南极中层水盐度多年变化:1981—2010

通过分析1981—2010年的SODA2.2.4(Simple Ocean Data Assimilation)温盐数据,发现南极中层水在这个时期表现出了盐度减小的变化趋势,包括垂向盐度极小值处与沿27.2kg/m^3等密度面的盐度。但是这个淡化过程并不是渐进的,而是先在1996—2000年间达到了一个盐度异常的最大值,然后才进入快速减小阶段。盐度最小值处(27.2kg/m^3等密度面)盐度的EOF分解表明,南非以南海域以及东南大西洋海域的盐度减小幅度显著大于太平洋与印度洋水体,这隐含了厄加勒斯流系统对大西洋-印度洋通道上中层水体性质变化的重要影响。在形成机制上,本文从两个海气相互作用过程解释了上述的结果。南半球纬向风应力的EOF结果表明,亚南极锋以南的西风带在1979—2014年间是一个增强的变化趋势,由此产生的低盐南极表层水向北输送导致了上述的多年南极中层水淡化现象。这其中1998年风应力的极大值应当对应一个盐度异常的极小值,但在这里表现出的是盐度异常的最大值产生了一个矛盾的因果关系。进一步的分析表明,这个盐度异常最大值是海表面淡水输入量(降雨-蒸发)在相应时期大幅度减小的结果。

南极水体哆来咪

南极区的海水从上至下大体可以分为南极表层水、绕极深层水和南极底层水。南极表层水的盐度最低,与淡水的收支有直接的关系。南极区由于海面温度低,蒸发较弱,损失的淡水较少。环绕南极大陆,以南纬50度为中心有一个强降水带,为海洋的表层贡献了淡水。

时空团状系数回归模型及其在海洋时空断面数据中的应用

为揭示变量间的回归关系在时空域上的变化结构,本文提出了一种新的变系数回归模型——时空团状系数(Spatio-temporally clustered coefficient, STCC)回归模型。STCC模型通过对时空上相邻点的回归系数之差施加惩罚,从而估计出存在时空变化的回归关系。该模型可在没有先验信息的情况下探索回归关系的时空结构。数值模拟实验表明:STCC模型不仅能有效捕捉回归关系在时空域上的团状结构,对随时空连续变化的回归系数也表现出了较好的估计性能。本文运用STCC模型探索了大西洋25°W断面上的海水温度和盐度之间的回归关系,并据此初步分析了南极中层水的季节性演变特征。

未来厄尔尼诺-南方涛动变率影响南大洋及南极陆架水增暖

南大洋包含复杂的海洋和大气过程,是全球最重要的热量存储地,可吸收约70%的由温室气体引发的额外热量[1,2].中高纬南大洋强劲的西风引发了广泛的海洋上升流,海表面以下2~3公里的海水可沿着陡峭的等密面涌升至海表面,之后分为两支路径[3,4].一支在大约60°S以北,海洋次表层温度较低,海水涌升后在西风驱动的北向Ekman流作用下向北输运,途中从大气吸收大量的热量、淡水和碳,转化为亚南极模态水和南极中层水并在45°S附近海域下沉;尽管部分上升流会被海洋中尺度涡旋向南的质量和热量输运效应(减小等密面垂向梯度)减弱,该上层经向环流是南大洋从大气中吸收并储存热量的主要途径.

70万年来西太平洋暖池北缘有孔虫氧碳同位素特征及其古海洋学意义

选取西太平洋暖池北缘西菲律宾海本哈姆高原的MD06-3047B孔沉积物柱状样为研究材料，通过分析70万年来有孔虫氧碳同位素变化特征发现：在MIS14-13期，西菲律宾海由于受夏季风影响增强，可能存在上升流活动；在冰期终止期I、Ⅱ、Ⅳ和V期出现Pulleniatina obliquiloculataб13C极小值事件，表明在这几个冰期终止期来自南极的低拶℃海水到达了西太平洋暖池北部边缘地区。次表层种P.obliquiloculata与表层种Globigerinoides ruber氧同位素差值恢复的温跃层变化具有冰期逐渐变浅，间冰期逐渐变深的特点。进一步将其与西太平洋暖池核心区ODP805站和赤道东太平洋0DP847站的次表层、表层有孔虫氧同位素差值进行对比，结果显示在过去70万年来西太平洋暖池效应逐渐加强，并且存在长时间尺度的类厄尔尼诺一南方涛动（ENSO）式变化，冰消期时表现为类厄尔尼诺状态。