吕宋和台湾岛以东黑潮季节与年际变化规律的对比分析     

武杰  张林林  闫晓梅 《海洋与湖沼》2020,51(4):839-850

黑潮是北太平洋副热带环流系统的一支重要的西边界流。前人对不同流段黑潮的季节和年际变化进行了诸多研究,然而基于不同数据所得结论仍存在差异,尤其是不同模式计算所得流量差别很大,而且以往研究往往着眼于某一流段,对不同流段黑潮变化之间的异同及其原因涉及较少。本文基于卫星高度计数据,评估了OFES(Ocean generalcir culation model For the Earth Simulator)和HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model)两个模式对吕宋岛和台湾岛以东黑潮季节与年际变化的模拟能力,进而对两个海域黑潮变化的异同及其物理机制进行了分析。结果表明:HYCOM模式对黑潮季节变化的模拟较好,而OFES模式对黑潮年际变化的模拟较好。吕宋岛以东黑潮和台湾岛以东黑潮在季节与年际尺度上的变化规律均不相同,且受不同动力过程控制。吕宋岛以东黑潮呈现冬春季强而秋季弱的变化规律,主要受北赤道流分叉南北移动的影响;而台湾岛以东黑潮呈现夏季强冬季弱的变化特点,主要受该海区反气旋涡与气旋涡相对数目的季节变化影响。在年际尺度上,吕宋岛以东黑潮与北赤道流分叉及风应力旋度呈负相关,当风应力旋度超前于流量4个月时相关系数达到了-0.56;而台湾岛以东黑潮的流量变化则受制于副热带逆流区涡动能的变化,且滞后于涡动能9个月时达到最大正相关,相关系数为0.44。本研究对于深入理解不同流段黑潮的多尺度变异规律及其对邻近海区环流与气候的影响具有重要意义,同时对于黑潮研究的数值模式选取具有重要参考价值。  相似文献   

基于拉格朗日拟序结构的黑潮区域海流运输结构提取和分析     

田丰林  任一丹  何遒  陈戈 《海洋学报》2020,42(5):12-21

海流的拉格朗日运动对于研究物质输送有着重要意义，拉格朗日拟序结构(LCSs)作为研究海流结构的新型方法，相比于传统欧拉方法更为客观。本文提出了一种新的计算LCSs束的方法，基于25年的平均速度场，利用变分方法计算得到黑潮区域的气候态LCSs，并通过简化合并的方法得到了气候态LCSs束，该LCSs束能够突出地显示出海流特性和运输模式，其代表的平均拉格朗日环流有很强的约束作用，且具有鲁棒性。最终我们获得了气候态下12个月份的流场结构图，揭示了月周期性拉格朗日环流规律。本文还利用虚拟粒子输运、多年浮标轨迹以及气候态温盐异常3种方法进行了验证，与拉格朗日运输模式相吻合，证明了海流拉格朗日拟序结构的准确性和可靠性。  相似文献   

Nitrogen fixation driven by mesoscale eddies and the Kuroshio Current in the northern South China Sea and the East China Sea     

Liuyang Li  Chao Wu  Jun Sun  Shuqun Song  Changling Ding  Danyue Huang  Laxman Pujari 《海洋学报(英文版)》2020,39(12):30-41

N₂ fixation rates (NFR, in terms of N) in the northern South China Sea (nSCS) and the East China Sea (ECS) were measured using the acetylene reduction assay in summer and winter, 2009. NFR of the surface water ranged from 1.14 nmol/(L·d) to 10.40 nmol/(L·d) (average at (4.89±3.46) nmol/(L·d), n=11) in summer and 0.74 nmol/(L·d) to 29.45 nmol/(L·d) (average at (7.81±8.50) nmol/(L·d), n=15) in winter. Significant spatio-temporal heterogeneity emerged in our study: the anticyclonic eddies (AE) (P<0.01) and the Kuroshio Current (KC) (P<0.05) performed significantly higher NFR than that in the cyclonic eddies or no-eddy area (CEONE), indicating NFR was profoundly influenced by the physical process of the Kuroshio and mesoscale eddies. The depth-integrated N₂ fixation rates (INF, in terms of N) ranged from 52.4 μmol/(m2·d) to 905.2 μmol/(m2·d) (average at (428.9±305.5) μmol/(m2·d), n=15) in the winter. The contribution of surface NFR to primary production (PP) ranged from 1.7% to 18.5% in the summer, and the mean contribution of INF to new primary production (NPP) in the nSCS and ECS were estimated to be 11.0% and 36.7% in the winter. The contribution of INF to NPP (3.0%–93.9%) also decreased from oligotrophic sea toward the eutrophic waters affected by runoffs or the CEONE. Furthermore, we observed higher contributions compared to previous studies, revealing the vital roles of nitrogen fixation in sustaining the carbon pump of the nSCS and ECS.  相似文献   

东中国海黑潮海洋锋的季节变化特征及其成因   总被引：1，自引：0，他引：1  

张然  徐海明  张百超 《气象科学》2016,36(2):203-211

利用高分辨率海洋和大气再分析资料研究了东中国海黑潮海洋锋的季节变化特征及其成因。研究表明,东海黑潮海洋锋存在明显的季节变化,从冬季到次年春季逐渐增强,并在春季达到最强,初夏以后强度逐渐减弱,9—10月达到全年最弱。通过诊断混合层热流量方程发现,东海黑潮区一年四季均表现为暖的温度平流,有利于海洋锋的形成和维持,该暖平流也存在季节变化并在春季达到最大,对海洋锋在春季达到最强起了重要作用。海气界面净热通量在秋冬季对海洋锋的形成有促进作用,有利于海洋锋增强,而在春夏季则起抑制作用,促进海洋锋消亡。温度垂直输送全年对海洋锋起一定程度的抑制作用。总之,在海温水平平流和海表净热通量的共同作用下导致海洋锋春季达到最强,而夏秋季海表净热通量和温度垂直输送作用的共同作用致使海洋锋减弱并最后消失。因此,海洋的动力和热力共同作用导致了东海黑潮海洋锋的季节变化,其中海温水平平流和海表净热通量对海洋锋的季节变化起主要作用,而温度垂直输送项对海洋锋的发展起抑制作用,但影响相对较小。  相似文献   

Population genetic diversity and structure of a dominant tropical seagrass,Cymodocea rotundata,in the Western Pacific region          下载免费PDF全文

Dan M. Arriesgado  Hiroyuki Kurokochi  Yuichi Nakajima  Yu Matsuki  Wilfredo H. Uy  Miguel D. Fortes  Wilfredo L. Campos  Kazuo Nadaoka  Chunlan Lian 《Marine Ecology》2016,37(4):786-800

Cymodocea rotundata is an ecologically important tropical pioneer seagrass species distributed in the Indo‐Pacific region. The population genetic diversity and structure of this species were analysed at 46 sites spanning the Philippines, Ryukyu Islands (northern limit) and Hainan Island, by using microsatellite simple sequence repeat (SSR) markers. Analyses revealed the persistence of C. rotundata likely relies on local population dynamics and fitness influenced by environmental gradients, with sexual reproduction prevalent in the Philippines while the Ryukyu and Hainan populations were predominantly established by clonal spread. Analysis of molecular variance showed significant genetic differentiation (P < 0.001) among three geographic regions: the Philippines, Ryukyu and Hainan. Furthermore, the mean fixation index value was very high (F_ST = 0.36), indicating poor dispersal potential or limited gene flow. Allelic richness and heterozygosity of C. rotundata was comparable in the Philippines and Ryukyu Islands populations. More private alleles were found in the Philippines and excess heterozygotes in the Ryukyu Islands. STRUCTURE analysis revealed that the Ryukyu and Hainan populations were mosaics of admixed alleles of individuals from the Philippines. An assignment test suggested that recruitment occurs from the Northeast Philippines to Ryukyu Islands. These results suggest that the Philippine populations are tropical seagrass hotspots and perhaps the origin of the populations in the Ryukyu and Hainan Islands. This scenario is most likely driven by the Kuroshio Current and island integration events during plate tectonic activities. The Philippine Archipelago is considered of high importance for conservation objectives and management plan of seagrasses. Likewise, the Ryukyu Islands are also important in terms of conserving regional diversity because locally adapted genotypes have important evolutionary potential in the face of environmental change.  相似文献   

黑潮延伸体上游中尺度涡场的年代际振荡及其相关机制   总被引：1，自引：1，他引：0  

王世红  刘志亮  庞重光  刘会庆 《海洋学报(英文版)》2016,35(5):9-17

黑潮延伸体上游区域的中尺度涡场的涡动能和涡特征尺度存在显著地年代际振荡,和黑潮延伸体路径的年代际变化有很好的相关性。当黑潮延伸体路径比较稳定时,其上游区域涡动能比较高,涡特征尺度比较大,反之相反。通过对黑潮延伸体上游区域的中尺度涡场进行集合分析发现:当黑潮延伸体处于稳定状态时,上游涡场几乎是各向均匀地,有轻微的径向伸长;而当黑潮延伸体处于不稳定状态时,上游的中尺度涡场有显著地纬向伸长。对与中尺度涡场的产生相关的线性斜压不稳定和正压不稳定进行了计算分析,结果显示,线性斜压不稳定不是控制中尺度涡场年代际变化的机制,而正压不稳定对中尺度涡场的年代际变化有积极的贡献。不稳定产生的中尺度涡之间存在非线性涡-涡相互作用。  相似文献   

利用被动示踪物模拟对黑潮入侵南海的数值研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘统亚  许洁馨  何映晖  吕海滨  姚远  蔡树群 《海洋学报(英文版)》2016,35(9):1-12

由于缺少观测数据和对黑潮水准确定义,很难识别出从太平洋入侵到南海的黑潮水团。本文基于一个经过观测验证的三维模式MITgcm,利用被动示踪物标记黑潮水,研究了入侵南海的黑潮水的时空变化。研究表明,在冬季,黑潮水入侵的范围最广,几乎占据了18°N-23°N和114°E-121°E的区域;并有一个分支进入台湾海峡;黑潮入侵的范围随深度增加逐渐减小。在夏季,黑潮水被限制在118°E以东,且没有分支进入台湾海峡;入侵的范围从海面到约205米是增大的,之后随深度增加逐渐减小。通过分析从2003年到2012年黑潮入侵的年际变化,与厄尔尼诺年和正常年相比,冬季黑潮入侵后向台湾海峡的分支在拉尼娜年是最弱的,这可能与中国大陆东南方向的风应力旋度有关。通过吕宋海峡的黑潮入侵通量（KIT）是西向的,其年平均值约为-3.86×10⁶ m³/s,大于吕宋海峡通量（LST,约-3.15×10⁶ m³/s）。250米以上的KIT约占了全深度通量的60-80%。此外,从2003年到2012年KIT与Niño 3.4指数的相关系数到达0.41,小于LST与Niño 3.4指数的相关系数0.78。  相似文献   

基于20a卫星高度计数据的黑潮变异特征     

赵新华  杨俊钢  崔伟 《海洋科学》2016,40(1):132-137

黑潮作为一支典型的西边界流,其路径变化特征及其相关的物理现象对于渔业和航海有着不可忽视的影响。本文基于改进的特征线方法,利用1992~2012年的高度计绝对动力地形数据提取了整个黑潮流区逐月的黑潮主轴和边界位置,并对沿轴速度、主流宽度、表层水体输运以及路径标准差等黑潮特征量进行了分析研究。结果表明,黑潮整体的沿轴速度在夏秋季较大,最大值可达0.95 m/s,而在冬季的速度较小;黑潮主流宽度在10、11月份达到最大值;黑潮表层水体输运在夏季最大,春秋两季次之,冬季最小。沿黑潮流路分区域对黑潮特征进行分析,结果表明,越往黑潮下游,其沿轴速度、主流宽度和表层水体输运越大,同时沿轴速度和表层水体输运量最大值出现的时间也越晚,黑潮主轴位置相对于其多年平均的偏离程度越大,且随时间波动也越强烈。  相似文献   

POM模式在日本南部黑潮路径变异研究中的应用     

邹广安 《海洋科学》2016,40(2):151-158

日本南部黑潮路径变异对北太平洋地区的气候和环境具有显著的影响,对黑潮路径变异的研究具有重要的意义。本文利用POM(Princeton Ocean Model)数值模式模拟了日本南部黑潮的路径变异情况,分析了黑潮大弯曲路径形成的可能机制。研究结果表明,当黑潮处于非大弯曲路径时,相对位势涡度的平均值呈现递减趋势,说明日本南部低位势涡度水在不断积累,这样会使得四国再循环流的强度增强,迫使黑潮保持平直路径,同时,近岸黑潮垂直流速剪切增大,斜压不稳定性的作用也逐渐增大;当黑潮从非大弯曲路径向大弯曲路径过渡时,再循环流强度的减弱会导致黑潮的流速剪切减小。根据海表高度异常场以及海洋上层流场信息发现,近岸黑潮附近的气旋涡会随着再循环流区域反气旋涡的东侧向南运动,最终导致黑潮大弯曲的发生。分析涡流的能量,结果显示,黑潮大弯曲路径的形成与斜压不稳定性密切相关。  相似文献   

Response of ocean dynamics to multiple equilibria of the Kuroshio path South of Japan     

《Dynamics of Atmospheres and Oceans》2019

Variability of the Kuroshio path to the south of Japan plays a central role in the local climate change and exerts tremendous influences on the local atmosphere and ocean. In this study, the response of ocean dynamics, in terms of the eddy kinetic energy (EKE), potential vorticity (PV), relative vorticity, and eddy-mean flow interaction, to the Kuroshio path change is discussed. Kuroshio path south of Japan includes the near-shore non-large meander (nNLM), the off-shore non-large meander (oNLM), and the typical large meander (tLM). Analyses reveal that the distribution of EKE, PV, relative vorticity, and energy exchange between the eddy field and the mean flow respectively varies with the Kuroshio path: (1) The tLM has the maximum EKE along the path; (2) The positive and negative PV are located at the onshore and offshore side of Kuroshio axis, respevetively; (3) The distributions of anomalous relative voritcity of nNLM, oNLM, and tLM are consistent with sea surface height anomalies (SSHAs); (4) The tLM has the largest energy exchange between the eddy field and the mean flow in terms of the rate of barotropic energy conversion. On the other hand, the stability analysis of ocean currents suggests that the three Kuroshio paths south of Japan have their own intrinsic properties of the instability.  相似文献