MJO对我国南海冬季风异常的影响

利用长时间的逐日再分析资料和澳大利亚气象局提供的MJO指数,研究了MJO对我国南海冬季风异常的影响和过程。结果表明,随着MJO的对流中心从西印度洋进入西太平洋,南海海面风场出现偏南风-东北风-偏南风异常的振荡现象,表明南海冬季风阶段性的间断和活跃,最明显的偏南风异常和东北风异常分别位于MJO第8—2位相和第5—6位相。通过合成MJO各位相下500 h Pa东亚大槽异常和200 h Pa东亚急流异常,我们进一步证实南海冬季风活跃期(MJO第5—6位相),东亚大槽加深,高空急流加强,我国华南沿海上空的反气旋式环流异常,东南边缘的引导气流利于冷空气南下直达南海。相反,在南海冬季风间断期(MJO第8—2位相),东亚大槽和高空急流均减弱,不利于冷空气的南下。对200 h Pa垂直速度的分析表明,MJO深对流活动的东移,调整东亚局地Hadley环流异常,在高空表现为反气旋/气旋式环流异常交替发展东移,最终消失在北太平洋地区。一方面通过科氏力的作用,引起东亚高空急流的异常,进而影响东亚大槽的位置和强度,从而影响冷空气的南下;另一方面直接加剧南海海面风场异常的南北向振荡。因此,在做南海冬季风季内变化特别是大风天气过程的延伸期预报时,热带MJO活动可以作为一个重要因子考虑在内。

2008/2009年冬季南海冷涌天气过程的海-气热通量交换及热量收支

冬季风期(11月—翌年3月)南海显著的气候特点是盛行东北季风并频繁地发生冷涌天气过程。使用2008年10月到2009年4月在西沙群岛永兴岛近海进行的海-气通量观测试验资料,分析了西沙海域冬季风期,尤其是冷涌时段的海-气通量交换和热量收支特征。结果表明:冬季风前期由于海-气温差增大,感热通量比西南季风期稍增加;潜热通量平均值与西南季风期接近;太阳总辐射明显降低,大气长波辐射减小,海洋热量净收入成为负值,使得秋季之后海面温度不断降低。冷涌期间海-气之间的感热通量高于冬季风期平均值,潜热通量大部分(1月份之前)也高于冬季风期平均值;由于潜热通量增大和太阳短波辐射减小,1月份之前的冷涌过程海洋热量净收支普遍出现较大负值,海洋失热量强于冬季风期,甚至强于2008年台风过程平均值。到了冬季后期太阳总辐射增强,海洋热量净收入转为正值,海水温度又逐渐升高。季节之间比较,观测区感热通量以冬季风期间最大,秋季次之,春季最小;而潜热通量夏季风期出现最大值,冬季次之,秋季最小。

南海北部滨珊瑚硼同位素气候环境指示意义再研究

珊瑚碳酸盐硼同位素（δ11B）是古海洋中非常重要、具有特殊环境指示意义的地球化学指标。利用δ11B重建古海水pH值，极大地推动了对海洋酸化历史以及海洋生物适应酸化潜力的认识。然而最近的研究表明，自然环境下生长的珊瑚具有非常强的调控钙化流体pH的能力，甚至有可能超过外部海水pH的影响，为δ11B—pH指标研究带来了极大的挑战。因此，需要对珊瑚钙化流体δ11B-pH气候环境指示意义重新进行分析、挖掘和再解释。本文利用前人测量的南海北部滨珊瑚（Porites）长时间尺度的钙化流体δ11B—pH记录，根据大气二氧化碳、海水温度、海水溶解无机碳含量和总碱度记录对δ11B-pH进行了重构。结果显示冬季风能够影响珊瑚礁海水pH值和珊瑚内部钙化环境，是控制南海北部珊瑚钙化流体pH值变化的主导因素。对于珊瑚礁周围的海水，冬季风通过影响珊瑚礁生态系统的钙化作用、光合作用以及水体交换来控制海水pH值；对珊瑚内部钙化流体，冬季风通过影响温度，从而影响珊瑚呼吸作用来调控钙化流体溶解无机碳含量，最终影响流体pH值。虽然目前利用珊瑚δ11B—pH精确地定量重建外部海水pH存在着挑战和不确定性，但是在南海北部这个冬季风敏感海区，珊瑚δ11B—pH可以作为冬季风强度变化的潜在新指标。