西太平洋次表层海温异常与北赤道流异常海温西传

通过对热带太平洋上层XBT温度资料分析,探讨了对厄尔尼诺(El Nino)事件发生起重要作用的西太平洋暖池区次表层海温变暖异常的变化规律,揭示了影响西太平洋暖池区次表层海温变暖异常的形成机制.分析表明:西太平洋暖池区的次表层海温异常变暖与赤道太平洋的北赤道流(10°N)的海温异常存在密切关系.在El Nino事件发生的前期,位于赤道中东太平洋的异常暖水沿北赤道流温跃层潜沉向西太平洋暖池区输送,在西太平洋暖池堆积并向赤道西太平洋扩展,当异常暖水达到一定强度,并在大气的强迫下,异常暖水沿温跃层东传至赤道中东太平洋并上浮于海面,最终导致El Nino事件的爆发.北赤道流的异常海温西传是导致西太平洋暖池区次表层海温异常的重要机制,是导致El Nino事件发生的关键.     

两类ENSO事件赤道太平洋次表层海温异常的演变特征

基于美国马里兰大学提供的海洋同化(SODA)月平均资料,用个例和合成分析方法,剖析了两类ENSO事件赤道太平洋海温异常演变特征。结果指出,东部型ENSO事件的初始海温异常源来自赤道西太平洋次表层,海温异常中心沿气候温跃层向东向上传送,至赤道东太平洋表层形成ENSO事件。东部型ENSO冷暖事件互为初始场,在形成某一位相的ENSO事件的过程中也同时为相反位相的ENSO事件准备条件。中部型ENSO事件的初始海温异常源出现在赤道中太平洋次表层,海温异常中心沿气候温跃层向东向上传送至赤道中东太平洋表层形成ENSO事件。中部型ENSO事件多在前次事件减弱中断后出现。     

14MaB.P.澳大利亚板块对赤道太平洋影响的数值模拟

文章利用美国NASA的GISS海气耦合模式,研究了14MaB.P.时期与现代情景下的澳大利亚板块不同位置对赤道太平洋的影响。结果表明:14MaB.P.澳大利亚板块位置较现代偏南时,海洋次表层南赤道海水穿过印度尼西亚通道直接进入印度洋,注入赤道潜流的南赤道海水减少,使得赤道潜流主要来源于北赤道海水,造成赤道太平洋海温比现在冷,其中以赤道西太平洋海温降低幅度最大。而在海洋近表层赤道中东太平洋地区,由于进入海洋的净能量增加和西向风应力加强的共同作用,使得14MaB.P.时海温较之现代情景下要低0.2℃左右。此外,14MaB.P.澳大利亚板块较现代偏南时,赤道太平洋地区的降水量少于现代。     

末次盛冰期太平洋赤道辐合带对暖池外热带海表温度变化的敏感性

利用美国NCAR CAM3大气环流模式,分析了末次盛冰期（LGM）两个不同的热带海表温度重建方案中,北半球冬季热带中、西太平洋对流活动及大气环流对暖池外（赤道东太平洋和热带大西洋）热带SST异常的敏感性。结果表明：  1）SST异常首先引起大气环流的改变。  赤道东太平洋对流层下沉增强,而作为经向补偿,副热带东太平洋上升运动增强,其中南半球尤为明显,同时南半球热带中、西太平洋上升运动增强,加剧了该区纬向逆时针环流,说明冰期热带海气耦合过程受气候背景场（如SST）影响很大;   2）大气环流格局改变引起热带中西太平洋的大气加热、对流活动、表层风场及降雨的巨大变化。  140°E以西的婆罗洲和菲律宾区域,总的大气加热减少是由于对流与辐射加热减少所致,对应于该区风场辐散和降雨减少;   而140°E以东的南半球热带中、西太平洋,大气吸收热量增加,对流与辐射加热均增强,总降雨量也随之增加,反映该区赤道辐合带南移并增强。该项研究为探索热带太平洋在冰期/间冰期旋回中的古海洋学变化提供了新的数据支撑。此外,不同重建SST对赤道辐合带的影响比较大,因此利用重建SST进行数值模拟或者利用耦合模式研究LGM热带海气相互作用时,应该十分重视全球热带SST分布特征。     

赤道东北太平洋表层沉积物间隙水中营养盐的剖面分布及其海底扩散通量

对赤道东北太平洋海域表层沉积物间隙水中硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐等营养盐的剖面分布三个航次的研究表明,研究区在采样深度内沉积物中有机质的分解以硝化作用为主.在水-沉积物界面附近硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐都存在着极陡的浓度梯度, Fick扩散定理的计算结果表明,研究区内硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐的海底扩散通量分别为- 886.45～ 42.62 μ mol/(m2· d)、- 3.04～ 5.83 μ mol/(m2· d)和- 189.43～ 21.05 μ mol/(m2· d),且硅酸盐和硝酸盐主要是从沉积物向底层水体扩散,是底层水体营养盐的来源之一;研究区内硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐的海底扩散通量存在着一定的时间和空间变化, 这可能与因全球气候变化而导致的沉积环境的改变有关.     

海水Ce含量对赤道印度洋和西北太平洋富钴结壳Ce富集的制约

富钴结壳是一种潜在的多金属资源,富含Co、REEs、Pt、Te等。其中,Ce的含量特别高,具有较高的经济价值,研究其富集的控矿要素具有重要意义。Takahashi等(2007)认为富钴结壳中Ce的富集是一个动力学过程,富钴结壳生长速度是关键因素。赤道印度洋和西北太平洋富钴结壳的生长速率分别为2.48mm/a和1.78mm/a,尽管其生长速率差别不大,但是其Ce含量却有     

赤道西太平洋暖池区1.0MaB．P．以来的放射虫和硅藻丰度变化

“西太平洋暖池”是指赤道两侧从太平洋西部（包括南海南部和苏禄海）到印度洋东部一片全球最暖、长期年平均水温超过28℃的海区,其温度比赤道其它地区高出约2～5℃,核心部位在新几内亚以北,平均水温超过29℃。西太平洋暖地不仅是全球大洋热量和水汽的主要源区而且与南方涛动、厄尔尼诺密切相关。西太平洋暖他又处在三大季风环流汇合区域,其巨大的热存储容量对于调节全球气候有举足轻重的影响。由于硅质生物沉积物、放射虫和硅藻等能够反映表层水初级生产力的变化,因此保存在沉积物中的放射虫和硅藻等可以用来揭示过去表层水的生产力状况和沉积过程。     

ENSO-7赤道西太平洋异常纬向风所驱动的热带太平洋次表层海温距平的循环

近几年的一系列分析研究表明，ENSO与异常东亚冬季风之间有相互影响，持续的强（弱）东亚冬季风通过引起赤道西太平洋地区的西（东）风异常对El Niño/La Niña的发生起着重要作用；赤道太平洋次表层海温异常（SOTA）的年际变化（循环）与ENSO发生有密切关系；ENSO的真正源在西太平洋暖池，暖池正（负）SOTA沿赤道温跃层东传到东太平洋，便导致El Niño/La Niña的爆发；在暖池正（负）SOTA沿赤道东传的同时，有负（正）SOTA沿10°N和10°S纬度带向西传播，从而构成SOTA的循环；热带太平洋SOTA循环的驱动者是赤道西太平洋的异常纬向风。进而可以认为：ENSO实质上是主要由异常东亚季风引起的赤道西太平洋异常纬向风所驱动的热带太平洋次表层海温距平的年际循环。     

末次冰消期冲绳海槽中部表层和温跃层海水温度演化的脱耦现象

解读末次冰消期全球水文气候演变过程对于理解气候系统对内外强迫的响应具有重要意义. 以冲绳海槽中部OKI02岩心为材料,通过浮游有孔虫Globigerinodes ruber和Pulleniatina obliquiloculata壳体Mg/Ca比值分别重建了19 ka BP以来海槽中部表层和温跃层海水温度（SST和TWT）,结合浮游有孔虫群落组成变化重点恢复了末次冰消期（~18~11.7 ka BP）上层水体温度变化的特征和过程. 结果显示SST在LGM显著偏低,末次冰消期表现为显著的千年尺度变化,清楚地记录了HS1、B/A、YD等快速气候波动事件. 19 ka BP以来重建的TWT整体呈明显的上升趋势,但波动频繁而剧烈,末次冰消期相对较低,未显示显著的千年尺度变化. 对比北半球高纬和热带太平洋的记录发现,末次冰消期冲绳海槽中部SST开始上升的时间基本与前者相当,但明显滞后于热带西太平洋;冰消期其变化模式明显区别于热带西太平洋持续稳定的升温过程,而更类似于北半球高纬区的变化. 与SST明显不同,海槽区温跃层的升温（~18 ka BP）明显早于北半球高纬变暖,却接近于热带西太平洋海表温度开始上升的时间;且TWT的上升和波动方式也更接近于热带太平洋海温的变化模式. 对末次冰消期SST和TWT差异化演变的分析表明,AMOC对中低纬大气环流的影响可能通过东亚冬季风强度的变化控制了海槽区SST的演变,而热带太平洋ENSO过程则可能通过黑潮强度的变化决定了区域TWT的演化. 末次冰消期冲绳海槽中部SST和TWT演化存在明显的脱耦现象,显示了其与高、低纬海洋和气候变化之间的密切联系.      

赤道太平洋潜流变化特征及其与异常海温东传

应用TOGA-TAO实测海流资料(ADCP)和SODA同化海流和海温资料,分析探讨了赤道太平洋潜流的季节和年际变化特征,以及与赤道异常暖水东传的内在联系.揭示了El Nino事件中异常暖水东传的物理机制.结果表明,赤道太平洋潜流具有明显的季节变化和年际变化特征.潜流的垂直最大深度可由海表层至300~400 m,其多年平均最大流速可达100 cm/s.潜流最大中心的纬向变化位置基本维持在160°W-130°W之间.在年际变化中,赤道潜流变化特征非常明显,尤其是在El Nino事件发生过程中,赤道潜流出现明显的加强现象.其最大流速可达140 cm/s以上.在西太平洋暖池区域次表层暖水东传之前,位于中东太平洋次表层的赤道潜流就已出现加强,其最大流速中心沿温跃层不断加强和东移,“引导”来自西太平洋暖池区域次表层的异常暖水向东传播.因此,可以认为西太平洋暖池区域异常暖水的东传与赤道潜流的强度和东传存在密切关系,也就是说在El Nino事件中,赤道潜流的变化是导致西太平洋暖池区域次表层异常暖水东传的重要机制.     

Interannual variability of monsoons in Malaysia and its relationship with ENSO

Interannual variations of the monsoons have been studied utilising homogeneous rainfall records of 41 years (1951–1991) from Malaysia and upper air data of stations in Asia, Australia and Western Pacific. Sources of upper air data are U.S. Department of Commerce and Kuala Lumpur Northern Winter Monsoon Activity Centre. Extreme wet and dry years have been identified and the influence of ENSO on Malaysian annual rainfall has been discussed. Influence of ENSO on the performance of northern summer and winter monsoons has also been studied from Malaysian rainfall data. Further, regional circulation patterns associated with El Nino and La Nina years have also been identified. No linear trend has been found in the annual rainfall of 16 stations in Malaysia. Most El Nino years are associated with below median and La Nina years with above median rainfall at most stations in Malaysia. ENSO has greater influence over East Malaysia than peninsular Malaysia. Interannual variability of rainfall with reference to ENSO conditions has been discussed in details. Also, circulation features have been identified to foresee El Nino/La Nina events.     

厄尔尼诺现象及其对我国水文气候的重大影响

在简要介绍厄尔尼诺产生的背景、征兆、现象的基础上,分析了厄尔尼诺现象对全球及我国气候的影响,指出厄尔尼诺是一种自然现象,气候的形成受多方面因素的作用,厄尔尼诺对气候的影响是十分复杂和难以准确预测的,要加强对厄尔尼诺现象的监测和预测,预防和减少厄尔尼诺现象给人类带来的损失。     

中国多金属结核开辟区沉积物中微量元素地球化学特征

分析了中国多金属结核开辟区沉积物中Ba、Ce、Co、Cr、Cu、Mo、Ni、Sr、V、Y和Zn等11个微量元素的含量。研究表明，开辟区沉积物中微量元素在不同沉积单元中的分布特征存在明显差异，反映了地质历史上沉积环境的不同。沉积物中的Zn、Ni和Mn具有共同来源，反映铁锰氧化物、氢氧化物对这些元素的吸附控制作用；Sr、Ba以及Ce和Y等元素在东区主要与岩源碎屑有关，而西区则主要来自生物碎屑；Cu具有多种来源，东区主要与生物组分和岩源碎屑有关，西区则主要与自生铁锰氧化物的吸附有关。而通常认为与有机物有关的Cr、V等元素在研究区内则主要来自岩源碎屑。     

Chlorophyll modulation of mixed layer thermodynamics in a mixed-layer isopycnal General Circulation Model — An example from Arabian Sea and equatorial Pacific

Western tropical Indian Ocean, Arabian Sea, and the equatorial Pacific are known as regions of intense bio-chemical-physical interactions: the Arabian Sea has the largest phytoplankton bloom with seasonal signal, while the equatorial Pacific bloom is perennial with quasi-permanent upwelling. Here, we studied three dimensional ocean thermodynamics comparing recent ocean observation with ocean general circulation model (OPYC) experiment combined with remotely sensed chlorophyll pigment concentrations from the Coastal Zone Color Scanner (CZCS). Using solar radiation parameterization representing observations that a higher abundance of chlorophyll increases absorption of solar irradiance and heating rate in the upper ocean, we showed that the mixed layer thickness decreases more than they would be under clear water conditions. These changes in the model mixed layer were consistent with Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS) observations during the 1994-1995 Arabian Sea experiment and epi-fluorescence microscopy (EFM) on samples collected during Equatorial Pacific Ocean Climate Study (EPOCS) in November, 1988. In the Arabian Sea, as the chlorophyll concentrations peak in October (3 mg/m³) after the summer plankton bloom induced by coastal upwelling, the chlorophyll induced biological heating enhanced the sea surface temperature (SST) by as much as 0.6‡C and sub-layer temperature decreases and sub-layer thickness increases. In the equatorial Pacific, modest concentrations of chlorophyll less than 0.3 mg/m³ is enough to introduce a meridional differential heating, which results in reducing the equatorial mixed layer thickness to more than 20 m. The anomalous meridional tilting of the mixed layer bottom enhances off equatorial westward geostrophic currents. Consequently, the equatorial undercurrent transports more water from west to east. We proposed that these numerical model experiments with use of satellite andin situ ocean observations are consistent under three dimensional ocean circulation theory combined with solar radiation transfer process.     

西太平洋暖池区第四纪钙质超微化石氧碳同位素特征及意义

对西太平洋暖池区MD97—2140柱状样1．75Ma以来的钙质超微化石进行了氧碳同位素分析．结果表明超微化石占δ^18O值与浮游有孔虫Globigerinoides ruber δ^18O值在变化趋势和周期上都具有明显相似性．根据超微化石占δ^18O值也可以划分出59个氧同位素期,1748ka到900ka期间超微化石占δ^18O值的变化周期以41ka为主．而850ka到6ka期间则以100ka为主．这说明超微化石氧同位素分析可以像有孔虫氧同位素分析一样在大洋地层学和古海洋学、古气候学研究中发挥重要作用．超微化石占δ^13C值变化则呈现阶段性变化的特点．以900ka,480ka和250ka时间面为界,可分四大阶段．同时,MD97—2140柱状样超微化石占δ^13C值的这种变化规律与邻近ODP807站揭示的海水初级生产力变化趋势极为相似,意味着超微化石占δ^13C值是反映海水初级生产力变化的一项重要指标．     

Palaeoproductivity evolution in the centre of the western Pacific warm pool during the last 250 ka

To reconstruct the palaeoproductivity evolution history of the centre of the western Pacific warm pool (WPWP) over the last 250 ka, multi‐proxies were analysed in sediment core WP7 recovered from the Ontong–Java Plateau. Palaeoproductivity evolution at the centre of the WPWP during the last 250 ka is closely related to glacial–interglacial cycles and the insolation controlled by precession. The glacial higher primary productivity relative to the interglacial conditions could have resulted from both thermocline shoaling associated with persistent El Niňo‐like conditions and the increased influx of dust resulting from intensified winter monsoon together with important changes in the thermocline. The minimum primary productivity values during the last three terminations could be resulted from deglacial thermocline deepening and intensified stratification associated with persistent La Niña‐like conditions, and the concurrent Neogloboquadrina dutertrei δ¹³C minimum events probably reflect the chemical signatures of Subantarctic Mode Water and Antarctic Intermediate Water. In addition, primary productivity values are also controlled by the thermocline variations resulting from El Niño/La Niña‐Southern Oscillation processes responding to precession forcing, and lead the δ¹⁸O by about 4 ka. The 33.1 ka, 19 ka and “half‐precession” periods are prominent in the palaeoproductivity records. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.