热带海洋学报杂志

热带海洋学报杂志2019年第5期

• 热带东太平洋淡水池的季节变化 *

  池建伟,曲堂栋,张莹,施平,杜岩

  文章利用观测和模式数据, 并基于混合层盐度收支方法, 研究了热带东太平洋淡水池的季节变化。研究发现: 热带东太平洋淡水池具有显著的季节变化, 由海表强迫(蒸发与降水)、水平平流和次表层过程共同控制。淡水池的季节变化主要分为扩张与收缩两个阶段。4月至11月为扩张阶段, 淡水池向西扩张, 最大体积和面积比最小时扩大将近一倍, 分别达到2.83×10 5km 3和8.94×10 6km 2。热带辐合带向北移动带来的强降水是淡水池扩张的主要原因, 海表强迫决定了混合层盐度降低。12月至3月为淡水池收缩阶段, 海表淡水通量的减弱、水平平流和次表层过程的增强导致混合层盐度升高, 淡水池向东收缩。

• 印度洋海底压强的季节和长期变化

  景雪懿,程旭华

  利用2003—2015年的重力恢复和气候实验(Gravity Recovery and Climate Experiment, GRACE)卫星观测数据, 揭示了印度洋海底压强的变化特征, 并探讨了其变化机制。结果表明, 印度洋海底压强具有显著的季节变化特征, 北半球冬季在40°S以北(南), 海底压强呈负(正)异常, 夏季分布与冬季相反。印度洋区域的海底压强空间分布与Ekman输送空间分布有较好的对应关系。正压涡度方程诊断结果表明, 利用风场重构的海底压强能够较好地解释印度洋海底压强的季节和长期变化。此外, 海平面变化收支分析表明, 海底压强的变化在高纬度区域主导了海平面变化。

• 赤道东印度洋和孟加拉湾障碍层厚度的季节内和准半年变化

  马天,齐义泉,程旭华

  利用2002—2015年ARGO网格化的温度、盐度数据, 结合卫星资料揭示了赤道东印度洋和孟加拉湾障碍层厚度的季节内和准半年变化特征, 探讨了其变化机制。结果表明, 障碍层厚度变化的两个高值区域出现在赤道东印度洋和孟加拉湾北部。在赤道区域, 障碍层同时受到等温层和混合层变化的影响, 5—7月和11—1月受西风驱动, Wyrtki急流携带阿拉伯海的高盐水与表层的淡水形成盐度层结, 同时西风驱动的下沉Kelvin波加深了等温层, 混合层与等温层分离, 障碍层形成。在湾内, 充沛的降雨和径流带来的大量淡水产生很强的盐度层结, 混合层全年都非常浅, 障碍层季节内变化和准半年变化主要受等温层深度变化的影响。上述两个区域障碍层变化存在关联, 季节内和准半年周期的赤道纬向风驱动的波动过程是它们存在联系的根本原因。赤道东印度洋地区的西风(东风)强迫出向东传的下沉(上升)的Kelvin波, 在苏门答腊岛西岸转变为沿岸Kelvin波向北传到孟加拉湾的东边界和北边界, 并且在缅甸的伊洛瓦底江三角洲顶部(95°E, 16°N)激发出向西的Rossby波, 造成湾内等温层深度的正(负)异常, 波动传播的速度决定了湾内的变化过程滞后于赤道区域1~2个月。

• 一种海洋混合层深度的智能识别方法研究

  张康,郭双喜,黄鹏起,屈玲,鲁远征,岑显荣,于璐莎,周伟东,周生启

  文章提出了一种识别混合层深度的人工智能方法。该方法在温度(密度)与压强(或深度)间建立线性模型, 并且将其系数和方差做成一组表征廓线特征的统计量。初始时为模型设定一个主观的先验分布, 在一个自海表向下移动的窗口内通过贝叶斯链式法则和最小描述长度原理学习新数据, 得到系数均值的最大后验概率估计。用F-检验识别系数发生突变的位置, 以此确定混合层的存在性及其深度。通过2017年2月太平洋海域的地转海洋学实时观测阵(Array for Real-time Geostrophic Oceanography, ARGO)数据进行测试, 并且以质量因子(Quality Index, QI)值作为判断识别混合层深度结果准确性的依据, 发现该方法相比于梯度法、阈值法、混合法、相对变化法、最大角度法和最优线性插值法在识别结果上具备更大的QI值。表明该方法能够准确识别混合层深度。

• 北半球热带中太平洋与印度洋海表温度梯度对夏季西北太平洋热带气旋生成频数变化的影响

  方珂,余锦华

  基于1951—2018年哈德里中心海温资料、美国气象环境预报中心和美国国家大气研究中心再分析资料和第四代欧洲中心汉堡模式, 针对1994年、2018年等西北太平洋热带气旋(TC)生成异常多的年份, 研究了引起TC增加的海表温度异常(SSTA)模态及其影响机制。结果表明, 北半球热带中太平洋增暖与印度洋变冷是夏季西北太平洋TC生成频数增加的主要原因, 北大西洋负三极型式SSTA促使TC生成的进一步增加。热带中太平洋增暖与印度洋冷却在菲律宾以东激发出西风异常和气旋性环流异常。北大西洋负三极型式SSTA在我国南海、菲律宾至东南沿岸激发出气旋性环流异常。前者在西北太平洋中部, 后者在南海产生有利于TC生成的局地环境。1994年和2018年夏季热带中太平洋出现暖SSTA、印度洋为冷SSTA、北大西洋呈现负三极型式SSTA, 西北太平洋TC生成频数极端增多。近30年来, 当出现热带中太平洋增暖和印度洋冷却时, 北大西洋表现出比1989年以前更强的负三极型式SSTA, 使西北太平洋TC生成频数和北半球热带印度洋-太平洋SSTA梯度的线性相关更显著。

• CMIP5模式对近30年沃克环流强度变化模拟的不足及成因分析 *

  林书恒,管玉平,张邦林

  太平洋沃克环流(Pacific Walker Circulation, PWC)是热带太平洋上空至关重要的大气环流系统, 但其在全球变暖背景下的长期变化仍存在争议, 换而言之, 沃克环流增强或减弱仍是有待回答的科学问题之一。观测表明近30年PWC呈增强趋势, 而气候模式无法得出观测的趋势。文章分析了参加第五次耦合模式比较计划(Coupled Model Inter-comparison Project Phase 5, CMIP5)的18个耦合模式模拟的PWC变化。结果表明, 大部分耦合模式能够较好地再现PWC的气候态分布特征, 但不能给出其加强的趋势。究其原因, 主要取决于模式对海表温度(SST)变化的模拟能力, 能模拟出PWC加强的耦合模式, 其模拟的SST趋势分布与观测相近[即类拉尼娜(La Niña)型], 但仍存在一定差异; 而模拟出PWC减弱的耦合模式, 其模拟的SST趋势分布表现为类厄尔尼诺(El Niño)型, 这与观测不符。对于后者, 如果用观测的SST驱动其大气模式却能够模拟出PWC的加强, 从另一方面也说明了SST变化对于PWC长期变化的主导作用。因此, CMIP5模式要想合理地预估PWC在全球变暖背景下的变化, 需要提高对于热带太平洋SST变化的模拟能力。

• 北部湾灯光罩网渔场时空分布与海洋环境关系分析 *

  王言丰,余景,陈丕茂,于杰,刘祝楠

  文章根据大型灯光罩网渔船调查数据和卫星遥感海面风场(Sea Surface Wind, SSW)、海表温度(Sea Surface Temperature, SST)和叶绿素a浓度(Chlorophyll a concentration, Chl a)资料, 基于广义线性模型(Generalized Linear Model, GLM)对北部湾渔业资源单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unit Effort, CPUE)进行标准化, 应用多元线性回归等方法, 对北部湾灯光罩网渔场的时空分布及其与海洋环境的关系进行了分析。结果表明, 北部湾灯光罩网渔场适宜SST为27~29℃, Chl a为0.5~1.5mg·m -3。较高资源量出现在10月份中上旬, 分布在18°—19°N及20°—21°N海域。北部湾灯光罩网渔场的时空分布与季风、19°N附近的暖水池和Chl a等环境因素有关。

• 海口湾中间岸段海滩剖面短期时空变化及沉积动态分析 *

  朱士兵,胡丹妮,张会领,曾春华,李泽华,李志强

  海滩的演变特征是海岸地形动力学研究的一个重要内容。基于在海口湾假日海滩连续33d的地形剖面观测数据和台风前后表层沉积物粒度参数数据, 分析了海口湾中间岸段海滩剖面及沉积物变化特征。利用经验正交函数分析, 得出观测期间海口湾海滩有4个主要模态, 分别对应于涌浪对海滩的建设过程、当地风浪对海滩的侵蚀过程、台风对海滩的侵蚀过程和海滩特征地形的调整过程。研究结果表明: 涌浪和风浪对海滩剖面的作用受到了潮位调制的影响; 海口湾海滩显示出遮蔽型海滩变化特征; 沉积物粒度参数对海滩变化反应敏感, 可以提供丰富的海滩演变信息。

• 防城河口湾鱼类群落结构及其与环境因子关系研究

  何思璇,何斌源

  文章根据2016年5月、8月、11月和2017年2月在防城河口湾海域进行的渔业资源和环境调查数据, 研究了河口湾鱼类群落结构及其空间和季节变化, 分析了鱼类群落结构与主要环境因子的关系。结果表明: 全年调查共渔获鱼类95种, 隶属于2纲12目37科69属, 适温性以暖水性鱼类为主, 生态类型以底层和近底层鱼类为主。其中, 春季60种, 夏季59种, 秋季54种, 冬季46种, 夏—秋季间种类相似性指数最高。全年优势种为褐菖鲉Sebastiscus marmoratus和长鳍篮子鱼Siganus canaliculatus, 主要种有黄鳍棘鲷Acanthopagrus latus、条马鲾Equulites rivulatus、李氏?Callionymus richardsoni和真赤鲷Pagrus major等10种; 夏、秋季的最大优势种均为长鳍篮子鱼, 春、冬季的最大优势种分别为褐菖鲉和条马鲾。全湾鱼类年均资源密度为45836尾·km -2和 435.21kg·km -2, 资源密度具有明显的空间差异和季节变化。全年各站位种数变化范围在2~21种, 多样性指数H′在0.468~4.031, 丰富度指数d在0.120~1.926, 均匀度指数J在0.181~0.969。聚类分析、单因子相似性分析(ANOSIM)及相似性百分比(SIMPER) 分析表明该海域鱼类群落存在一定程度的时空异质性。相关性分析表明影响防城河口湾鱼类群落结构的主要环境因子为水温、盐度和硝酸盐。