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Mineralogy,Petrology,Mineral deposit Geology 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:在非洲西北部大陆边缘,第四纪沉积物粒度分布的变化与河流和风成物质输入的相对多寡有关,进而能够反映陆地气候干湿度的变化。在第一项研究中,分析了DY26Ⅲ-Nig-S60-GC2沉积岩心中有孔虫的碳、氧同位素、陆源碎屑的粒度、黏土矿物组成、地球化学组成和磁化率。结果表明,该岩心揭露了120ka以来的沉积,冰期时陆源物质输入通量较大,粒度、K/Al、Ti/Al比值和磁化率增大,而Fe/K比值减小,表明ITCZ的平均纬度向南偏移。相反,在间冰期,陆源输入减少,粒度、K/Al、Ti/Al比值和磁化率较小,而Fe/K比值增大,表明ITCZ的平均纬度向北偏移。频谱分析表明,Fe/K、K/Al和Ti/Al的变化具有典型低纬气候波动特征,这些陆源物质组成指标的变化受季风变化及其强度的控制,一致表现出以23kyr的岁差周期为主的周期性。此外,冰期高岭石含量较间冰期低,表明冰期源区化学风化减弱,而间冰期化学风化较强。该岩心陆源输入通量在末次冰期呈现较高的变率,支持末次冰期快速气候变化在高低纬同时存在的观点。
  浊流是陆坡区沉积物由大陆边缘快速搬运到深海的重要机制之一。在我们的第二项研究中,对取自赤道东大西洋深海盆地的DY26Ⅲ-Nig-S71-GC8沉积岩心进行了岩石学和沉积学分析,在海底下90cm深度识别出一段30cm厚的浊流沉积物层,主要由长石和石英组成,向上粒度变细(正粒序)。该浊积层颗粒物分选差,磨圆度为圆形至亚圆形,表明浊积物的源区很有可能位于尼日利亚大陆边的陆架边缘,距离采样点的距离长达340km。该浊流事件发生在末次冰期,这一时期海平面下降,河流以及尼日利亚大陆边缘的海底峡谷能够更有效的顺坡搬运物质,有利于浊流的形成。而浊流事件的触发则可能由于强震或者与天然气水合物在静水压力降低情况下失稳引起的滑坡有关。
  非洲大陆边缘的陆坡和深海沉积物是非洲古气候变化历史的载体。在第三项研究中,搜集和对比了西非、西北非和西南非岸外沉积岩心中的风成物质和陆源物质的输入的变化,进而研究了陆源物质的源区以及其从陆到海的传输路径。根据粒度分布和端元分析,在DY26Ⅲ-Nig-S60-GC2和DY26Ⅲ-Nig-S71-GC8岩心中同时识别出四组不同来源的陆源物质。类型1为远源风尘,主要以细粉砂为主,可能是由从高纬地区吹向西非海岸的干冷风系从Bodélé低压中捕获,并偶尔远播到赤道地区。类型2为近源风尘,主要由粗、细粉砂组成,来源于广泛干旱引起的源区扩大。类型3为半深海沉积,由粘土和细粉砂组成,与陆地河流输入有关。类型4为块体流沉积,由中、粗砂组成,主要成分为石英和长石。在DY26Ⅲ-Nig-S60-GC2岩心中,类型4沉积发生在~49ka,而在DY26Ⅲ-Nig-S71-GC8岩心中,类型4沉积发生在~35ka和不晚于40.9ka。风成物质端元的含量变化表明非洲大陆冰期气候干旱,而间冰期气候相对湿润。
[硕士论文] 刘高原
测绘工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,北极环境发生着快速变化,加拿大海盆作为北冰洋的重要组成部分,海冰减退最为严重,其上层海洋的变化对北极海冰、声场、生态系统和气候具有重要的影响。加拿大海盆一直是中国北极考察的重点调查海域,本文利用中国历次北极考察在加拿大海盆及邻近海域获取的水文观测数据,结合国际数据,对海盆西部和南部的水团和流场特征进行了系统分析,并着重讨论了太平洋水近些年的变化。主要结论如下:
  (1)加拿大海盆及邻近海域上层海洋主要受太平洋水影响,中层主要受大西洋水影响,水团主要包括表层相对淡水混合水、阿拉斯加沿岸水、夏季白令海水、冬季太平洋水、大西洋中层水、海盆深层和底层水。水团特征时空变化显著,尤其是上层的混合水和太平洋水。
  (2)加拿大海盆南部调查断面,太平洋水主要占据250m以浅的海域,其中太平洋冬季水自陆架到海盆深度逐渐加深,最大深度可至300m;太平洋夏季水空间变化显著,2014年暖水范围最大。西部调查区域与南部相比,层化更显著,主要表现在太平洋暖水层更为稳定,主要占据40~80m范围。值得关注的是,高纬断面与低纬断面相比,暖水层更稳定,且温度更高,表现最明显的为2016年夏季。
  (3)自2012年以来,海盆的阿拉斯加沿岸水和夏季白令海水都呈升温趋势。升温幅度以阿拉斯加沿岸水最大。太平洋水在加拿大海盆的分布有明显的年际变化,主要集中在加拿大海盆西南部和中部,观测到的最北纬度为80°N。
  (4)地转流计算结果显示,海盆流场相对较弱,最大计算流速为300mm/s。南部最大流速出现在陆坡区附近,流速随水深增加逐渐减弱;海盆西部各断面流场较南部更弱,最大流速仅为110mm/s。受复杂地形影响,北风平原和北风海脊附近,流向存在剪切,2016年高纬断面有显著的涡旋影响特征。
  (5)冰下上层海洋流场观测结果显示,加拿大海盆区的冰区上层海洋水体流动较弱,平均为82mm/s,从表层至水深80m流速随着水深的增加表现为先增大后缓慢减小的趋势,流速最大值出现在冰下48m,为96mm/s,海流主要流向主要为西北和东南方向。
[硕士论文] 李文静
海洋地质 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:本文主要是基于南海海盆及周边陆缘区的区域地震剖面和大洋钻探钻孔资料,开展了南海扩张历史的地层及沉积响应分析,并结合前人基于磁异常条带所得出的南海扩张历史的认识,识别南海相关地质单元及初步分析海盆扩张演化过程。具体包括:
  初步探讨了海盆洋壳的分布范围、中南断裂在海盆中的位置、以及各次海盆残留洋脊的位置等,并探讨了在东部次海盆洋脊跃迁后新形成的与西南次海盆合为一体的大南海海盆的范围。
  进一步就南海扩张时代及扩张方式进行分析,重建了南海扩张过程,并对扩张机制进行了初步讨论。主要认识如下:
  根据破裂不整合界面时代及分布特征、海盆中最老洋壳上覆沉积地层特征,并与磁异常条带对比认为:在32~33Ma(与T7对应),西北次海盆及东部海盆扩张开始,扩张方向大概为N-S或NNW-SSE方向,海盆渐进式打开的特征不明显。此时形成的破裂不整合面在陆缘近陆端表现为断陷-拗陷转换面,而在陆缘近海端则表现为断陷-拗陷转换界面,范围涉及南海北部珠江口盆地地区及南部礼乐、巴拉望地区,该期南海打开主要受拉张作用力影响,推测可能与古南海向南俯冲或东太平洋板块活动有关;
  根据IODP367/368目前公开的钻孔信息、层序地层的沉积响应及磁异常条带分布等推断:在大约28Ma(在T6-T7之间),西北次海盆扩张停止,东部海盆继续扩张,两者以中南断裂为界;
  根据解释出的洋盆中残留洋脊分布、海盆边界及上覆沉积地层特征、陆缘的洋脊跃迁不整合分布推断:在25Ma左右,东部海盆初始扩张逐渐停止,而在约23Ma,在其古扩张脊南部约30km形成了新的扩张中心,此时扩张方向转变为NNW-SSE或NW-SE向,对东部海盆新洋脊扩张方式尚需进一步讨论。与此同时(约23Ma),西南次海盆开始扩张,打开方式为自东北向西南的渐进式扩张。在这一时期南海北部、西部、南部陆缘均形成了典型的以断陷-拗陷转换界面为特征的破裂不整合面;这暗示该时期为全南海地区构造活跃期,推测可能受红河走滑断裂、古南海俯冲、印澳板块与欧亚板块作用等的综合影响,南海此时属于受周围作用力被动扩张的状态。
  根据海盆中识别的残留洋脊上覆沉积地层的年代及界面特征并结合IODP349航次钻孔信息推断:在约16Ma(与T5对应)西南次海盆扩张逐渐停止,与此同时陆缘抬升剥蚀构造明显,表现为典型的剥蚀不整合,即为南沙地区的碰撞不整合。16Ma后(推测为13Ma左右),东部海盆扩张逐渐停止,在北部陆缘同样表现为剥蚀不整合面的特征,南部陆缘的不整合则表现为南沙地区与婆罗洲地区碰撞向东北方向延续,推断南海海盆的关闭可能为自西南向东北渐进式关闭,最后受南部陆缘与婆罗洲地块碰撞的影响而扩张停止。
  根据南海东部地层层位的削截褶皱变化等推断:在10Ma左右(大致与T4对应),菲律宾板块逐渐向北运动,与南海海盆俯冲碰撞,海沟岛弧发育,第四系以来台湾岛逐渐形成,最终形成了现今的构造格局。
[博士论文] Adeleye,Adedayo Oluwaseun
Marine Science 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:沉积物中保存的特征有机物对于理解人为源有机物对海洋生态系统的影响和推测调控古海洋变化的机制至关重要。本论文分析了东海(ECS)和东赤道大西洋(EEA)沉积物的特征有机物含量和组成。对于东海而言,海洋生物和沉积物中持久性有机污染物(POPs)的生态毒性风险,空间分布和降解速率的研究较少。另外,与南/北大西洋相比,近年来东赤道大西洋几乎没有进行过基于有机生物标志物的古海洋研究。为了填补这些空白,本论文将(1)基于东海及钱塘江河口海洋生物和表层沉积物中POPs的含量,评估其空间分布、潜在生物风险和使用历史的情况,为当地政府制定政策提供基准信息;(2)分析东赤道大西洋柱状沉积物中生物标志物的含量和组成,根据生物标志物的信息来讨论调控东赤道大西洋气候海陆作用的气候机制,以提高全球气候变化对东赤道大西洋影响的认。本论文主要内容由三项研究个案组成。
  首先,东海及钱塘江河口样品所含的持久性有机污染物(POPs)以低氯联苯同系物和六氯环己烷为主。此外,沉积物的生态毒理学风险评估表明,多氯联苯(PCBs)和二氯二苯基三氯乙烷(DDT)浓度可能对底栖生物有不利影响。生物累积效应评估表明该区域内的海洋生物所含POPs还不足以引起明显的健康危害。该区域海洋生物体内富集的有机氯化合物的含量不仅仅取决于生物利用度,而且还可能取决于生物的代谢途径。滴滴涕及其代谢物异构体之间的比例表明杭州湾附近有新的滴滴涕污染源。由于POPs沿食物链富集,当地海洋沉积物和生物体中的POPs残留物可能会对当地海洋生态系统和人类构成长期风险。
  其次,对东赤道大西洋一根年代为5万年的重力沉积柱(DY26IINigS71GC8;1.75米;水深4066m)进行有机碳(Corg)含量、有机碳同位素(δ13Corg)、木质素及其相关指标分析。总氮和有机碳的摩尔比(N/OC)在0.02~0.14之间,δ13Corg分布在-22.4‰~-16.7‰之间,木质素的含量(Λ8)分布在0.20~4.29mg/100mg OC之间,这些指征都表明这根沉积柱中埋藏的有机碳来自海洋生产、陆地土壤和植物的共同贡献。不同种类木质素之间的比值C/V和S/V可以用来指示植物的来源。DY26II-Nig-S71GC8柱C/V和S/V的剖面表明在深海氧同位素3期(MIS3)所埋藏的陆源有机碳主要是被子植物的草本组织,而末次盛冰期的前末次盛冰期埋藏的陆源有机碳主要是土壤有机碳和被子植物草本组织的混合。降解指数(Ad/Al)v的剖面反映出在后MIS3期,前末次盛冰期和后末次盛冰期所埋藏的陆源有机碳是经历高度降解的植物碎屑;而全新世和早MIS3期所埋藏的陆源有机碳主要是降解程度较低的物质。基于δ13Coeg和木质素含量Λ8,建立三端源模型用于估算不同来源的有机碳的贡献比例。结果表明,在5万年的沉积历史中,海源生产贡献了绝大部分的有机碳,此外还混有土壤和植物有机碳。木质素的含量(Λ8),C/V和S/V,以及(Ad/Al)v剖面进一步指示出陆源有机碳主要来自于被子植物的草本组织,而且在MIS3期内被输送到深海后埋藏。生物体固碳途径的不同会造成δ13Corg的差别,因此δ13Corg被广泛应用于推断沉积物中有机碳的来源。样品中木质素Λ8和δ13Corg的关系表明,沉积柱MIS3期海源有机碳被土壤/植物有机碳稀释,表明此期间陆源有机碳通过海底浊流被输运到深海。该研究表明利用木质素可以在深海沉积物中示踪陆源有机质,特别是土壤有机质。
  再次,检测了同一根柱状样中长链奇数碳正链烷烃及其单体同位素组成,用于重建过去5万年内流域内C3和C4植被的演变历史。C3和C4植被的演变受到多种气候因素的控制,例如大气CO2分压、干旱和气温等等,但是这些因素在控制热带非洲植被变化上的相对重要性还在争论之中,而且可能也具有区域性。通过检测东赤道大西洋沉积物重力柱的正构烷烃参数,评估了气候因素对最近5万年以来植被变化的控制。平均链长和正构烷烃单体碳同位素的结果显示,在晚更新世时期C4植被占据主导,比重达到70%;在全新世时期C3植物占据主导,比重达到60%。与此相对,短期气候事件(例如Heinrich Stadial)在沉积物柱状样中并没有引起植被变化。因此,认为东赤道大西洋内陆的C3和C4植物的相对丰度主要受降水的控制,而降水又与雨季长短有关。另一方面,正常情况下影响植物光合作用的重要因素pCO2对西非地区C3和C4植物的相对丰度影响可能不大,但这一区域需要更多的高分辨率研究来确定轨道时间尺度和亚轨道时间尺度上过去植被变化与潜在控制因素之间的可能联系。
  总之,本论文的研究表明(1)东海和钱塘江口表层沉积物中POPs的分布和生态毒理学风险的研究发现低浓度POPs持续存在,对海洋生态系统造成长期风险,(2)东赤道大西洋重力柱中生物标志物研究表明生物标志物、古海洋学和气候变化之间存在密切关系,这对于提高对调控东赤道非洲地区气候耦合机制的理解至关重要。
[硕士论文] 周礼英
水利工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:安达曼海是印度洋的东北部边缘海,在亚洲的马来半岛、安达曼群岛、尼科巴群岛和苏门答腊岛之间。由于其特殊的海底地形构造以及稳定的海水层结,当受到外界扰动时,使得内波易在此发生,被认为是世界上内波观测到最多的海域之一。本文基于多源卫星遥感图像对安达曼海及其邻近海域内波空间和时间分布特征、传播特性、内波发生源等进行系统的分析,旨在为安达曼海内波研究提供可靠的依据。
  基于所收集到的安达曼海及其邻近海域2013至2016年间的3000多幅MODIS、Landsat、GF-1、Sentinel-1A SAR四种卫星遥感图像,从中提取和解译了内波波列线和波向信息,得到安达曼海海洋内波的时空特征和传播特性,并绘制了内波空间分布图。所得的内波空间分布与前人研究结果大体一致,但本文中使用更多更新的遥感数据,在安达曼海北部和尼科巴群岛以西海域发现了更多的内波,并且首次对安达曼海内波时间分布和传播特性进行较为全面的分析。本文所得的几点结论如下:
  在空间分布上,安达曼海及其邻近海域内波主要出现在4个区域:苏门答腊岛以北海域、安达曼海中部海域、安达曼海以北海域以及尼科巴群岛以西海域。苏门答腊岛北部、安达曼海中部和安达曼海北部均是内波的高发区,内波空间尺度较大,但在深海和地形变化较为平缓的海域目前在有限数量的遥感上尚未发现内波的存在。
  在时间分布上,2013至2016年间,每年内波的发生区域是相似的,在本文中由于2013年收集到的遥感图像较少,致使被统计到的内波发生次数较其余年份少;在夏季(2至4月)、雨季(5至10月)及冬季(11月至1月)遥感都能观测到内波的发生,夏季遥感观测到的内波最多,其次是雨季;安达曼海内波每个月都有发生,2至4月观测到的内波数量较多。
  在传播方向上,安达曼海海域内波普遍自西向东往马来半岛传播,在安达曼海北部海域,部分内波由东向西南方向传播至安达曼海群岛;在尼科巴群岛以西海域,内波由安达曼海向印度洋传播。
  另外,安达曼海内波发生源的探讨,一直是焦点问题。本文基于所收集到的四种可见光和SAR遥感影像来探讨了安达曼海内波所有可能的发生源。经归纳分析发现,安达曼海内波的发生源与前研究者所描述的大致相同,内波多发生在安达曼海西部海域,在安达曼海北部和苏门答腊岛北部分别有一个内波的反射区。本文观测到了另外两个未曾在文献上报道的内波源和另外一个可能造成内波反射的反射区,新的发生源位于南尼科巴群岛之间的水道和南普雷帕里斯海峡,反射区位于苏门答腊岛北部海域。
[硕士论文] 邱欢
自然地理学 上海师范大学 2017(学位年度)
摘要:气候变化已成为当今社会最重要的环境问题。东海与毗邻的西北太平洋,对我国气候有十分重要的影响,也是近年来国际上关注的热点区域。海洋各层海水温度相互影响,海洋能够将储存的热量通过海气热量交换方式输送到大气中,通过热力变化驱动大气运动,影响大气环流,进而影响到气候变化。因此本文利用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)海洋再分析数据集,主要研究了东海及毗邻的西北太平洋在新的气候基准期(1981.1-2010.12)的气候结构以及探析长时间尺度(140年)的气候变化过程特征。本研究希望为深入了解东海及毗邻的西北太平洋对我国气候变化的影响奠定基础。
  结果表明,在研究区域:
  1)1981-2010年,表层温度的结构特征表现为:在东海大陆架,月平均温度顺着大陆架向东南递增,等温线密集,温度范围为17-25.5℃,到达冲绳海槽处达到最大温度。在东海黑潮区域,由于东海黑潮的流经,温度持续升高,高温水舌一部分经土噶喇海峡向日本延伸为黑潮延伸体,另一部分向东北方向延伸为对马暖流。在西北太平洋区域,月平均温度从低纬向高纬递减,温度范围为27-24℃,等温线走向大致与纬度平行,等温线稀疏。东海平均温度要低于西北太平洋,而东海温度梯度要大于西北太平洋。东海大陆架的温度结构主要受地形的影响,东海黑潮的温度结构主要受洋流的影响,西北太平洋的温度结构主要受纬度位置的影响。
  2)在新的气候基准期,1-12月的表层温度月际变化特征表现为:季节变化明显;1-3月的低温区主要在东海大陆架,受苏北沿岸水的影响明显(2月),高温区主要在东海黑潮以及西北太平洋南部;3-6月,苏北沿岸水的影响进一步减弱(6月消失);7-9月,整个海区温度普遍较高,整个区域温度主要受太阳辐射、东海黑潮和河流径流的影响;10-12月温度开始降低,苏北沿岸水开始出现(12月)。
  3)30年表层区域温差变化特征表现为:在东海大陆架,温差顺着大陆架方向向东南递增,温度差异十分大,温差范围为-7~0℃,到达冲绳海槽处温度差异十分小;在东海黑潮区域,由于高温的东海黑潮的流经,温差范围为0~2℃;在西北太平洋区域,温差受纬度位置的影响,等温差线稀疏,温差范围为0~3℃。根据0℃和2℃温差等值线,研究区域可以分成了5个气候分区,它们分别为:东海陆架区、东海黑潮区、西北太平洋南部、西北太平洋北部和台湾西南部。
  4)30年纵深层的变化特征表现为:随着深度的加深,温度总体是下降的。东海黑潮只能影响到大致171m深度;而从381m深度层开始,西北太平洋温度随着纬度的升高反而升高,温度的变化并不受太阳辐射的影响,可能有洋流流经。
  5)140年的温度变化特征表现为:高温中心随着冲绳海槽(东海黑潮)的走向向西北方向延伸为对马暖流,另一部分延伸至吐噶喇海峡为黑潮延伸体,在该海峡东侧出现次高温中心,中层海水向东海大陆架上涌。黑潮由台湾东岸进入东海,大致沿着陆架坡折处向东北方向流动,并伴有入侵陆架的现象。黑潮入侵主要表现为黑潮次表层水的涌升。
  6)从表层到纵深,140年温度变化的特征表现为:温度从表层向深层递减,中层的温度变化不均匀,尤其是15-20℃左右的温度变化明显,随着经度的向东,这种趋势就更加明显;而温度变率最大深度在200~500m,分为明显的三层,温度较稳定的集中在底层。
  7)近25年东海及毗邻的西北太平洋,从表层到100m层温度变化的幅度最大,随着深度的加深,其它层25年温度变化率并不是最大。温度开始下降的深度随着东海大陆架向西北太平洋过渡而慢慢加深。
[硕士论文] 张超
物理海洋学 国家海洋局第一海洋研究所 2017(学位年度)
摘要:西太平洋的声散射层研究逐渐成为近几年的研究热点之一。本文分别利用两个航次的船载38kHz ADCP回声强度数据和12kHz多波束测深仪水体影像数据包中的回声强度数据,对西太平洋散射层的散射强度和分布进行了重点研究,论文主要包括以下三个方面的内容:
  (1)观测到西太平洋存在双散射层,上散射层位于0~200m,深散射层位于400~600m,并且两种观测方式都可以观测到上散射层和深散射层的存在及其垂直变化特征和日变化特征,白天上散射层强度弱,夜晚上散射层强度高,而深散射层日变化特征与上散射层相反,这种变化规律与浮游动物的垂直迁移习性有关。分析讨论了西太平洋的生物构成,研究了两种测量方式都可以观测到西太平洋的双散射层的原因是西太平洋生物个体的分布不均。
  (2)多波束测深仪和走航式ADCP的观测结果存在差异,多波束测深仪在垂向上的分辨率更高,观测到散射体向深散射层迁移时,迁移深度不一致,这导致了散射层的厚度也存在日变化的特征,白天深散射层的厚度大,夜晚深散射层的厚度小。而走航式ADCP由于受量程的限制,无法观测到这一现象。
  (3)西太平洋北纬海域,散射层的强度与纬度的高低呈正相关,纬度高的海域散射层的强度高,纬度低的海域散射层的强度低,分析了这一现象的形成原因主要是溶解氧含量随纬度的变化,与北太平洋中层水存在关系。
[硕士论文] 张勇
自然地理学 浙江师范大学 2017(学位年度)
摘要:海岸带是浅海和陆域的交接地带,地理位置十分优越,兼备着陆地和海洋的双重性质,资源类别和品种较为丰富。同时海洋、大气和陆地的相互交错影响着海岸带的物质生产力,给海岸带地区带来各种能源资源。海岸带地区具有人口密集,城市集中,信息、技术和资金等因素优势,海湾作为海岸带的重要组成部分,是近现代自然地理学研究的重要区域。
  近年来由于沿海地区人地发展的矛盾,海岸带地区的生态环境发生了急剧改变。沿海工农业污染,港口码头的建设以及其他的人为活动的影响,使得海湾地区的海岸线的进退发生了剧烈变化,海湾地区的土地利用方式也随之变化。沿海地区的土地利用方式的改变,使得沿海海湾地区的人为干扰强度加剧。
  本文以浙江省东南沿海的海湾——乐清湾为研究区域,以地理信息系统和遥感技术为支撑,研究了乐清湾海岸线的时空变迁、分形维数的变化、海岸线的开发强度的变化以及该地区土地类型变化所引起的人为生态干扰的变化,进一步探讨了海岸线分形维数的变化和人为干扰强度的相关关系。
  利用1971年和1981年2版地形图数据和4期Landsat卫星影像数据以及1期SPOT5数据作为数据源。使用ENVI4.8和Arc GIS10.2软件对影像进行合成、校正和空间分析。对乐清湾海岸线1,500m范围的土地利用类型进行计算机解译、目视判读和现场调查,并对不同的评价单元内的土地利用类型进行干扰度赋值和各个岸段进行分形维数的计算。通过定性和定量的方法对分形维数和干扰强度进行相关研究,结果表明:
  (1)乐清湾地区岸线由于人为的和自然变迁的双重影响,岸线总体上呈现逐年变短的趋势。自然岸线的变化速率小于人工岸线的变化速率,人工岸线的使用率逐年增加,岸线总体的分形维数变小,具体体现在内湾>中湾>外湾。岸线变化的剧烈程度,中湾最大,内湾次之,外湾最小。随着漩门湾工程的推进,内湾由于岸线曲折,自然岸线占主导,围垦方式的不同,面积变化大,岸线的分形维数变化也较大;中湾人类活动最为密集,人工对一些岸段的裁弯取直,使得岸线被改造的速度加快,加之自然岸线占比低,分维值最大;外湾水域宽阔,山地为主,自然岸线保持率高,生态环境好,分形维数变化最小。
  (2)乐清湾沿岸地区由于城市建设,道路铺设和港口码头的建设,城市建设用地面积逐年增加。由于此类用地对环境的干扰强度较大,使得该地区从1990年至2015年的人为干扰总强度呈现变大趋势。年平均的干扰强度从1990年2.927增加到2015年的3.102,呈现变大的趋势。数据表明该地区的人为干扰强度和城市化的进程成正相关,城市化的进程使得人均收入增加,即居民收入增加得越快,干扰强度越大,乐清湾西岸的乐清地区大于东岸的玉环地区。
  (3)岸线分形维数的变化和土地利用类型干扰强度值的变化具有相同的变化趋势。对评价单元内的人工岸线而言,评价单元内干扰度值增加,岸线分形维数减小;因为评价单元内的人工岸线所涉及范围,人类的活动改变了土地利用类型的变化,裁弯取直使得该地区分形维数变小。人工岸线分形维数的变化和该地区的人为干扰强度大体上成负相关,即人工岸线分形维数越大,人为干扰强度越弱;对于自然岸线来说,分形维数的变化与人为干扰强度之间,有些岸段成正相关,有些岸段成负相关,这和自然岸线的稳定性有关,乐清湾地区的自然岸线以基岩岸线为主,人为干扰对自然的基岩岸线改变不大,而对于淤泥质的自然岸线而言,人为的干扰对岸线的分形维数影响很大。
[硕士论文] 单永强
大气物理学与大气环境 中国科学技术大学 2017(学位年度)
摘要:本文使用1958-2014年美国伍兹霍尔海洋研究所客观分析海气通量(OAFlux)项目提供的潜热通量和相关气象要素数据,NCEP/NCAR再分析表面气压数据和CMIP5海气耦合模式数据,通过Trend-EOF等方法,研究了西太平洋-南海地区潜热通量的长期趋势变化和年际变化特征,并评估了海气耦合模式对其模拟效果。主要结论如下。
  西太平洋-南海地区潜热通量在春季、秋季和冬季均有较强的上升趋势,其中冬季黑潮及其延伸区域的上升趋势最强。但在冬季,南海南部有部分地区为下降趋势,与南海北部的上升趋势形成了鲜明的对比。冬季黑潮及其延伸区域潜热通量呈上升趋势的原因是海气比湿差的增大,进一步分析发现根本原因是海表温度的升高。南海北部潜热通量呈上升趋势的原因同样是海气比湿差增大,而南海南部潜热通量呈下降趋势,整体而言主要原因是风速减小,但具体分析发现在东侧的加里曼丹岛以北海域主要原因是风速减小,而在西侧的中南半岛以南海域主要原因是海气比湿差减小。风速和海气比湿差的共同作用造成了南海潜热通量长期变化趋势的南北差异。进一步分析发现南海地区风速的变化趋势与表面气压变化趋势密切相关,而海气比湿差的变化趋势主要还是取决于海表温度的变化趋势。
  西太平洋-南海地区冬季潜热通量年际变化在黑潮及其延伸区域附近有极大值,区域平均的时间序列有2-5年的显著的周期。通过相关分析发现,东亚冬季风和ENSO对西太平洋-南海地区冬季潜热通量的影响相对独立,东亚冬季风主要影响黑潮及其延伸区域附近,而ENSO主要影响南海和菲律宾海地区。东亚冬季风主要通过影响海表风速和海表空气湿度影响黑潮及其延伸区域的潜热通量。ENSO主要通过菲律宾上空的异常反气旋影响南海和菲律宾海地区的潜热通量,并且其对南海南部和北部的作用相反。另外,本文还发现黑潮及其延伸区附近潜热通量与副热带太平洋中高层大气温度有很好相关性。
  本文还对CMIP5中的8个海气耦合模式模拟西太平洋-南海地区冬季潜热通量的能力进行了评估。整体而言,模式模拟该地区冬季潜热通量的气候态和年际变化的形态分布较好,但模拟的气候态偏强而年际变化偏弱。所评估的8个模式都没有能够模拟出黑潮及其延伸区附近潜热通量的长期上升趋势。另外,多模式集合能够模拟出东亚冬季风与黑潮及其延伸区域附近冬季潜热通量的关系,但模式间的差异较大。
  
[硕士论文] 刘旺
海洋科学 上海海洋大学 2017(学位年度)
摘要:德雷克海峡南端南设得兰群岛、德雷克海峡东侧南乔治亚岛和德雷克海峡东南侧南奥克尼群岛是我国每年磷虾作业的主要渔场,对我国南极资源开发与利用具有重要的战略意义。为了解极地气旋直接或间接对德雷克海峡造成的复杂多变的大风天气过程的发展机制,为今后天气诊断分析和大风预报预警做好准备。本文统计了2000-2009年的德雷克海峡海面风时空分布规律,并结合2016年6月-9月在南乔治亚岛海域作业期间观测的大风天气资料,分析了气旋造成的南乔治亚岛大风天气形势,对德雷克海峡的海面风进行了数值敏感性试验,选出最优的物理参数化方案,最后结合前面的分析结果,对冬季南大洋上出现的南高北低型的天气形势,应用选出的最佳物理参数化方案,对通过德雷克海峡南端南极半岛的多个极地气旋产生的大风过程进行了分析,从而了解气旋的内部结构、发展过程和发展机制。本文的的主要研究结果包括以下几个方面:
  (1)统计结果表明德雷克海峡北部大风日数最多,德雷克海峡北部、中部、南部2000年大风日数都是最少的,而大风日数最多的年份却不一致。德雷克海峡北部,中部,南部夏季大风日数都最少。8月份大风日数在德雷克海峡北部、中部、南部都是最大的。德雷克海峡北部年平均风速最大,中部次之,南部最小。2001年德雷克海峡年平均风速都达到峰值。一年四季德雷克海峡各个部分主要盛行西北和西南风,夏季和冬季容易出现超过25m/s的大风天气。
  (2)德雷克海峡北部的年平均温度是5.146℃,德雷克海峡中部的年平均温度是2.156℃,德雷克海峡南部的年平均温度是-1.349℃。德雷克海峡北部和德雷克海峡中部和德雷克海峡南部2月份平均气温达到最高,分别为7.68℃、4.71℃、2.18oC。7月份德雷克海峡北部和德雷克海峡中部平均气温都达到最低,而德雷克海峡南部8月份气温达到最低。德雷克海峡气压北部、中部、南部都有一种减小的趋势,中部下降趋势最为明显,平均气压冬季比夏季高。
  (3)南乔治亚岛冬季盛行偏西和偏西北大风,大风与极地气旋活动密切相关。造成南乔治亚岛冬季大风的天气形势有单一气旋型、北高南低型、西高东低型。发生大风天气时,单一气旋型持续时间较短,北高南低型持续时间较长,西高东低型持续时间最短。西高东低型天气形势容易形成鞍型场,盛行东南大风,风浪涌浪较大,需特别注意渔船避风避浪方式。
  (4)数值试验性研究结果表明,对于风速的模拟,冬天选用ACM2与KF方案组合模拟效果较好,夏天选用MRF和BMJ方案组合模拟效果比较好。对于气温的模拟,冬天选用ACM2与KF方案模拟效果较好,夏天选用MRF与BMJ的组合效果比较好。对于气压的模拟,冬天选用ACM2和BMJ的效果较好,夏天选用ACM2和BMJ的效果较好。综合考虑,建议冬季选用ACM2与KF方案组合来模拟,夏季选用MRF和BMJ方案组合来模拟。
  (5)正涡度输送和冷平流输送,会使得斜压不稳定作用得到加强,有利于气旋发展和维持,高空槽移近地面低压上空使得低层低压合并后涡度加强,导致气旋加深,同时槽后冷平流和槽前的暖平流结合后,上升运动激发潜热释放和大洋上不断的水汽供应,促进了海气交换,有利于气旋进一步的发展。
  (6)在这里重点强调一下对南乔治亚岛冬季影响较大的西高东低型大风天气,地面天气图分析表明,在南极半岛和德雷克海峡经常由南极高压北伸与东南太平洋高压脊南伸合并而成的副极地高压控制,或者南美大陆高压南伸与南极半岛连成一片,最高气压达到1025hPa以上,德雷克海峡以东被深厚的低压气旋控制。随着高低压场东移,南乔治亚岛处于西高东低型这种气压场中间的东南气流中,瞬时风速达到8级以上,这是冬季南乔治亚岛出现东南大风原因所在。此时浪级达到5-6级,由于浪的方向突变与常年平均态不同,作业区域失去岛的地形遮挡,虽然持续时间不长,但是对渔船影响较大,应提前做好迎抗的准备。南乔治亚岛受鞍型场东移影响,出现西高东低型的天气形势;因此本文认为鞍型场产生和移动会对该海域造成较大影响,有助于产生大雾和大风天气,对于形成鞍型场的机制有待进一步研究。
[硕士论文] ALFI RUSDIANSYAH
海洋科学 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:在雅加达湾建造巨型海墙(GSW)已被列入国家资本沿海综合发展的总体规划中。建造海墙旨在提供一个使雅加达免受洪水侵袭的解决办法,同时可处理一系列的环境问题,但建造海墙将会显著改变雅加达湾水域的水动力特性。本文意在通过数值模拟的方法研究建造海堤对雅加达湾造成的影响。
  本文采用高精度、非结构的网格来拟合复杂的岸线、岛屿、河流与海堤。数值模型中使用的水深数据来自雅加达湾的海图与实测数据。模型的外海开边界采用8个分潮作为潮位驱动,同时考虑了河流径流与风场的影响。此外,通过两个观测站的实测数据对模型结果进行了验证,计算得到模型的skill值大于0.86,表明水位与流速的模拟结果均与实测数据吻合良好。主要研究成果总结如下:
  第一,海堤建造与土地开垦以后,在模型二打开闸门的情形下,会使得水库内的最大潮差由0.72米增加至0.78米,水库外的最大潮差由0.74增加至0.79米。在模型三封闭闸门的情形下,由于河流的排放,水库内的水位会显著上升,将达到1.56米。模拟结果表明,目前雅加达湾水域为东西纬向环流占主导,湾东部的流速大约0.18米/秒,湾中间流速约0.12米/秒,在近岸区域为0.06米/秒。
  第二,建造海堤后,闸门打开可能会导致闸门入口处出现流速很大的现象。西侧闸门处最大流速会达到0.56米/秒,东侧闸门处流速峰值达到0.48米/秒。根据模式模拟结果可以预测,海堤侧面可能出现沿岸流,流速可能达到0.23米/秒。表层余流为至东向西流动,与风向相同。在模型一现有地形情形下,表层处最大的余流流速出现在湾的中心,最大流速为0.05米/秒。在模型二打开闸门的情形下,西侧闸门处的余流增大至0.08米/秒,水库内余流流速从0.01米/秒-0.03米/秒不等。
  第三,模型结果表明,雅加达湾中心的盐度在表层和底层分别为30-30.5PSU和31-31.5PSU。海堤建造后,在模型二打开闸门的情形下,水库内表层盐度会减少至2.5-5.4PSU,底层盐度会减少至1.5-4.6PSU。在模型三封闭闸门的情形下,水库内表层与底层的盐度分别会减少0.31PSU/天和0.19PSU/天。
  本文初次尝试了定量评估建造巨型海堤会对雅加达湾的潮位、潮流、盐度产生的影响,为以后工程的进行提供了基础,并且为工程后可能由GSW引起的水质和其他相关问题提供有用的信息。
[博士论文] 李君益
物理海洋学 厦门大学 2016(学位年度)
摘要:南海是西北太平洋最大的边缘海,频发的寒潮和热带气旋激发了丰富而活跃的海洋动力过程。强风所激发的陆架波是南海北部陆架区重要的海洋动力过程之一。本文基于验潮站水位数据、潜标海流数据和卫星高度计数据,结合海面风和气压数据、观测站地面气温和气压数据、MODIS影像数据,利用小波变换、交叉小波变换及经验模态分解等数据处理手段,系统地分析了南海北部海域寒潮及热带气旋激发陆架波的特性。
  2008年1-3月的强寒潮引起了三次海面水位振荡事件,分别发生在1月9-21日、2月5-18日和2月20日-3月8日。第一、三次水位振荡事件周期为双峰结构,分别为1.5-5.3和6.1-16.0 d。第二次水位振荡事件周期为单峰,为2.3-3.5 d。水位振荡信号由北面的浙江沿岸南向传播到广东。其传播相速度在不同海域表现出不同的数值:坎门和平潭站之间为9-29 m s-1,厦门和惠州站之间为5-11m s-1,惠州和水东站之间为11-22ms-1。水位振荡的频散关系证明该振荡信号为陆架波。此外,陆架波在东海、南海陆架相比在台湾海峡附近海域持续的时间更长;东海海面水位对沿岸风的响应延迟时间为6-7 h,南海为10-19 h。
  2009年12月-2010年1月寒潮激发了周期为62 h和133 h的陆架波,陆架波以一阶正压模态,沿着海岸由坎门站南向传播到水东站。在坎门—汕头站之间传播相速度为8-13 m s-1,在汕头—惠州站之间传播相速度为9-11 m s-1,在惠州—水东站之间传播相速度为10-15 m s-1。从与验潮站同步观测到的卫星高度计沿轨数据中提取了陆架波前三阶模态的振幅,得到的陆架波一阶模态最大的振幅为0.27 m,二、三阶模态最大的振幅为0.05 m。陆架波一阶模态为主要模态,能量集中在距离海岸250km以内的陆架区域。
  2014年4月9日-10月20日验潮站水位数据及海流观测数据分析结果表明,热带气旋通过直接强迫和遥作用可以引起周期为45-80 h和110-130 h两个频段的振荡信号。其中台风“米娜”、“海贝思”、“威马逊”、“麦德姆”、“夏浪”、“娜基莉”、“海鸥”和“凤凰”引起研究海域的强迫陆架波;台风“浣熊”、“风神”、“巴蓬”和“黄蜂”引起了自由传播的陆架波。周期为45-80h频段的振荡信号流速约为0.05-0.15 m s-1,周期为110-130 h频段的振荡信号流速约为0.03-0.10 m s-1。热带气旋的强迫作用导致陆架波传播相速度与自由波传播相速度差异很大,从0.2 m s-1到58.2 m s-1,甚至同自由波传播方向相反。
  2014年7月3-10日台风“浣熊”发生期间,7月5-11日在南海北部陆架海区同时观测到了日潮频段、近惯性振荡、差频信号和陆架波信号。信号的频率分别为1.05、0.74、0.44和0.30 cpd。波—波非线性相互作用的机制可以解释日潮频段信号和差频信号的出现。近惯性振荡和陆架波通过非线相互作用,可以生成频率为两者频率相加、相减的两个信号,即日潮频段信号和差频信号。
[硕士论文] 张文全
海洋化学 国家海洋局第一海洋研究所 2016(学位年度)
摘要:由于热带东印度洋实测资料缺乏,对该海域生源要素时空分布特征及其影响因素尚缺少清楚的认识。本文根据2013年3~5月春季东印度洋的调查资料,分析了热带东印度洋上层水体(0~300m)温度、盐度、溶解氧、营养盐和叶绿素a等要素的分布特征,并对溶解氧极小值、第一亚硝酸盐最大值(PNM)和次表层叶绿素最大值(SCM)的形成机制进行了探讨。
  本研究主要内容包括:⑴春季东印度洋上层水体层化明显,在80~120m水深形成温盐密跃层。温密跃层在赤道附近最深;自赤道附近向南、北,温密跃层深度逐渐变浅。⑵与温密跃层相伴生,春季东印度洋上层水体存在显著的化学跃层(pH、DIC、DO、NO3--N、PO43--P、SiO32--Si等),且各化学要素跃层之间以及化学跃层与温密跃层之间具有高度重合性。跃层以下pH降低、DIC和营养盐含量迅速升高是有机物的氧化分解所致;同时,有机物分解大量消耗溶解氧,致使在东印度洋次表层(200 m左右)存在溶解氧极小值现象。⑶春季东印度洋次表层(75~100 m)普遍存在SCM和PNM现象,SCM和PNM位于温密跃层和营养盐跃层内中部或上界略下位置,且SCM和PNM呈斑状分布。春季东印度洋SCM的深度及量值受光照、营养盐、温密跃层的影响,且温密跃层对SCM的深度及量值起主控作用。而PNM对SCM具有追随效应,浮游植物对硝酸盐的不完全还原是形成PNM现象的主要原因。
[硕士论文] 刘亚楠
海洋地质 国家海洋局第一海洋研究所 2016(学位年度)
摘要:南黄海是一个半封闭性的大陆架浅海,长江、黄河等入海河流携带的陆源物质沉积于此,是从源到汇沉积过程的重要一环。巨厚的沉积地层对于研究沉积动力学、海陆相互作用、第四纪气候环境变化等具有重要意义。同时,南黄海处在太平洋快板向欧亚板块俯冲带边缘,受太平洋俯冲作用明显。晚新生代沉积地层发育了大量的构造变形,因此南黄海成为研究新构造运动的理想实验室。本文通过南黄海中部采集的高分辨率的反射地震剖面,利用地震地层学理论分析了南黄海中部中更新世以来的地层发育特征,进而结合区域背景资料,进行了沉积与构造环境的分析。
  本研究主要内容包括:⑴根据反射外形、内部反射结构、反射强度和连续性等特征,在剖面上可以识别出浅海相、三角洲相、河口湾相和河道充填相(河流相)四类地震相。这四种沉积相是中国东部陆架最为常见的地震相。垂向上依次周期性呈现河道充填相-河口湾相-浅海相和三角洲前缘相交替变化的现象,显示随着海平面变化沉积环境发生的周期性变化。⑵根据剖面反射终止模式、反射层叠加样式以及反射层内部结构,将研究区可识别深度内的反射层划分为11套地震地层层序(DS1~DS11)。多数层序均包括下部的陆相(河流充填)沉积和上部的海相(浅海相、三角洲相)沉积,部分在两者之间夹有局部的海侵层(河口湾相),分别代表同一海平面升降周期的低位、高位和海侵体系域,构成一个完整的旋回。层序边界包括高振幅的侵蚀边界或者反映海退时期陆地裸露剥蚀边界。⑶使用南黄海已发表的钻孔年代数据对地震地层层序进行定年,中更新世以来发育了7套地震层序。其中全新世地层平均厚度为5.7 m,是浅海相沉积;晚更新世地层平均厚度为25 m,包括末次冰期的河道填充沉积与末次间冰期高海平面时期的海相沉积;中更新世底界的沉积深度为70 m左右,且发育一套三角洲沉积。⑷南黄海地层的发育受构造活动影响巨大。福建岭南隆起在晚更新世之前通过阻挡海水的入侵影响地层的发育;南黄海中部隆起则通过缓慢上升来影响地层的发育,主要表现为,至中更新世结束,中部隆起上升停止,而后晚更新统地层中大量发育古河道等,表明古河流已能流过中部隆起;南黄海陆架区构造的升降运动同样会使地层遭受剥蚀影响其发育,表现为自中更新世以来地层层序与全球氧同位素对比缺少十余个旋回。
[硕士论文] 周航
海洋地质 国家海洋局第一海洋研究所 2016(学位年度)
摘要:南海是我国最大的边缘海,其具有较高沉积速率的沉积物记录了过去海洋环境变化以及东亚大陆的古气候变化信息,是研究现在和过去全球气候环境变化的理想场所,南海北部陆坡又是南海古海洋学研究的热点区域。本文选取南海北部陆坡峡谷区上陆坡处的DLW3101孔柱状样进行了粒度、碳酸钙、碳\氧同位素和XRF元素扫描等测试,获得了众多可信的数据。在对这些数据综合分析的基础上,获得了对南海北部陆坡古气候、古环境一些指标的认识。
  本研究主要内容包括:⑴通过浮游有孔虫氧同位素曲线对比建立了DLW3101孔岩芯的年代地层框架,岩芯底部年龄约为306ka,沉积速率呈现冰期高、间冰期低的变化规律。⑵对DLW3101孔沉积物粒度的因子分析得到两个主控因子F1和F2,对因子F1起控制作用的粒级为2.32μm-13.14μm粒级和22.1μm-63μm粒级,对因子F2起控制作用的粒级为0.35μm-1.16μm粒级。而利用粒度-标准偏差分析则提取了三组环境敏感粒级,分别为0.175μm-17.105μm粒级、17.105μm-162.75μm粒级以及含量几乎为零的>162.75μm粒级。0.35μm-1.16μm粒级、2.32μm-13.14μm粒级和0.175μm-17.105μm粒级均为细粒级成分且变化规律一致,高值可能代表了东亚夏季风的增强和海平面的升高;22.1μm-63μm粒级和17.105μm-162.75μm粒级均为粗粒级成分且变化规律一致,高值可能代表了东亚冬季风的强盛和海平面的下降。⑶不同粒度组分含量的频谱分析结果显示,DLW3101孔沉积物受冰盖变化导致的海平面变化和热带低纬过程驱动的东亚季风的双重影响。103 kyr的偏心率周期说明了冰盖消长引起的冰期-间冰期旋回改变了粒度指标的输入量,而28 kyr的岁差周期则说明了低纬热带过程驱动的东亚季风对粒度指标的影响。⑷对DLW3101孔地球化学元素数据分析,采用Al/Ti和K/Ti比值来反映沉积物物源区的化学风化强度,两组指标均呈现间冰期高、冰期低旋回式特征,说明南海北部间冰期时东亚夏季风盛行,沉积物物源区化学风化强烈。⑸DLW3101孔沉积物粒度和地球化学元素的分析结果均显示,MIS3期间全球气候处于弱暖期,不稳定,干湿冷暖交替变化频率很高。
[硕士论文] 胡运
物理海洋 国家海洋局第一海洋研究所 2016(学位年度)
摘要:热带海表温度(SST)模拟偏差是困扰海气耦合模式发展的经典问题之一,其原因仍不完全清晰。针对海气耦合模式CESM1(Community Earth System Model version1)模拟的热带印度洋SST偏差,本文设计了单独大气-陆面模式实验、单独海洋-海冰模式实验以及海气耦合模式实验等一系列数值实验,并在此基础上,采用大气-陆面模式和海洋-海冰模式隐式(implicit) SST偏差的分析方法,诊断了CESM1模拟的热带印度洋SST偏差的来源,并分析了大气模式和海洋模式中影响热带印度洋上层海温模拟的主要因素。
  本研究通过分析热带印度洋不同地区年平均SST的模拟偏差来源,发现耦合模式CESM1中孟加拉湾SST模拟偏冷主要是由海洋-海冰模式中过强的垂直混合、平流作用等海洋动力偏差引起的。在阿拉伯海和赤道西印度洋,过多的潜热释放导致SST降低,大气-陆面模式模拟误差是这两个海域SST冷偏差的主要来源。对于赤道中印度洋,潜热通量偏差和垂直混合、平流作用等模拟误差共同影响上层海水温度,潜热释放偏少、海水垂直混合偏弱以及经向平流向南输送过多暖水使耦合模式模拟的赤道中印度洋SST出现暖偏差,而在赤道东印度洋,模拟的SST偏冷是由大气-陆面模式中短波辐射偏少和海洋-海冰模式中海水垂直混合过强引起的,潜热通量偏差影响较小。分析表明耦合模式中海气相互作用只影响SST模拟偏差的大小,但不是引起SST偏差的根本原因。从季节平均结果上看,热带印度洋不同地区SST模拟偏差的来源与年平均结果相似,但不同的是,海气耦合反馈过程极大地影响了夏季赤道印度洋中部海区SST的模拟,它使春季的净热通量增加,并减弱了夏季表层海水混合,引起SST上升。
[硕士论文] 王佳莹
物理海洋学 国家海洋局第一海洋研究所 2016(学位年度)
摘要:本文利用1988-2011年南海海面风场、1993-2014年南海海面高度场和1982-2015年南海海表温度场的月平均资料,分析南海环境要素的变化趋势及年际变化特征。经过计算得到南海海域内区域平均海面风东分量的线性趋势为0.005±0.005(m/s)/yr,其年际变化与负中太平洋厄尔尼诺(EMI)指数的相关系数可达0.570,滞后9个月,北分量的线性趋势为-0.003±0.005(m/s)/yr,其年际变化与NINO3指数相关系数可达0.682,滞后1个月;南海海域内区域平均海面高度场线性趋势为0.420±0.107cm/yr,其年际变化与负NINO3.4指数相关系数可达0.518,滞后4个月;南海海域内区域平均海表温度场线性趋势为0.006±0.004℃/yr,其年际变化与NINO3指数相关系数可达0.538,滞后5个月。其中海表温度的趋势相对减小与近期全球变暖的停滞相一致。采用经验正交函数分解方法分析了各环境要素的年际变化特征,结构显示海面风场的第一模态呈现海盆尺度的反气旋格局,其对应的时间序列与NINO3指数相关系数达到最大值0.871,滞后1个月。海面高度场的第一模态沿南海东边界出现较低海面高度,其对应的时间序列与EMI指数相关系数达到最大,为0.721,滞后7个月。海面温度场的第一模态呈海盆尺度的升温现象,其对应的时间序列与NINO3指数相关系数可达0.588,滞后5个月,表明在厄尔尼诺事件之后整个南海会出现升温现象。
[硕士论文] 齐海燕
自然地理学 成都理工大学 2016(学位年度)
摘要:本文依托中国大洋协会国际海域资源调查与开发“十二五”课题“东太平洋海隆硫化物成矿潜力与资源环境评价”,研究了位于东太平洋赤道地区的Galapagos扩张中心以及Quebrada(奎布拉达)板块附近的热液活动区的水温与沉积物特征,以水温特征以及沉积物中生物与岩石碎屑特征来探讨该区的热液活动环境。本文结合海洋卫星(Argo剖面数据)提供的海水上层水温并基于2005年9月环球航次中利用电视抓斗获取的17A-EPR-TVG5沉积物样,以及2009年21航次、2011年7月“大洋一号”环球航次采用电视抓斗获取的沉积物样品21Ⅲ-S9-TVG5与样品22Ⅵ-EPR-S009-TVG5为研究对象,利用扫描电子显微镜与X射线能谱分析相结合的方法,对样品中的矿物颗粒以及存在的生物碎屑的形貌特征进行观察,并对其进行成分分析,形成了系统的研究,探讨了沉积物中生物及矿物和海水温度的相关性,解释了热液活动区的地球物理学、沉积学及生物学特征。
  本研究表明:⑴结合海洋卫星(Argo剖面数据)提供的海水上层水温数据发现17A-EPR-TVG5与22Ⅵ-EPR-S009-TVG5两个沉积物附近水温在800m左右处存在正异常,推测是受附近热液区的影响。⑵对东太平洋海隆3个站位表层沉积物样品中生物样品的观测分析,样品中以生物组分为主,共鉴定出2类有孔虫、5类硅藻,以及大量放射虫与少量浮游生物,大量的生物组成是热液区生物的特点之一。且从生物保存的完整性上可以推测,在生物沉降到海底的过程中,只有缓慢流动的深部洋流,波浪基本上不起作用,这也是深海与半深海环境的特点,水体平静。⑶沉积生物包括有孔虫、硅藻、放射虫以及少量浮游生物,其中有孔虫鉴定出2个属、硅藻5个属,以栖息环境来看,主要是浮游种类,其次是底栖种类。⑷了解了样品所在的热液活动环境是:水深在2000米左右,属于深海/半深海环境;处于快速扩张的洋中脊区,扩张速率约为127mm/a。⑸海洋沉积物的来源概况分为三类:陆源、海洋组分以及火山作用形成的火山碎屑。研究区属于深海沉积环境,且远离大陆边缘,因此缺少陆源物质,生物作用占主要地位。
[硕士论文] 王立伟
物理海洋学 国家海洋局第一海洋研究所 2016(学位年度)
摘要:本文基于法国空间局AVISO提供的格点化绝对动力地形(MADT)资料,分析了1993年1月~2013年12月班达海(Banda Sea)海平面的变化特征。结合INSTANT观测资料和卫星高度计资料,估算了印尼贯穿流(ITF)三个主要出流海峡在1994年~2014年的流量,分析了三个海峡出流流量与班达海海面高度在年际尺度上的关系。季节尺度上,每年7月到10月东南季风盛行时班达海海平面较低,12月到翌年4月西北季风盛行时海平面较高;班达海东部近阿拉弗拉海(Arafuru Sea)和西南部近弗洛勒斯海(Flores Sea)随季风的转换表现出“跷跷板”形态,具体表现为东南(西北)季风盛行时班达海东部较低(高),西南部较高(低);班达海比容海平面的变化是造成海平面季节变化的主要原因,风生Ekman流引起的海水堆积会影响班达海东北部的海平面高度。年际尺度上,班达海海平面的变化与ENSO事件密切相关,EI Ni?o年海平面较低,La Ni?a年海平面较高;在极端ENSO事件发生年份,班达海海平面与比容海平面出现明显的高度差,表明EI Ni?o年班达海海水质量减少,La Ni?a年海水质量增加;翁拜海峡上层和帝汶通道深层流量的变化超前班达海海平面变化,呈负相关;帝汶通道上层流量滞后班达海海平面变化,呈正相关。
[硕士论文] 王旭栋
气象学 南京信息工程大学 2016(学位年度)
摘要:利用英国气象局Hadley气候预测和研究中心的海表温度资料、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的NCEP/NCAR月平均再分析资料、和全球降水气候中心(GPCC)降水资料,采用线性回归、合成分析等方法分析了夏半年印度洋海温异常主要模态热带印度洋海盆模(IOBM)与印度洋偶极子(IOD)不同位相配置对越赤道气流和印度降水异常的影响。同时,分析了夏半年IOBM与中部型ENSO对同期中国东部降水的共同影响。得到以下主要结论:
  (1)通过对925hPa上5°S-5°N平均经向风面积平均,得到了三支越赤道气流时间序列,分别记为索马里越赤道气流(SOM-CEF)、孟加拉湾越赤道气流(BOB-CEF)与南中国海越赤道气流(SCS-CEF)。IOBM与IOD不同位相配置下,越赤道气流存在不同变化。当IOBM与IOD同为正(负)位相时,SOM-CEF减弱(增强),而SCS-CEF增强(减弱);当IOBM为正(负)位相,伴随负(正)位相IOD时,SOM-CEF变化不大,BOB-CEF与SCS-CEF偏弱(增强)。当IOBM与IOD处于同位相配置(PPNN)时,海温异常引起的大气环流响应呈东西印度洋反对称分布,分别引起SOM-CEF与SCS-CEF反相变化;当IOBM与IOD反位相配置(PNNP)时,热带印度洋海温异常激发大气产生单一的Gill型环流响应,同时影响三支越赤道气流的变化。
  (2)当IOBM与IOD同位相配置(PPNN)时,印度半岛整体降水偏多;IOBM与IOD反位相(PNNP)时,印度降水呈南多北少的空间分布。IOBM与IOD不同位相配置下影响印度降水的机制有所不同:PPNN情形下,热带印度洋分别在东南与西南存在辐散与辐合中心,水汽自东南印度洋通过单圈环流向印度输送水汽,同时高原南侧至西南印度洋的辐散气流使得印度地区降水增多。PNNP情形下,热带东南印度洋海温异常激发大气产生Matsuno-Gill型环流响应,不利于西南季风推进,引起印度水汽辐散;热带东南印度洋通过经向三圈异常垂直环流圈,间接导致印度降水异常南多北少的分布。
  (3)夏半年当热带太平洋中部型ENSO与IOBM同位相发生(PPNN事件)时,热带地区印太海域海温异常呈三极型分布,太平洋赤道以北的对流层低层气旋式环流中心明显偏东,太平洋与印度洋上空皆为纬向双圈垂直环流;当热带太平洋中部型ENSO与IOBM反位相发生(PNNP事件)时,热带地区印太海域海温异常呈偶极型分布,850hPa上的西北太平洋上空存在明显的气旋式环流异常中心,太平洋上空纬向双圈垂直环流,但热带印度洋仅有单圈垂直环流。当发生PPNN事件时,中国江淮流域整层水汽通量辐合,局地降水增多,降水显著正异常区位置偏北;发生PNNP事件时,中国长江流域整层水汽通量辐散,降水异常偏少,位置偏南。热带太平洋中部型ENSO与IOBM不同位相配置下影响中国东部降水的机制有所不同:PPNN情形下,水汽主要从MC地区向长江流域输送;热带太平洋及MC地区海温异常引起大气产生Gill型响应,利于维持中国东部的环流异常;低纬地区扰动可通过经向三圈异常垂直环流圈间接导致长江流域降水增多。PNNP情形下,水汽无法从低纬地区辐散至长江流域;由热带中太平洋海温异常引起的大气Gill型响应位置偏西,直接引起长江及以南地区局地水汽辐散;同时低纬地区对流层低层准定常Rossby波能的传播对长江流域扰动的维持可起到一定的作用。
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