加拿大北极群岛分布广泛的古生代碳酸盐岩露头,MIS 2的IRD事件中碎屑石英可能来源于欧亚大陆边缘。该孔大部分层位浮游有孔虫左旋厚壁新方球虫Neogloboquadrina pachyderma(sinistral)(Nps)的δ18O和δ13C都轻于表层沉积物中的平均值。MIS 3中两个褐色层中偏轻的Nps-δ18O和Nps-δ13C值是由冰融水造成;MIS 1和MIS 3灰色层中偏轻的Nps的δ18O和δ13C值指示海冰形成速率的提高,导致轻同位素卤水的生产和下沉。MIS 2的Nps的δ18O和δ13C值变化趋势相反,是因为温度急剧降低导致Nps-δ18O变重,海水冻结成冰,海气交换明显降低使得Nps-δ13C偏轻。MIS 1和MIS 3的Nps的δ18O和δ13C受到融冰水或轻同位素卤水影响导致同时偏轻。     

长江口邻近海域水团特征与影响范围的季节变化

基于2009年—2011年调查资料,研究长江口及其邻近海域水体温度和盐度时空分布特征,剖析该海域水团特征与影响范围的季节变化。结果表明,从春末到秋初,长江水以高温形式向外海扩展,秋末至翌年春初,径流水以低温形式从河口流向东南。西北部海区受黄海冷水团影响,水温较低,东北部受南黄海西部逆时针环流影响,盐度较低,东南部海区受黑潮及分支台湾暖流影响,呈高温高盐状态。受径流量和季风季节差异,长江冲淡水影响一般夏季最强,扩展范围最大,秋末冬初最弱。其双向延伸趋势在夏季有最清晰表现,一支自河口向东北方向延伸,指向南黄海中部,一支穿过杭州湾口及舟山群岛一带沿岸南下,或自长江口向东南方向扩展。温度垂向变化表明夏季存在上升流,并明确处于以31.5°N,122.67°E为中心,在经纬方向上各达1°范围内。     

Water Masses. in the South China Sea and Water Exchange between the Pacific and the South China Sea

Water masses in the South China Sea (SCS) were identified and analyzed with the data collected in the summer and winter of 1998. The distributions of temperature and salinity near the Bashi Channel (the Luzon Strait) were analyzed by using the data obtained in July and December of 1997. Based on the results from the data collected in the winter of 1998, waters in the open sea areas of the SCS were divided into six water masses: the Surface Water Mass of the SCS (S), the Subsurface Water Mass of the SCS (U), the Subsurface-Intermediate Water Mass of the SCS (UI), the Intermediate Water Mass of the SCS (I), the Deep Water Mass of the SCS (D) and the Bottom Water Mass of the SCS(B). For the summer of 1998, the Kuroshio Surface Water Mass (KS) and the Kuroshio Subsurface Water Mass (KU) were also identified in the SCS. But no Kuroshio water was found to pass the 119.5~E meridian and enter the SCS in the time of winter observations. The Sulu Sea Water (SSW) intruded into the SCS through the Mindoro Channel between 50-75 m in the summer of 1998. However, the data obtained in the summer and winter of 1997 indicated that water from the Pacific had entered the SCS through the northern part of the Luzon Strait in these seasons, but water from the SCS had entered the Pacific through the southern part of the Strait. These phenomena might correlate with the 1998 E1-Nino event.     

基于Argo浮标数据的水文特征三维可视化分析——以南大洋印度洋扇区为例

利用南大洋2009—2020年的Argo浮标温盐剖面数据,通过绘制温度和盐度空间分布图的定性分析以及三维聚类可视化分析等方法,揭示了南大洋印度洋扇区的多水团空间分布特征.结果表明,在60°S～67°S,60°E～80°E之间的海域,海水温度在-1.9～2.5℃之间,盐度在32～34.75 psu之间.整个研究区域海水温...     

南黄海和东海海水18O的组及其意义 O的组成及其意义

对2006年夏季采自南黄海和东海的海水进行了18O同位素组成的分析,结合温度与盐度的分布,探讨了影响研究海域海水δ18O分布的主要因素。结果表明,南黄海和东海海水的δ18O与盐度之间具有良好的线性正相关关系,据此确定出夏季黑潮水和陆地径流水的特征δ18O值分别为0.20‰—0.45‰和9.85‰。依据海水δ18O的分布,探讨了黑潮水、长江冲淡水和黄海冷水团对研究海区δ18O分布的影响,结果显示,夏季黑潮水仅影响到台湾东北部陆架坡折以外的海域,其影响路径可能以气旋式涡旋的形式出现;在长江口附近海域,长江径流水进入东海后,对长江口东北部海域的影响范围较其南部更为宽广,可到达济州岛西南部。在南黄海海域,海水δ18O的分布可清晰指示出南黄海冷水团的位置,黄海冷水团的形成可能与冬季的黄海暖流具有一定的联系。     

利用 Argo 数据计算吕宋海峡以东海域水文特性参数和流场 *

利用2006年Argo浮标资料分析吕宋海峡以东海域水团季节特性和混合层的月平均变化规律;并分别利用Argo多年季节平均资料与2006年资料,以秋季为例,基于P矢量方法计算该区域流场;同时考虑风生流的影响,将所得结果分别与利用Levitus和高度计资料计算的流场进行比较。结果表明,水团特性季节变化不明显,春冬季表层水团与夏秋季比较表现为低温高盐;次表层、中层和深层季节变化不大;混合层深度明显表现为冬季最深、夏季最浅的季节性变化。利用2002—2009年Argo季节平均资料基于P矢量方法能得到地转流场的基本结构,与Levitus资料的计算结果相比较,除可以反映黑潮,还可以反映一些涡旋结构;利用2006年秋季Argo资料计算流场与高度计资料计算的地转流场比较,其流场结构位置吻合得比较好,但存在流速偏小等不足,这可能与Argo资料较少且分布不均以及插值误差等有关,但其可以获得流场的三维结构,而利用高度计资料计算只能得到表层流场结构。