1994年6月东亚季风异常的数值模拟

用ＭＭ５区域气候模式对１９９４年６月东亚季风进行了数值模拟。模式模拟的月平均环流和降水与实况相接近。１９９４年６月东亚季风活动十分异常,中国东南部的西南季风,西太平洋副热带高压,南亚高压出现了两次突变性的北跳,对此模式均做出阵产好的模拟。     

东亚气候的年代际变化对中国近海生态的影响

回顾了近几十年来中国近海赤潮的发生,利用长时间序列NCEP、ERA-40、HadISST和SODA等大气海洋高分辨率的再分析资料以及经验正交函数（EOF）方法,分析了近50a来东亚气候的异常变化,包括东亚夏季大气环流的年代际变化,东亚大气环流散度场、中国近海表层海温（SST）和经向海面风应力的时空特征及其与中国近海环境和生态异常的联系.结果表明,20世纪70年代末以来,中国大陆东部和东海近岸从长江口至台湾海峡附近海域上空的低层大气辐合表现为年代际增强,与该海域赤潮的发生在气候态时间尺度上有显著的对应关系,而低层大气辐合的偏强则有利于该海域上升流的形成和加强,易促使沉积于海底的营养盐和蛰伏的赤潮藻孢囊（休眠细胞）运移至海水表层;并且,近30a来中国近海出现了SST持续上升和经向海面风应力不断减弱等有利于赤潮发生以及海洋生物地理分布变化的年代际气候异常现象.这表明东亚海洋大气的年代际异常可能是该海域20世纪70年代末以来赤潮等生态灾害频发和中国近海海洋生物地理分布变化尤其是鱼类物种北移的重要原因之一.     

黑潮跨陆架入侵东海年际变化的数值模拟

为了研究黑潮跨过200m等深线对东海入侵的年际变化特征,本文基于ROMS(Regional Ocean Modeling System)海洋模式,对西北太平洋海域进行了高分辨率的数值模拟,模式水平分辨率高达4km,该分辨率可以很好地分辨黑潮以东区域的中尺度涡旋等过程。模式首先进行了6年的气候态模拟,然后进行了1993到2015年的后报模拟。模式很好地再现了东海陆架已知的环流结构,模拟出的对马海峡和台湾海峡的年平均流量和观测结果也比较一致。基于模式结果,利用旋转经验正交函数(REOF)的方法,对黑潮跨过200m等深线流量的年际变化进行分析。REOF的主要模态表明,黑潮跨过200m等深线对东海陆架的入侵主要发生台湾东北,并且入侵主要集中在黑潮次表层水中。主要模态的时间系数表明,黑潮入侵东海陆架的年平均流量存在一个8年的变化周期。相关性分析表明,黑潮入侵东海陆架的年际变化和太平洋年代际振荡PDO(Pacific Decadal Oscillation)指标具有显著的负相关,其相关系数达–0.63。该相关可以通过如下过程解释:PDO会导致东太平洋风应力涡度异常,由Sverdrup关系可知向赤道的体积输运也会相应地产生异常,根据质量守恒,向赤道体积输运的异常必然通过西边界流-黑潮的异常来平衡,从而导致黑潮入侵东海陆架强烈的年际变化。     

吕宋冷涡的年际变化及影响机制分析

基于吕宋岛附近海域1985-2020年的海表温度、风应力和海面高度等卫星资料,分析吕宋冷涡(Luzon Cold Eddy,LCE)强度及中心位置的年际及长期变化趋势,探讨风场和黑潮入侵在LCE变化过程中的作用.结果 表明:35 a来,LCE整体呈现减弱趋势,其中心位置最大概率出现在(117°54′E,18°06′N)...     

东亚季风的时间变化及其预报探讨

利用全球降水气候学计划(Global Precipitation Climato1ogyt rlBpercdi tion.NCEP-2).结合东和美国环境预报中心再分析资料(National Centers for Environmental PTedic1on, 水-和年后亦亚季风指数、多变量经验正交函数展开分析(MV-EOF)等方法探讨了东亚季F风的李卫父化个手你记化。结果表明:东亚季风存在明显年周期变化,夏季风盛行于5-9月,在8月达到最大值,冬季风则在1月最强;东亚夏季风指数的年际变化与东亚地区夏季降雨有着密切关系。最后运用基于MV-EOF分析方法的Markov统计预报模型预报了1998年夏季降水异常,其结果与观测值较符,说明其具有较好的实用价值。     

全新世高海平面以来东海陆架泥质沉积的东亚季风记录

东亚季风作为全球大气环流的重要组成部分,不仅深刻地影响和控制着中国的气候,在全球气候系统中也占有重要的分量,所以对于东亚季风演化历史的研究具有十分重要的意义。而全新世作为地质时代的最新阶段,其气候变化与人类社会、经济发展有着非常密切的联系,因此全新世以来东亚季风的演变历史具有极为重要的研究意义。     

东海北部泥质区敏感粒度组分对东亚季风演变的响应

运用粒级-标准偏差方法对FJ04孔146 cm以上部分进行敏感粒度组分分析与提取,证明选取的敏感粒度组分是本区重要的环境替代性指标,其平均粒径的变化可以用来指示东亚季风的强弱.获得了东海北部泥质区3 kaBP以来东亚冬季风强度的演化过程,结果表明东亚季风经历了两个主要的演变阶段:①3～1.15 kaBP为东亚冬季风较弱,中等程度波动阶段,期间也存在几次冬季风加强期;②1.15 kaBP到现代为东亚冬季风强盛、高频率波动阶段.1.15 kaBP是一个明显的转折点,此外,3 kaBP来敏感粒度组分平均粒级的变化还记录了11次冬季风增强事件,与全球其他地区的气候记录具有极好的对应关系,但在不同的地区的响应程度不同,说明气候变化存在全球一致性和区域响应的特殊性.     

中国东海北部泥质区敏感粒度组分对东亚季风演变的响应

本文运用粒级一标准偏差方法对FJ04孔146cm以上部分进行敏感粒度组分分析与提取,证明选取的敏感粒度组分是本区重要的环境替代性指标,其平均粒径的变化可以用来指示东亚季风的强弱。获得了东海北部泥质区3ka以来东亚冬季风强度的演化过程,结果表明东亚季风经历了两个主要的演变阶段：①3．1．15kaB．P．为东亚冬季风较弱,...     

东亚季风过渡带降水变化特征及物理机制研究进展

东亚季风过渡带地处东亚夏季风北边缘附近,是典型的生态脆弱区与气候敏感带。东亚季风过渡带降水变化同时与东亚夏季风和中高纬西风带环流系统的变化密切关联,变异机理与典型季风区和干旱区降水有较大差别。目前专门针对东亚季风过渡带降水变异机理的研究还比较少。 此文从东亚季风过渡带夏季降水的年际、年代际变化特征和物理机制出发,分别回顾热带关键区的海温异常和中高纬环流系统等对东亚季风过渡带夏季降水年际变化的影响,以及太平洋年代际振荡、大西洋多年代际振荡与气候系统外强迫对东亚季风过渡带降水年代际变化的贡献。最后, 在进展回顾的基础上,展望定量区分外强迫和内部变率对东亚季风过渡带降水年代际变化的相对贡献等未来需进一步开展的研究方向。     

东海黑潮流量的年际和年代际变化

本文基于日本气象厅1956—2005年间在东海PN断面获得的观测资料,结合NCEP风场资料,研究了东海黑潮流量的年际和年代际变化特征,并探讨了西北太平洋风场和太平洋年代际振荡(PDO)对黑潮流量年际和年代际变化的影响。结果表明,东海黑潮流量基本服从正态分布,主要集中在19—33Sv范围内,其多年平均值为24.30Sv(1Sv=106m3/s);季平均、冬、夏季黑潮流量都存在着显著的年际和年代际变化。东海黑潮流量输送具有长期的线性增强趋势,在1956—2005年间它们分别增加了8.73Sv、9.86Sv和9.38Sv。相关与合成分析结果表明,黑潮源区和东海黑潮流域上空的经向风异常是黑潮流量年际变化的重要影响因素,而PDO则对黑潮流量的年代际变化有重要作用。     

关于东亚季风演变的问题讨论

评述了有关亚洲季风形成时代的主要观点,根据晚新生代青藏高原阶段性隆起和亚洲自然环境的演变,将亚洲季风的形成过程划分为无季风,准季风,海洋型季风和大陆型季风４个阶段,大陆型季风即现代季风,它是第四纪中期青藏高原隆起达到３０００ｍ以上的产物,因为亚洲中部温带沙漠出现,典型风成黄土普遍堆积,网纹红土发育,动植物群转型等均发生在１．２ＭａＢ．Ｐ．左右。指出青藏高原隆起过程中非线性气候效应,是古海洋型季风向     

2009-2010年南海北部浮游有孔虫通量和稳定同位素季节变化及其对东亚季风的响应

通过对南海北部2009-2010年获得的浅层、中层和深层时间系列沉积物捕获器的样品分析,发现浮游有孔虫总通量和主要属种Globigerinoidesruber,Globigerinoidessacculifer,Pulleniatinaobliquiloculata和Neogloboquadrinadutertrei的通量和百分含量存在明显的季节性变化,在东北季风和西南季风盛行期出现高值,特别在冬季风期间高值明显,在季风间歇期出现低值,展示出"双峰型"通量模式。浮游有孔虫通量与颗粒总通量、有机碳通量、总碳通量、总氮通量、碳酸钙通量和蛋白石通量变化一致,随叶绿素a浓度和风速大小变化而改变,表明南海北部生源颗粒通量主要受季风影响的表层生产力所控制。浮游有孔虫壳体氧同位素与表层海水温度的季节变化相吻合。壳体δ18O主要受海水温度变化的影响,不同深度属种的δ18O变化反映了上层海水温度梯度。此外,壳体碳同位素值总体上在东亚季风强盛期低、季风间期高,与表层海水中叶绿素a浓度和海表风速的变化趋势相反,说明浮游有孔虫δ13C值反映了水体营养和表层生产力的变化。     

近60年来南黄海沉积物高分辨率敏感粒级对东亚冬季风的响应

对南黄海中部泥质区F306柱状样的沉积物进行分析,运用粒径—标准偏差法,得出该孔敏感粒级组分为23.10~65.30 μm (5.44Φ~3.94Φ),其粒级的含量15.6%~22.3%,平均粒径38.5~41.4 μm (4.70Φ~4.59Φ),证明敏感粒级可以作为东亚冬季风的高分辨率替代指标,进一步阐明了敏感粒级作为东亚冬季风替代指标在更高分辨率上的可行性。根据敏感粒级沉积记录,在1950—1986年期间,将东亚冬季风分为强—弱—强3个阶段,指示了该阶段东亚冬季风存在近10年的周期。1986/1987为近60多年来东亚冬季风由强变弱的转折点,与东亚气候变化具有较好的对应关系,首次在中国东部海域中记录了此逆转事件,认为1986年后沉积物敏感粒级的变粗可能与长江物源变粗、东亚冬季风的减弱以及夏季风增强有关。     

东亚冬季风与海温在年际尺度上的耦合关系分析

利用NCEP NCAR 1950-1999年逐月再分析资料和奇异值分解(SVD)、相关分析等统计方法．分析了东亚冬季风和印度洋太平洋海温在年际尺度上的耦合关系。结果表明，在年际变化尺度上．SVD分解出来的第1模态反映了东亚冬季风与同期太平洋海温之间的主要相互耦合关系，即强(弱)的东亚冬季风对应类似La Nina(El Nino)型的海温距平分布；超前东亚冬季风两个月左右的赤道尔太平洋正(负)海温异常对后期弱(强)东亚冬季风的遥相关影响作用最显著．而弱(强)的东亚冬季风异常则对同期及落后1个月左右的南海正(负)海温异常的强迫影响作用最直接，最显著：东亚冬季风指数与落后1个月左右的热带西太平洋海温有最好的负相关关系，而与同期的热带西印度洋海温有最显著的正相关关系。     

倒数第二次冰期晚期东亚季风气候演变的石笋δ18O记录

基于南京洞穴2支石笋的11个230Th年龄、658个氧碳同位素分析数据,建立了倒数第二次冰期晚期(155-128 kaBP)东亚季风高分辨率的气候演化序列。在岁差尺度上,石笋δ18O记录与65°N夏季太阳辐射量曲线变化基本一致,说明北纬夏季太阳辐射对该地区气候演变起宏观调控作用。石笋δ18O变化曲线千年尺度上显示了8个明显的峰谷变化,δ18O值平均变幅约为1.5‰,平均频率在2 ka左右,十分类似于末次冰期东亚季风Dans-gaard-Oeschger旋回,说明东亚季风气候在末次冰期的千年级不稳定波动也可能存在于更久远的冰期过程中,冰期气候的不稳定性很可能是第四纪冰盖、大尺度海洋/大气环流共同作用的结果。     

越南岸外夏季上升流区22万年来东亚季风的沉积与地球化学记录

对中德合作“太阳号”95航次的17954柱状样上部11．2m的沉积物样品进行了粒度与化学元素分析,获取了大约22万年来东亚季风在南海越南岸外上升流区演变的沉积与地球化学记录。结果显示,该站位沉积物颗粒较细,为典型的半深海型沉积,颗粒大小主要为2～8μm,几乎没有大于63μm的颗粒。不同粒径的沉积物含量及中值粒径大小呈现出明显的冰期一间冰期旋回：冰期时,中值粒径较大,介于8～63μm间的颗粒明显增多,指示了干而冷的冬季风加强;间冰期时,2～8μm的细颗粒为主要成分,反映冬季风减弱而夏季风加强。研究认为沉积物粒度的变化与冰期一间冰期旋回的海面变化有关。与生产力有关的Sr和Ba两个元素的含量总体在间冰期时增加,Ba／(Zr Rb)可以指示生产力变化,Sr／(Zr Rb)反映了碳酸盐含量变化。在间冰期Ba／(Zr Rb)值较高,显示了海洋生产力较高,指示了较强的夏季风。17954孔的Ba／(Zr Rb)呈现较强的2万年岁差周期变化,在氧同位素3期呈现最大值,指示了该时期夏季风特强。     

黑潮入侵东海陆架途径及其影响研究进展

基于中国科学院战略性先导科技专项(A类)"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"的项目二"黑潮及其变异对中国近海生态系统的影响"的航次调查资料、历史资料和数值模拟结果,对黑潮入侵东海的途径、机理和影响研究取得了重要进展,主要认识和成果如下。在长江口邻近海域的赤潮高发区,多学科研究结果证实存在黑潮入侵东海陆架近岸的底部分支,该分支是黑潮影响近海生态过程的主要途径。进一步的研究发现该底部分支存在季节变化:通常情况下,在春季开始出现,在夏季7月份达到最强,可以入侵到近岸50m等深线位置,向北可到达30.5°N附近,然后在秋、冬季其入侵主轴位置逐渐远离岸线向外海偏移,不会入侵到50m等深线以西的近岸区域,该底部分支出现和赤潮发生具有一定的同步性。数值模拟和观测结果表明黑潮入侵底部分支还存在年际变化。基于地球动力学理论,提出了地形β-spiral理论,并为模拟结果和观测资料所验证,该理论可以很好的解释为什么黑潮入侵分支会存在,并且该理论预测出凡是黑潮路径与等深线不平行的地方都会发生入侵流的垂向偏转,底层流的方向和地形梯度的角度决定了入侵主要发生在底层还是表层,且该理论在世界大洋具有普适性。此外,研究还表明,黑潮入侵底部分支可以把具有高磷酸盐、高盐、溶解氧含量相对较低等特征的黑潮次表层水及热带藻种等物质输送到长江口邻近海域,从而对东海陆架生态系统产生重要影响。     

东中国海海平面高度的时空变化特征

基于AVISO卫星高度计数据,采用小波分析和EOF分析方法,对1993—2015年东中国海海平面高度的时空变化进行分析,结合海水温度比容效应和ENSO过程探讨了海平面高度变化成因。东中国海海平面高度具有明显的季节变化,冬春季较低,夏秋季较高,且SSH极值滞后海水温度极值月份一个月出现。东中国海海平面高度整体为北低南高,由于海区水深和水文动力过程的影响,不同季节SSH空间分布区域性强。在23年间,海平面高度平均线性上升速率为2.82mm/a,具有1a、2.2a的特征变化周期。EOF分析三个主要模态依次反映了海水温度比容效应的季节变化、水动力过程的季节变化和ENSO事件的年际变化对东中国海海平面高度的影响。