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基于GLORYS12V1再分析数据的楚科奇陆架区流场季节变化特征分析

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海洋与湖沼 2024年第3期55卷 613-626页

作者：施旭东李敏于婷李丙瑞谢玲玲广东海洋大学近海海洋变化与灾害预警实验室广东湛江524088 陆架及深远海气候资源与环境广东省高校重点实验室广东湛江524088 自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室北京100081 上海市极地生命过程与环境重点实验室上海200030 极地生态与气候变化教育部重点实验室上海200030 国家海洋信息中心天津300171 中国极地研究中心上海200136

楚科奇海是北太平洋海水进入北冰洋的唯一通道,为更好地了解北太平洋入流水在陆架区流场的季节变化特征,本文基于1993~2020年的GLORYS12V1再分析数据,对楚科奇陆架区流场的空间分布和关键通道断面流场季节变化特征进行了分析。气候态平... 详细信息

楚科奇海是北太平洋海水进入北冰洋的唯一通道,为更好地了解北太平洋入流水在陆架区流场的季节变化特征,本文基于1993~2020年的GLORYS12V1再分析数据,对楚科奇陆架区流场的空间分布和关键通道断面流场季节变化特征进行了分析。气候态平均结果显示,太平洋入流水通过白令海峡进入楚科奇海后主要由汉娜德海谷、中央水道、巴罗峡谷和德朗海峡断面流出陆架,四支路径的流量占白令海峡入流的比例分别为50.3%、25%、16%和6.9%。季节变化结果显示,白令海峡和德朗海峡断面流量的月变化在5月达最大,其余断面则在7月达峰值。德朗海峡断面西侧东南向沿岸流在秋季最强。5 m和30 m流速的联合经验正交函数分解的模态较为类似,体现了垂向结构的一致性。第一模态的空间分布显示整个研究区域均为同位相分布,且四支主要路径上呈现高值,其时间序列在冬夏半年呈反位相变化。第二模态主要体现陆架区西侧西伯利亚沿岸流场的上下半年呈反位相变化。将各断面的流量序列分解为与风相关的部分和非风因素相关的部分进行分析发现,气候态平均流量除德朗海峡处风起主要贡献外,其余断面均为非风因素对流量起正贡献而风起负贡献,非风因素引起的流量达0.23×10^(6)~1.33×10^(6) m^(3)/s,不过风和非风因素对各断面季节变化特征的影响并不一致。气压场和风场季节变化的分析结果显示,夏冬季波弗特高压和阿留申低压之间气压差的变化导致了东北风强度变化,进而影响了楚科奇陆架中心区冬/夏半年北向流的弱/强。而春秋季主要分别是波弗特高压和阿留申低压的东西位置变化对西伯利亚沿岸的流场产生影响。

关键词：流场季节变化联合经验正交函数分解楚科奇陆架

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秋季登陆广东热带气旋特征变化及机制分析

热带海洋学报 2024年第1期43卷 64-78页

作者：韩鼎妍李敏胡睿谢玲玲广东海洋大学海洋与气象学院近海海洋变化与灾害预警实验室广东湛江524088 陆架及深远海气候、资源与环境广东省高等学校重点实验室广东湛江524088 自然资源部空间海洋遥感应用重点实验室广东湛江524088

基于1949—2021年中国气象局热带气旋最佳路径数据集和登陆热带气旋数据集,对秋季登陆广东热带气旋(tropical cyclone,TCs)的时空特征和可能机制进行分析,并与夏季进行对比。结果表明:近73年共76个TCs秋季登陆广东,占登陆总数的28.5%,... 详细信息

基于1949—2021年中国气象局热带气旋最佳路径数据集和登陆热带气旋数据集,对秋季登陆广东热带气旋(tropical cyclone,TCs)的时空特征和可能机制进行分析,并与夏季进行对比。结果表明:近73年共76个TCs秋季登陆广东,占登陆总数的28.5%,以强台风和超强台风占主,且平均最大强度强于夏季。相比夏季,秋TCs更大比例(72.4%)生成于西北太平洋,生成经纬度偏南、偏东;秋TCs的年均破坏潜力指标(power dissipation index,PDI)可达0.4×10^(7)m^(3)·s^(-2),与夏季相当;秋TCs登陆后比夏季更快消亡,移速更慢,PDI较小。秋TCs登陆数量长期变化呈下降趋势且下降速率与夏季相当,登陆强度上升且上升速率为夏季1.8倍,移速减缓速率为夏季2.5倍,PDI下降速率明显弱于夏季。不同于夏季登陆TCs在拉尼娜年增多,秋TCs更易在厄尔尼诺年登陆广东;登陆广东秋TCs数与上一年冬春季厄尔尼诺–南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,ENSO)指数相关系数达到0.3,并对后一年ENSO具有指示作用。秋TCs登陆频数与太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)指数显著相关,1977—1996和1997—2016暖冷两个位相期,相关系数分别为−0.51和0.68。对比有无秋TCs的环境场,发现南海北部海温暖异常时,其西北侧激发的气旋性引导气流利于TCs登陆广东。

关键词：秋季登陆热带气旋变化趋势年际变化 ENSO

热带印度洋偶极子对副热带南印度洋偶极子的影响及其年代际变化

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海洋与湖沼 2024年第4期55卷 802-816页

作者：时文娟冯俊乔王富军王庆业胡石建张子叶山东科技大学山东青岛266590 中国科学院海洋研究所、海洋环流与波动重点实验室山东青岛266071 中国科学院海洋动力环境观测与预报重点实验室山东青岛266071

热带印度洋偶极子(Indian Ocean dipole,IOD)和副热带南印度洋偶极子(subtropical Indian Ocean dipole,SIOD)作为热带和副热带印度洋海气耦合的主要模态,二者联系密切。本文基于梁氏-克里曼信息流理论确定IOD与SIOD互为因果,并利用Had... 详细信息

热带印度洋偶极子(Indian Ocean dipole,IOD)和副热带南印度洋偶极子(subtropical Indian Ocean dipole,SIOD)作为热带和副热带印度洋海气耦合的主要模态,二者联系密切。本文基于梁氏-克里曼信息流理论确定IOD与SIOD互为因果,并利用Hadley中心的海表面温度数据以及NCEP大气再分析等数据分析了1950~2021年期间前期IOD对SIOD发展的影响及其年代际变化规律。结果显示,IOD超前SIOD的相关关系在1976年和2002年前后发生了年代际转变。1950~1976年期间(P1),二者关系不显著;1977~2002年期间(P2),二者存在显著负相关,当IOD超前SIOD 5个月时达到最大负相关,相关系数为-0.56;2003~2021年期间(P3),二者相关性有所减弱,相关系数为-0.33。IOD与SIOD主周期的变化进一步验证了二者相关关系的年代际变化。P2时期,IOD与SIOD之间存在显著的2~4 a反位相一致周期,而在P1、P3时期两者没有明显的同周期。与此同时,IOD超前SIOD时二者关系的年代际变化与太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)的位相转换有密切联系。PDO冷位相下,副热带印度洋大气环流响应较弱,海气背景不利于IOD对SIOD事件的激发。PDO暖位相能够通过ENSO加强赤道印度洋-太平洋的Walker环流异常,与赤道东风异常有关的反气旋环流促使热带西印度洋的正海表温度异常(sea surface temperature anomalies,SSTA)向东南方向延伸,促进东南印度洋正SSTA的发展;IOD通过经向环流的垂直运动引起中纬度对流层高层辐散,产生等效正压Rossby波,与之相关的低层异常气旋环流通过“风-蒸发-海表面温度”(wind-evaporation-SST,WES)反馈诱导副热带西南印度洋负SSTA的发展,二者共同促进了次年冬季负SIOD事件的生成。

关键词：印度洋偶极子副热带南印度洋偶极子年代际变化

冬季西太平洋TSP水溶性离子空间分布特征、来源和氮沉降

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环境化学 2024年

作者：王启扉倪远喆娄全胜卢阳阳邵光贺罗笠自然资源部三沙海洋中心中国海洋大学环境科学与工程学院海南大学海洋科技协同创新中心海南大学海洋科学与工程学院自然资源部第二海洋研究所海洋生态系统动力学实验室国家海洋局深圳海洋环境监测中心站海南大学南海资源利用国家重点实验室

2015年12月5日至2016年1月10日，通过航次在西太平洋(WPO)采集了29个大气总悬浮颗粒物(TSP)样本，分析了TSP样本中水溶性离子(Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、NO3-、SO42-)的浓度.结合气团后向轨迹、化学计量学关系和主成分分析，对TSP中... 详细信息

2015年12月5日至2016年1月10日，通过航次在西太平洋(WPO)采集了29个大气总悬浮颗粒物(TSP)样本，分析了TSP样本中水溶性离子(Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、NO3-、SO42-)的浓度.结合气团后向轨迹、化学计量学关系和主成分分析，对TSP中水溶性离子来源进行了分析.结果显示，水溶性离子的总浓度的顺序为：Na+>SO42->Mg2+>NO3->Ca2+>K+>NH4+，其中Na+质量浓度为(6.76±5.92)μg·m-3，占总离子的52.0%; SO42-质量浓度(3.78±3.81)μg·m-3，占总离子浓度29.1%.SO42-、NO3-、NH4+和Ca2+浓度从近海到开阔大洋呈现明显的下降趋势，表明人为排放源和地壳源对近海海洋气溶胶中NO3-、NH4+和Ca2+的影响较大.无机氮沉降通量在近海(3.47±2.44) mg·m-2·d-1明显高于开阔大洋(0.20±0.07) mg·m-2·d-1.

关键词：西太平洋 TSP 水溶性离子源解析氮沉降

基于海表温度遥感资料重构的热带不稳定波特征分析

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厦门大学学报（自然科学版） 2024年第3期63卷 512-525页

作者：高志斌王云涛柴扉上海交通大学海洋学院上海200240 自然资源部第二海洋研究所卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012 厦门大学海洋与地球学院福建厦门361102

[目的]研究赤道东太平洋热带不稳定波(tropical instability waves,TIWs)的时空分布特征及其驱动机制.[方法]利用数据插值经验正交函数方法对MODIS卫星2003-2018年赤道东太平洋海表面温度(sea surface temperature,SST)数据进行重构,进... 详细信息

[目的]研究赤道东太平洋热带不稳定波(tropical instability waves,TIWs)的时空分布特征及其驱动机制.[方法]利用数据插值经验正交函数方法对MODIS卫星2003-2018年赤道东太平洋海表面温度(sea surface temperature,SST)数据进行重构,进而提取TIWs的波长和速度,并分析其时空分布特征以及与赤道风场和流场的关系.[结果]研究发现:TIWs在纬向上呈正负相位交替分布,在经向上则表现为双峰结构.季节性方面,TIWs在3-5月强度最弱,而在8-10月强度最强.纬向风场通过影响赤道纬向流场,特别是南赤道流(South Equatorial Current,SEC)的北分支(SEC-N)和北赤道逆流(North Equatorial Countercurrent,NECC)的剪切调控TIWs的生成;经向风场则通过调制“冷舌”边缘的SST梯度影响TIWs的生成.在年际尺度上,TIWs在厄尔尼诺(El Nino)年受到抑制,在拉尼娜(La Nina)年得到加强.纬向风场、纬向流场和TIWs三者的异常均超前于厄尔尼诺-南方涛动(El Nino-Southern Oscillation,ENSO)指数所刻画的赤道东太平洋SST异常,这表明纬向风场影响下的纬向流场剪切同样驱动TIWs的年际变化.NECC上空纬向风异常较弱,而SEC-N上空纬向风异常较强,这使得SEC-N年际变化主导流场剪切的强度,对TIWs的年际特征有重要作用.[结论]这一发现强调了大气风场和海洋动力过程共同驱动TIWs的季节性特征和年际变化.

关键词：赤道东太平洋海表面温度热带不稳定波厄尔尼诺-南方涛动

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基于CESM模式的4至6月热带西南印度洋海表异常增暖对印太气候影响的研究

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热带海洋学报 2024年第2期43卷 12-20页

作者：陈泽生李振宁郭媛媛王腾杜岩热带海洋环境国家重点实验室(中国科学院南海海洋研究所) 广东广州510301 环境与可持续发展学部(香港科技大学) 中国香港999077 大气与海洋科学系/大气科学研究院(复旦大学) 上海200438

热带西南印度洋温跃层深度较浅,该海域温跃层的变化与海表温度具有密切的联系,具有独特的海气相互作用。文章基于观测资料和模式资料分析了4至6月热带西南印度洋海表增暖对热带印度洋-西太平洋的气候影响。结果表明, 4至6月热带西南印... 详细信息

热带西南印度洋温跃层深度较浅,该海域温跃层的变化与海表温度具有密切的联系,具有独特的海气相互作用。文章基于观测资料和模式资料分析了4至6月热带西南印度洋海表增暖对热带印度洋-西太平洋的气候影响。结果表明, 4至6月热带西南印度洋海表增暖增强了当地的对流活动,导致热带西南印度洋降水的增加;热带印度洋的低空出现了关于赤道反对称的“C型”风场异常,即赤道以北为异常的东北风,赤道以南为异常的西北风;5月至6月北印度洋低空异常的东北风会减弱亚洲夏季风,北印度洋海表潜热释放减少,北印度洋海表增暖。热带西南印度洋海表增暖的气候影响并不局限在热带印度洋地区,其增暖能加热对流层大气,激发东传的大气开尔文波,热带西北太平洋低层的东风响应在信风的背景下也能触发局地的海气正反馈,两者共同有利于热带西北太平洋地区低空反气旋式风场的维持。反气旋式风场异常在5、6月能增强季风水汽输送,使得我国长江流域的降雨显著增多。该研究结果揭示了热带西南印度洋加热异常可引起横跨北印度洋-热带西太平洋的海气相互作用,为我国东部地区夏季降水预报提供了有益参考。

关键词：跨洋盆影响海气相互作用降水反气旋

一株溶藻菌 Zobellella sp. B307对太平洋亚历山大藻的溶藻特性及作用机制研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 63-70页

作者：马双慧白洁孙鹏飞王登宇相壮壮李辉晨曦中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 自然资源部第四海洋研究所广西北海536000 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学海洋生命学院山东青岛266003

为研究溶藻菌对赤潮甲藻的作用机制,本文从胶州湾沉积物中分离得到的一株耐盐菌株Zobellella sp.B307,并研究了该菌株对太平洋亚历山大藻(Alexandrium pacificum)的抑制效果,从细胞结构、生理水平和分子水平探究了该菌株的抑藻途径及作... 详细信息

为研究溶藻菌对赤潮甲藻的作用机制,本文从胶州湾沉积物中分离得到的一株耐盐菌株Zobellella sp.B307,并研究了该菌株对太平洋亚历山大藻(Alexandrium pacificum)的抑制效果,从细胞结构、生理水平和分子水平探究了该菌株的抑藻途径及作用机制。结果表明,该菌株的抑藻途径为分泌胞外活性物质的间接溶藻,72 h的溶藻率高达91%。溶藻过程中藻细胞壁破损,叶绿素a和总蛋白含量显著下降,藻细胞的活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照组,这表明溶藻物质对藻细胞造成的强烈氧化损伤是导致其死亡的直接原因。热休克蛋白基因(HSP)表达量显著上调,说明溶藻物质激发藻细胞产生的ROS在激活抗氧化系统的同时诱导产生HSP70,二者联合清除ROS以减缓藻细胞受应激损伤的程度;***的网格蛋白基因(Clathrin)表达量显著上调,表示由网格蛋白介导的胞吞作用明显增强,进而说明为减轻光合营养功能受损造成的影响,藻细胞的异养功能增强。本研究结果有助于诠释菌藻关系,更为探究赤潮治理的生物方法提供重要的理论支持和实践指导。

关键词：赤潮亚历山大藻溶藻细菌溶藻机理基因表达

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东太平洋赤道海域中尺度涡的特征分析

上海海洋大学学报 2024年第3期33卷 776-785页

作者：吴静怡陈新军方星楠上海海洋大学海洋科学与生态环境学院上海201306 上海海洋大学海洋生物资源与管理学院上海201306 国家远洋渔业工程技术研究中心上海201306 大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室上海201306 农业农村部大洋渔业开发重点实验室上海201306 农业农村部大洋渔业资源环境科学观测实验站上海201306

东太平洋赤道海域是我国重要的作业渔场,中尺度涡与渔场的分布有着密切的联系。本研究基于流场几何的涡旋判别方法,利用2012—2018年气象卫星遥感数据对东太平洋赤道海域(85°W~125°W,5°S~5°N)的中尺度涡进行识别,筛选出生命周期大... 详细信息

东太平洋赤道海域是我国重要的作业渔场,中尺度涡与渔场的分布有着密切的联系。本研究基于流场几何的涡旋判别方法,利用2012—2018年气象卫星遥感数据对东太平洋赤道海域(85°W~125°W,5°S~5°N)的中尺度涡进行识别,筛选出生命周期大于一周的涡旋,分析了该海域中尺度涡旋的空间分布、半径范围、生命周期和迁移路径及速度等基本特征,并讨论其与该区域内重要经济头足类渔场分布的关联。结果显示,东太平洋赤道海域反气旋涡的数量要多于气旋涡;涡旋的生命周期较短,绝大多数不超过一周;涡旋的半径主要集中在250~310 km,迁移速度主要为6~18 cm/s,迁移距离为25~50 km;在靠近南北纬5°的海域表现出两条涡旋活动较为频繁的“热点区域”,而在纬度为零的海域几乎没有涡旋存在。同时,涡旋的生命周期和半径表现出明显的年间变化。本研究为东太平洋赤道海域头足类渔场形成、分布和渔情预报等研究提供了支撑。

关键词：中尺度涡东太平洋涡旋特征渔场

春季青藏高原感热异常对副热带东北太平洋低云的影响

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广东海洋大学学报 2024年第3期44卷 83-94页

作者：何维帅龙景超朱陵晶庄淑淇徐海张树钦薛宇峰徐建军广东海洋大学海洋与气象学院/南海海洋气象研究院广东湛江524088 中国气象局-广东海洋大学南海海洋气象联合实验室广东湛江524088 广东省高等学校陆架及深远海气候、资源与环境重点实验室广东湛江524088 广东省近海海洋变化与灾害预警实验室广东湛江524088

【目的】探究春季青藏高原感热异常对同期副热带东北太平洋(Subtropical Northeastern Pacific,SNEP)低云量的影响。【方法】基于卫星观测和再分析资料,采用回归分析、相关分析、合成分析以及模式模拟等方法,分析青藏高原感热与SNEP低... 详细信息

【目的】探究春季青藏高原感热异常对同期副热带东北太平洋(Subtropical Northeastern Pacific,SNEP)低云量的影响。【方法】基于卫星观测和再分析资料,采用回归分析、相关分析、合成分析以及模式模拟等方法,分析青藏高原感热与SNEP低云量的关系。【结果与结论】(1)青藏高原感热和SNEP低云量奇异值分解的第一模态方差贡献率为33.76%,时间序列相关系数达0.84。(2)春季青藏高原地表感热异常增加时,大气环流异常自青藏高原到SNEP呈现“+-+-+”的准正压波列状结构。SNEP异常反气旋环流会加强北太平洋副热带高压强度,使其向东北移动。同时,异常正压反气旋环流加强下沉运动,大气低层逆温层强度加强,低云高度降低。(3)反气旋环流东南侧的东北风异常加速背景风速,导致海表感热增加,海气界面稳定度减弱,湍流混合运动加强,因此有利于海面向云层输送水汽,促使低云量增加。(4)青藏高原感热异常强年的响应显著大于弱年,体现不对称性。本研究探究青藏高原与SNEP低云变异的物理联系,可为SNEP低云的预测提供参考。

关键词：青藏高原副热带东北太平洋低云感热大气环流