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基于GODAS资料的南海上层海洋热状态气候变化特征分析
Upper Ocean Thermal State in the South China Sea: Analysis of Climate Change Characteristics Based on GODAS Dataset
为了深入了解南海上层海洋热力状态的变化规律,利用1980—2015年共36年GODAS月平均海温资料,将5~366 m的垂直平均海温表征南海地区海洋上层的热含量,分析了南海海洋上层热状态的水平和垂直分布特征以及季节和年际变化特征。结果表明:年平均南海热含量水平分布表现为东高西低的形势,垂直纬向平均分布表现为暖水厚度和温跃层深度东厚(深)西薄(浅),垂直经向平均表现为暖水厚度南厚北薄,温跃层深度中间浅两边深;南海地区海温变化幅度在75~200 m处最大,不同深度海温距平均具有明显的年际和年代际变化特征;南海区域平均热含量在秋季最高,春夏次之,冬季最低,其年际变化明显,且在1998年之后出现明显的突变,由负值转变为正值,表现出明显的增温趋势;热含量季节EOF主模态空间分布形势表现为东高西低的特征,对应的时间序列在20世纪90年代末存在年代际转折,由主要为负值转化为主要为正值,表现在空间分布上,则为南海地区热含量由西高东低型转化为东高西低型。
To understand the change rules of the upper ocean thermal state in the South China Sea (SCS), the vertical mean sea temperature of 5-366 m was characterized by the thermal content (HC) of the upper ocean in the South China Sea, the horizontal and vertical distribution characteristics and seasonal and interannual variability of upper thermal state in the South China Sea was analyzed based on the monthly subsurface sea temperature data of GODAS from 1980 to 2015. The results showed that: the horizontal distribution of annual mean HC in the SCS was characterized by high in east and low in west, the vertical zonal mean distribution was characterized by warm pool thickness and thermocline depth was thick (deep) in east and thin (shallow) in west; the vertical meridional mean performance was that the warm pool thickness was thick in the south and thin in the north, and the depth of the thermocline was shallower in the middle and deep on both sides; the biggest change of the sea temperature was kept in the subsurface (75-200 m) over the SCS, and the anomaly of the temperature in different depths had obvious interannual and interdecadal variability; the average HC in the SCS region was the highest in autumn, followed by that in spring and summer, and the lowest was in winter and the interannual variability of HC was obvious, and there was a significant mutation after 1998, which changed from negative to positive, showing an obviously warming trend; the spatial distribution of the first mode of S-EOF in the HC revealed high in east and low in west, the corresponding time series had interdecadal transitions in the late 1990s, which were mainly negative values transformed into positive values, in terms of spatial distribution, the HC was transformed from the west high and east low type to the east high and west low type.
热状态 / 水平分布 / 垂直分布 / 季节变化 / 年际变化 / 南海海域 {{custom_keyword}} /
thermal state / horizontal distribution / vertical distribution / seasonal change / interannual change / the South China Sea {{custom_keyword}} /
表1 不同地膜覆盖对大棚草莓植株农艺性状的影响 cm |
处理 | 始花期 | 采收末期 | 株高增长量 | 冠幅增长量 | |||
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株高 | 冠幅 | 株高 | 冠幅 | ||||
黑膜(CK) | 20.8 | 40.9 | 35.1 | 46.4 | 14.3 | 5.5 | |
银黑双色膜 | 19.6 | 39.9 | 28.3 | 46.5 | 8.7 | 6.6 |
表2 不同地膜覆盖对大棚草莓品质的影响 |
处理 | 早期 | 后期 | |||||||
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可溶性固形物 SSC% | 酸度 | 糖酸比 | 硬度 | 可溶性固形物 SSC% | 酸度 | 糖酸比 | 硬度 | ||
黑膜(CK) | 11.4 | 0.9 | 12.6 | 2.94 | 9.6 | 0.8 | 11.7 | 1.84 | |
银黑双色膜 | 12.5* | 0.9 | 13.7* | 3.25 | 9.8 | 0.7* | 14.8* | 2.07* |
注*表示通过0.05信度的显著性检验。 |
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周发琇, 于慎余. 南海表层水温的低频振荡[J]. 海洋学报, 1991,13(3):333-338.
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王东晓, 周发琇, 李永平. 南海表层水温和海面热收支的年循环特征[J]. 海洋学报:中文版, 1997,19(3):33-44.
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蔡榕硕, 张启龙, 齐庆华. 南海表层水温场的时空特征与长期变化趋势[J]. 台湾海峡, 2009,28(4):559-568.
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何有海, 关翠华, 甘子钧. 南海南部海洋上层的热振荡[J]. 海洋学报, 1992,14(3):19-28.
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何有海, 关翠华. 南海上层海洋热含量的年际和年代际变化[J]. 热带海洋, 1997,16(1):23-29.
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杨海军, 刘秦玉. 南海上层水温分布的季节特征[J]. 海洋与湖沼, 1998,29(5):501-507.
为对南海上层水温分布特征有一总体认识,利用气候平均的1°×1°网格的Levitus资料,分析了南海0-200m层共10个等深面上的季平均温度分布状况。结果表明,南海上层水温分布的季节变化明显,季风和太阳辐射对水温分布有显著影响,四季平均水温分布与平均环流状况对应较好。冬、春两季在吕宋岛西北海域有一冷涡(即吕宋冷涡),夏、秋季在越南沿岸出现另一冷涡(即越南冷涡)。这两个冷涡均对应着本海区尺度较小的气旋式环流和正的风应力旋度。吕宋冷涡还与黑潮在吕宋海峡的形变有关,越南冷涡则与局地强上升流有联系。
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赵永平, 陈永利. 南海暖池的季节和年际变化及其与南海季风爆发的关系[J]. 热带气象学报, 2000,16(3):202-211.
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周发琇, 高荣珍. 南海次表层水温的季节内变化[J]. 科学通报, 2001,46(21):1831-1836.
通过对南海季风实验(SCSMEX)期间布设于南海中部的3个ATLAS海洋锚定浮标所观测的资料进行Morlet小波分析, 发现南海次表层水温存在显著的季节内变化, 尤其是在冬半年. 水温季节内变化主要集中在50~100 m深度, 振幅变化可以达到1~2℃. 造成次表层水温如此大振幅变化的原因, 是在海面风应力强迫下温跃层产生的垂直位移所致. 这一发现揭示出南海上层海洋垂向季节内变化的重要特征.
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佟景全, 王静, 齐义泉. 基于卫星高度计资料分析南海热含量的年际变化特征[J]. 地球物理学报, 2006,49(6):1651-1656.
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吴迪生, 闫敬华, 张红梅, 等. 南海夏季风爆发日期与次表层水温对夏季风的影响[J]. 热带海洋学报, 2004,23(1):9-15.
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吴迪生, 魏建苏, 周水华, 等. 南海中北部次表层水温与南海夏季风和广东旱涝[J]. 热带气象学报, 2007,23(6):581-586.
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王丽娟, 王辉, 金啟华, 等. 南海夏季风爆发与冬春季南海上层海洋热含量关系的初探[J]. 海洋学报, 2011,33(4):49-61.
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赖志娟, 彭世球, 李毅能, 等. 南海夏季风爆发与南海热含量异常特征的相关分析[J]. 热带海洋学报, 2011(6):47-56.
通过利用1958—2007年SODA月平均海温资料、1958—2008年NCEP/NCAR再分析资料以及1974—2008年NOAA卫星月平均OLR资料, 分析了南海季风与南海上层海洋热含量之间的可能关系, 发现南海夏季风爆发早晚与前冬南海上层海洋热含量存在显著的负相关, 即当冬季南海上层海洋热含量偏高(低)时, 次年南海夏季风爆发早(晚)。进一步对南海夏季风爆发异常年前期及前冬南海东部热含量异常年的相关大气环流特征分析后发现, 南海夏季风爆发偏早和偏晚年前期的OLR特征、对流层环流特征及位势高度场分别与前冬南海东部热含量异常偏高和偏低年相一致。得出冬季南海东部热含量偏高(低)时, OLR在赤道东印度洋至我国南海及菲律宾以东为负(正)距平, 南海地区对流加强(减弱); 在纬向方向上, 大气环流特征表现为正(负)的Walker距平环流, 低纬Walker环流发展(减弱); 在经向方向上, 南海地区南北向局地Hadley环流加强(减弱); 次年初春(3—4月)500hPa位势高度场在西太平洋副热带高压区总体为负(正)距平, 副热带高压偏弱(强)。因此有(不)利于南海夏季风的早爆发。南海和西太平洋暖池区热含量异常都通过对流作用影响其上空大尺度环流异常, 与南海夏季风爆发时间呈反相关。不同之处在于南海热含量异常可能激发南北向局地Hadley环流异常, 促进或抑制西南季风向北延伸, 从而影响南海夏季风的爆发时间。
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李业进, 王黎娟. 西太平洋暖池热状态变异及其邻近地区对流活动特征[J]. 大气科学学报, 2016,39(2):156-165.
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