利用超前滞后相关分析研究了西太平洋副热带高压与海表面温度异常的关系。选取各关键海区分析海温与西太副高在不同时段上的超前滞后相关, 结果表明，冬季东太平洋海温与滞后其2—3个月的副高异常达最大正相关，热带印度洋海温异常与冬季同期副高异常的正相关最显著；西太平洋海温在冬春季与同期的副高负相关最显著；北太平洋海温在冬春季滞后副高1—2个月时存在负相关，大西洋暖池区6月与西太副高的同期正相关最大；对南太平洋来说，冬季的西太副高与从前秋到春季的SST都存在最大负相关。海表温度的异常主要解释冬春季的西太副高异常，而对于夏秋季副热带高压，SST的作用比较有限

利用LASG/IAP发展的一个0.25°×0.25°高分辨率太平洋-印度洋海盆环流模式，初步分析了模式在太平洋区域的模拟结果，并与海洋同化资料以及前人的研究结果作比较，检验此模式对该区域平均气候态、年际变化的模拟能力。分析表明，模式较好地再现了海表温度（SST）分布、赤道温跃层和纬向流结构、赤道流系分布形态、海表高度以及正压流函数空间分布特征；同时，对显著的El Ni?o和La Ni?a事件的模拟等方面与Simple Ocean Data Assimilation（SODA）2.0.2版本结果相近。此外，模式模拟北赤道流（NEC）分叉点位置的季节和年际变化以及吕宋海峡流量的年际变化与已有研究结果基本一致。进一步分析还发现，在年际尺度上，NEC分叉点位置和吕宋海峡流量与ENSO密切相关。

在西南印度洋热液活动A区(49°39′E)开展的三维海底地震仪(OBS)探测实验为研究该区域的深部地壳/上地幔结构提供了重要基础, 而OBS数据处理是获取研究区三维速度结构的基础环节。文章介绍了此次实验中所用的3种不同类型OBS(国产、法国和德国OBS)的数据处理流程, 包括地震数据解编处理、截裁处理和地震信号的可视化处理; 并以第2790炮为例分析了3种类型OBS记录数据的波形和频谱特征。结果表明, 由于受不同类型OBS的频带、传感器和拾震器等影响, 国产与法国OBS都能记录到长周期和短周期噪音, 而德国OBS只记录到短周期噪音; 但经带通滤波后, 3种类型OBS都能够很好地压制噪音, 突出有用的气枪信号; 对比3种类型OBS(分别以OBS04、OBS08和OBS23为例)沿主测线X1X2的综合记录剖面, 发现3种类型OBS都能够记录到多组清晰可靠的P波震相, 如直达水波、Pg、PmP和Pn震相, 为下一步A区的三维层析成像奠定了坚实数据基础。

基于月平均Argo温、盐度剖面、纬向风和Niñ o3. 4指数等资料, 利用循环平稳经验正交函数(CSEOF)分解法、最大熵谱分析和相关分析等方法, 研究了热带西太平洋海域上层(0—700m)海洋热含量的时空变化特征, 并探讨了其年际变化的可能原因。结果表明, 热带西太平洋海域上层海洋热含量距平场具有显著的东-西向反位相振荡, 且这种振荡除了具有较明显的季节变化外, 还存在着较强的准2a振荡。此外, 热含量距平场还存在着“负-正-负”的三极式经向模态, 该模态除了具有明显的季节变化外, 还存在着显著的准4a振荡。进一步分析表明, 热含量的准2a振荡与ENSO事件的发生有着非常密切的联系, 并对赤道西太平洋纬向风异常有1—2月的滞后响应。

基于NCEP/NCAR再分析资料, 采用分层(500hPa、850hPa)与整层(4层)的EOF分解方法, 提取出两个含有垂直结构的副热带高压(副高)的基本模态。分析表明, 整层与分层EOF得到的模态有很好的一致性, 这说明副高的确存在中下层一致的空间分布特征和时间变化规律; 进一步引入小波能量谱讨论其周期特征, 发现存在明显的20—30d和30—60d低频振荡现象; 结合1995年的天气实况, 诊断揭示出不同纬度上的低频位势波影响和制约副高活动的可能机理: 副热带地区低频位势波影响和制约着副高主体20d左右的中期变动, 而副高西端5—10d的短期过程则与热带和高纬地区低频位势波扰动能量在西太平洋地区聚集有关。

利用 Scripps 海洋研究所 0—400m 上层海洋热含量资料和美国环境监测中心/国家大气研究中心(National
Centers for Environmental Prediction /National Center for Atmospheric Research, NCEP/NCAR)的再分析资料,  运用
经验正交分解(empirical orthogonal function, EOF)等统计方法,  研究在有 ENSO 影响和去除 ENSO 影响的情况下,
前期春季印度洋热含量如何影响南海夏季风爆发。结果表明,  在没有扣除 ENSO 信号的情况下,  热带印度洋热含
量 EOF 分解第一模态呈东西相反变化的空间分布。印度洋东部热含量为正(负)异常、西部为负(正)异常时,  南海
夏季风爆发较早(晚),  印度洋上层热含量主要通过影响热带印度洋上空大气的垂直运动和高低层辐散辐合,  进而
影响季风纬向环流的强弱,  来影响南海夏季风爆发的早晚。在扣除 ENSO 信号的情况下,  印度洋热含量 CEOF
(conditional EOF)第一模态的空间分布类似于 EOF 第一模态的空间分布;  第二模态表现为除小部分海区外,  热带
印度洋热含量呈一致变化的海盆模态。这两个模态对南海夏季风爆发的作用表现出不确定性。

回顾了对南印度洋副热带海气相互作用的研究，总结了南印度洋偶极子事件背景下的气候变化。印度洋海表温度的方差表明南印度洋是整个印度洋海温变率最强的区域，年际海温变化最显著的特征就是海温呈现西南—东北向的偶极子型分布，被称为南印度洋偶极子(Southern Indian Ocean Dipole, SIOD)。南印度洋海温偶极子的形成主要是受大尺度大气环流调整的影响。南印度洋副热带反气旋环流异常引起了印度洋热带东风异常和副热带西风异常的变化，影响了潜热通量、上升流和Ekman热输送，进而引起了海温变化。SIOD对热带和热带外大气环流也有影响，尤其会影响亚洲夏季风降水异常，例如我国的降水异常和南印度洋偶极子海温异常具有显著相关关系。此外，SIOD模态所引起的经向环流异常与南海、菲律宾地区的反气旋环流异常也有紧密联系。

针对南海-印度洋海域丰富的海洋资源、重要的战略地位以及该海域的自然灾害风险和海盗活动、恐怖袭击与军事冲突等人为灾害风险, 基于风险评估理论从孕灾环境敏感性、致灾因子危险性和承灾体脆弱性等方面选取评价指标并建立评估模型, 利用地理信息系统(GIS)平台得到了该区域的自然灾害风险、人为灾害风险和综合风险区划。结果表明, 冬季(1月), 综合风险最高的区域为亚丁湾、孟加拉湾湾顶、马六甲海峡附近以及越南东南部近海, 其次为南海东北部海域、南沙群岛西部海域、巽他海峡、望加锡海峡、科摩林角附近海域、霍尔木兹海峡及索马里近海; 夏季(7月), 综合风险最高的区域为亚丁湾、孟加拉湾湾顶及马六甲海峡附近, 其次为索马里东北部海域、阿拉伯海中西部、斯里兰卡西南近海、吕宋岛西部近海以及巴士海峡附近。

硅藻席沉积是由“树荫种”硅藻大量勃发并快速堆积而成。与成席硅藻同时大量生长的还有其他体型较小的硅藻。通过对WPD03和WPD12孔末次冰期低纬度西太平洋硅藻席沉积样品进行硅藻分析, 共鉴定硅藻40属101种(含变种)。硅藻组成中既有淡水种和沿岸种以及外洋冷水种, 也有外洋暖水种, 但主要以大洋暖水种和广布种为主。在主要的硅藻属种中, Thalassionema frauenfeldii的平均百分含量最高, Thalassionema nitzschioides、Azpeitia nodulifera、Nitzschia marina、Hemidiscus cuneiformis等次之, 这5种硅藻占了整个非成席硅藻物种相对百分含量的85%左右, 说明在该海域表层水体硅藻席沉积过程中, 这5种硅藻最容易与成席硅藻在同时期的环境中生存, 形成勃发。初步断定硅藻席形成时期环境为热带水体的大洋性环境。

通过ICOADS (The International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set)船测资料, 验证了El Ni?o引发的北印度洋(North Indian Ocean, NIO)海表温度(SST)的2次增暖过程。前人研究发现, 第1次增暖发生在El Ni?o盛期, 源于El Ni?o导致的大气环流变化产生了正的短波辐射及潜热通量异常; 第2次增暖发生在El Ni?o消亡的夏季, 是由于反对称风场异常导致蒸发失热减少所造成。 研究进一步发现, 短波辐射和潜热通量在这两次增暖中都有着重要作用, 但二者的作用在时间上并不一致。 两次增暖过程都是短波辐射首先产生影响, 其后才是风场导致的潜热通量的变化。两次增暖在东西两个海盆也存在差异, 第1次增暖主要集中在阿拉伯海区域, 第二次增暖在东西两个海盆都较明显。另外, 通过El Ni?o和La Ni?a对比发现, ENSO对北印度洋SST的影响具有不对称性。El Ni?o期间北印度洋产生2到3次增暖, 而La Ni?a只有第二年夏季的降温比较明显, 强度也比较弱。

印度洋对于我国的政治经济和气候变化都极为重要。造礁珊瑚分布广泛(遍布印度洋和太平洋热带海区)、其文石骨骼具有年轮结构、非常适合U/Th高精度定年, 且地球化学指标记录准确可靠。因此, 用珊瑚作为记录载体, 可有效地将气候和环境变化记录的时间序列延长至器测之前。文章首先介绍了印度洋珊瑚的分布、现状以及重要性等概况; 然后从环境污染、古风暴、古海平面和气候变化[包括亚洲季风、降雨和大气环流、海表水温(SST)和IOD(Indian Ocean Dipole, IOD)、洋流]等方面综述了印度洋珊瑚在印度洋气候和环境变化记录中的作用和贡献; 最后根据笔者的认识, 进行了简单的小结和点评。

印度洋海啸发生的频率远低于太平洋, 但2000年以来全球因地震引发的10个重大海啸有3个发生在印度洋区域。苏门答腊和莫克兰俯冲带是北印度洋中地震海啸活动较活跃的两个区域。在苏门答腊俯冲带北端, 2004年12月26日和2005年3月28日分别发生了里氏9.0级和8.6级大地震, 是1961年以来的第2及第4强震。前者引发了最大爬高50.9m的海啸, 造成了历史上最大的海啸灾难; 后者却只引发了最大4m的爬高。位置相近、震源机制相似的两次地震引发的海啸灾害完全不同的原因非常值得研究。近期研究表明莫克兰俯冲带的地震活动分为东西两段, 东段的地震活动明显多于西段。东段于1945年发生过大海啸, 莫克兰西段或是全段俯冲带未来是否会发生大地震与海啸值得深入探讨研究。

采用Argo以及Aquarius卫星观测的海表盐度月平均资料研究了热带南印度洋海表盐度的季节变化特征。结果表明, 在60°—80°E, 5°—15°S海域海表盐度具有显著季节变化特征; 夏半年盐度升高, 冬半年盐度降低; 但是其异常中心与降水异常中心不对应, 降水不能解释盐度的季节变化。盐度收支分析显示, 在夏半年, 海表盐度增加的主要原因是经向平流将赤道地区的高盐输送至该地区; 其中4—5月期间, 海洋垂向卷夹作用加强, 对海表高盐异常也起到重要作用。在冬半年, 大气降水增加, 海洋表层环流使得降水引起的局部低盐水体在该区域辐合; 同时, 向西的纬向平流将东南印度洋的低盐水体继续输送到该地区, 二者对冬半年海表盐度降低都有重要贡献。

近年来对西南印度洋中脊的研究显示, 超慢速扩张(全扩张率: 12~18mm#cod#x000b7;yr^-1)的西南印度洋中脊包含岩浆增生型和非岩浆增生型两种截然不同的地壳结构。岩浆增生型中脊段表现为轴向的海底隆起, 通常具有较低的地幔布格重力异常和较强的磁性, 地壳厚度较大; 非岩浆增生型中脊段通常水深较深, 缺乏转换断层, 发育拆离断层和高角度正断层, 具有较高的地幔布格重力异常和微弱的磁性, 大量蛇纹石化的地幔橄榄岩出露海底, 火成岩地壳较薄甚至不存在。南海西南次海盆具有较慢速扩张率(全扩张率: 50~35mm#cod#x000b7;yr^-1), 其接近消亡洋中脊中央部分的地壳厚度也较薄, 也有可能存在蛇纹石化地幔, 具有超慢速扩张脊非岩浆增生段的特点。

龙旂热液区(49º39'E)是超慢速扩张西南印度洋中脊(SWIR)上发现的首个活动热液喷口, 也是我国开展海底多金属硫化物资源勘探和走向深海大洋的重点研究区域。前期三维层析成像研究成功地揭示了该区的深部结构特征, 但仅仅是提供了静态信息, 相比之下, 地震波各向异性研究是揭示其深部动力学机制的有效手段之一。本文简要介绍了龙旂热液区开展的主动源和被动源海底地震仪(OBS)探测实验, 并初步分析了前期三维层析成像的走时残差数据, 发现其与方位角之间存在显著的余弦函数关系, 表明该区速度结构存在各向异性, 但其各向异性来源尚不明确。探索各向异性来源将有望揭示该区的热液循环机制, 为认识超慢速扩张SWIR热液区形成的动力学演化过程提供科学依据。因此, 本文拟在前期研究基础上, 利用主动源和被动源OBS地震数据, 通过纵波方位各向异性和横波分裂联合分析的方法, 重点研究地壳和地幔各向异性特征, 并结合三维速度模型与区域地质背景资料, 对获得的快波方向和快、慢波到时差参数进行深入分析, 阐明地壳内裂隙分布、应力场变化和地幔流动特征, 从而揭示龙旂热液区的热液循环机制、岩石圈形变和深部动力学过程等科学问题。

冷泉是继洋中脊热液之后, 在海底发现的又一种流体渗漏类型, 是20世纪80年代以来海洋地质领域最引人注目的发现之一。北印度洋欧亚大陆边缘构造活跃, 印度东西两侧发育巨厚沉积层, 极易孕育冷泉活动。目前, 已在莫克兰和孟加拉湾地区海底观测到多处活动冷泉, 对它们的研究为深入了解海底冷泉流体活动的资源环境效应打开了新的窗口。文章以北印度洋典型冷泉区#cod#x02014;#cod#x02014;莫克兰和孟加拉湾地区为例, 综述了该区海底冷泉流体来源、相关沉积环境和触发机制, 着重阐述了: 1)莫克兰地区最小含氧带内外冷泉活动的沉积记录和地震触发冷泉的机制及环境响应; 2)孟加拉湾地区海底天然气水合物分解在碳酸盐岩中的记录。进一步指出了北印度洋海底冷泉活动研究中遇到的挑战和未来工作中需给予重视的科学问题。

采用全印度陆地降水资料、NCEP/NCAR大气资料以及HadISST资料集的SST资料, 使用经验正交函数分解(Empirical Orthogonal Function, EOF)和相关分析回归分析等统计方法, 在前人的基础上, 系统研究了厄尔尼诺-南方涛动(El Nino-Southern Oscillation, ENSO)及印度洋海盆模态(Indian Ocean Basin mode, IOB)对印度夏季季风降水的影响, 指出厄尔尼诺衰退年印度夏季降水在反对称模态和北印度洋二次增暖共同的作用下表现出初夏减少晚夏增加的特点。通过观测分析发现, 厄尔尼诺在其发展年和衰退年对印度夏季季风降水的影响截然不同。在发展年, 中东太平洋的异常增暖引起Walker环流的改变, 印度洋区域的下沉气流抑制印度大陆降水。在衰退年, 厄尔尼诺对印度洋进行“充电”, 产生印度洋海盆增暖模态。在这个过程中, 局地海气相互作用引起衰退年的印度降水有初夏减少晚夏增加的特点。其中春季印度洋的反对称风场(赤道以北为东北风异常, 赤道以南为西北风异常)对印度夏季风有一定的减弱作用, 这种异常环流减弱了初夏印度降水。同时反对称风场会造成在夏季北印度洋的二次增暖, 又会促进了晚夏降水的异常增加。通过水汽输运通量的诊断分析进一步验证了上述海盆模态对印度夏季降水的作用。

Rossby波是地球流体中的一种低频大尺度波动, 在全球海洋动力过程的调整中发挥着关键作用。利用1993~2011年多卫星高度计融合的月均海平面高度异常数据, 基于二维Radon变换方法提取了热带印度洋南北纬5°~20°区域的Rossby波纬向传播速度。结合斜压Rossby波的理论模型, 利用1993~2008年多年平均的简单海洋再分析数据集的温盐资料, 计算了自由线性的一阶斜压Rossby波的理论波速值。通过对比理论波速与高度计的观测波速, 发现在印度洋5°~20°S间理论值与观测值比较接近, 在5°~20°N间两者差别较大, 其误差可能来源于两个方面: 1) 该区域较多陆地阻隔引起了Rossby波的绕射和反射; 2) 多边界激发的多个Rossby波发生相互作用。利用卫星高度计观测提取的Rossby波波速计算了热带印度洋南北纬5°~20°范围内的Rossby波的变形半径, 给出了Rossby变形半径与纬度的解析表达式。该式能够很好地描述热带印度洋不同纬度的Rossby变形半径, 为今后热带印度洋Rossby波速的应用提供了理论和观测依据。

利用近20年的卫星遥感海面绝对动力高度(Absolute Dynamic Topography, ADT)数据、表层流数据及Argos表面漂流浮标数据等研究了热带东印度洋表层环流的季节变化特征。分析结果显示, 热带东印度洋表层环流的变化与季风演替基本同步, 赤道以北海域环流季节变化特征甚为显著。与此大尺度环流年循环同步, 孟加拉湾湾口环流也相应变化: 湾口东部在5~9月为南向流, 一直延伸至苏门答腊岛外海, 其他月份, 从湾口东部至整个苏门答腊岛外海(4°S以北)为北向流; 湾口西部经向流的变化大体与东部相反。Argos漂流浮标轨迹进一步揭示了湾内外各季节水交换路径: 西南季风期, 源自阿拉伯海及印度半岛南部海域的漂流浮标主要通过西南季风漂流由湾口西侧进入湾内, 湾内的漂流浮标通过湾口东侧沿着苏门答腊岛进入赤道印度洋; 东北季风期, 漂流浮标进出湾口的途径大体与西南季风期相反。本研究还表明, 季风海流及赤道急流的纬向流速季节变化最大, 而经向流速的季节方差最大的则为东印度沿岸流及拉克沙群岛高压(拉克沙群岛低压)。

利用中国科学院“实验1”号调查船2010~2012年东印度洋3个航次的走航断面观测数据, 分析了春季孟加拉湾南部和赤道东印度洋上层海洋的水文结构特征, 同时结合卫星遥感资料和世界海洋图集2009(world ocean atlas 2009, WOA09)气候态温、盐资料, 探讨了孟加拉湾南部海水经向地转输运的变化以及温跃层的波动。结果表明, 在3~5月份, 即印度洋冬季风向夏季风转换期间, 赤道西风的爆发成为这一海域最关键的驱动力, 将阿拉伯海的高盐水向东输运, 使赤道纬向压强梯度力转为西向, 减弱了赤道潜流并引起向北的经向地转输运。在孟加拉湾湾口, 赤道的波动强迫导致了经向输运由南向转为北向, 来自阿拉伯海的高盐水与孟加拉湾的低盐水在此汇集, 形成了明显的盐度梯度; 波动强迫还使得孟加拉湾湾口呈现出一个向西移动并减弱的气旋涡流场。在波动和表层盐度差异的影响下, 湾口温跃层维持着向西下倾斜的状态, 即使是在印度洋东岸海水堆积时, 也没有显示出如赤道断面温跃层那般的大幅度加深。

文章利用海洋再分析产品及卫星遥感资料等分析了赤道东印度洋与孟加拉湾经向盐交换的季节变化特征, 估算了孟加拉湾湾口6°N断面的年均淡水输运量。盐通量计算结果表明孟加拉湾与赤道东印度洋的盐交换过程主要由海流控制, 湾口东西两侧过程基本相反。西南季风期(东北季风期)西侧为向北(南)的盐通量, 东侧为向南(北)的盐通量。湾口经向淡水输运量的分析表明, 断面上层在4~10月湾内向湾外输运淡水; 在11月~次年3月则相反。年均经向淡水输运量的分析表明, 在整个深度层次上由孟加拉湾向赤道东印度洋输运淡水, 断面年均淡水输运量为1.0×10⁵m³·s^-1。

采用海洋实测资料和简单海洋数据同化(SODA)模式再分析资料研究了印度洋偶极子(IOD)事件影响下赤道印度洋秋季Wyrtki急流及其盐度输运的年际变化特征。结果表明, 在正、负IOD事件盛期, 赤道流场和盐度异常不仅呈反位相特征, 在空间分布及强度上还具有显著的不对称性。正IOD事件盛期, Wyrtki急流转向为西向流, 将赤道印度洋东部低盐水向西输送; 此时赤道流场和盐度负异常显著, 影响范围大, 南北扩张明显, 盐度异常中心偏西, 影响深度较深。负IOD事件盛期, Wyrtki急流增强, 对赤道印度洋西部高盐水输送能力增强; 此时盐度及流速异常较弱, 极值范围小, 盐度异常中心偏东, 影响深度较浅, 但流速异常影响深度较正IOD事件深。

印度洋是我国#cod#x0201c;21世纪海上丝绸之路#cod#x0201d;的重要通道, 更是亚洲季风两个子系统(印度季风和东亚季风)的主要策源地, 在全球变化中扮演着重要角色。海洋沉积物中的火山灰作为一种地层研究工具, 不仅记录了源区、搬运介质和搬运机制的相关信息, 还能有效#cod#x0201c;等时#cod#x0201d;定年, 其含量和成分对研究沉积作用和构造活动具有重要意义。文章对印度洋沉积物中的火山灰应用研究进展进行了综述, 包括: 1)火山灰定义及其在印度洋沉积物中#cod#x0201c;等时面#cod#x0201d;的应用; 2)火山灰(火山玻璃)的测试分析方法及其在追踪物质来源、火山构造与岩浆作用、印度季风演化等方面的运用。今后我国在印度洋开展火山灰研究主要应该聚焦在两方面: 1)表层沉积物中的火山灰及其应用; 2)火山灰与高分辨率古环境记录。可以利用火山灰定年的#cod#x0201c;等时#cod#x0201d;性探讨气候变化的区域差异及驱动因素。

毛颚类(Chaetognaths)是海洋浮游动物中的一个特殊类群, 其种类和数量分布对探索海流和水团变化以及海洋食物链中能量传递具有重要意义。文章根据2011年4~5月在印度洋东北海域(80°E~98.5°E, 5°S~6°N)29个站的调查资料, 分析了毛颚类种类组成、丰度分布和群落结构特征。共鉴定毛颚类14种, 以暖水大洋广布种为主, 其中肥胖箭虫Sagitta enflata、太平洋箭虫Sagitta pacifica、飞龙翼箭虫Pterosagitta draco和凶形箭虫Sagitta ferox是调查海域的优势种。依据调查站位设置及环境特征, 将调查海域分东部断面、赤道断面和西部断面。种数变化范围为5~14种, 种数分布不均匀, 东部断面每站一般低于10种, 而赤道断面及西部断面的种数相对较丰富。毛颚类平均丰度为5.35(±2.82)ind·m^-3, 分布亦不均匀, 西部断面的丰度比赤道和东部断面均高。群落结构分析表明, 调查海域毛颚类可分3个组群(相似度水平50%), 组群I包括11种, 是调查海域的主要种类, 分布较广, 而另外两个组群仅3种, 主要出现在东部和西部断面的少数调查站; 调查站之间的相似度较高, 特别是西部断面站位之间的相似度>70%。西部断面受沿岸水和涌升水的影响, 出现较高的物种多样性和丰度。

采用国际海—气综合数据集(The International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set, ICOADS)船舶观测资料及简单海洋同化分析数据(Simple Ocean Data Assimilation, SODA), 研究了厄尔尼诺(El Niño-Southern Oscillation, ENSO)和印度洋海盆模态(Indian Ocean Basin, IOB)对南海海表温度(sea surface temperature, SST)影响的年代际变化, 并着重讨论了不同时期海洋平流输送对SST异常的影响。结果表明, ENSO事件对南海SST的影响呈现显著的年代际变化特征; 在1870~2007年期间, 扣除资料较少的时期, 有4个显著不同的时段, 分别是1892~1915年、1930~1940年、1960~1983年、1984~2007年。在1950年之前的两个时段, 南海在ENSO期间出现一次显著的增暖, 而在1950年之后的两个时段中, 南海出现了两次显著的增暖。除第一个时段外, 其余三个时段ENSO发展期冬季大气潜热及短波辐射异常是导致南海增暖的主要原因, 海洋平流作用较弱; 而在最近的两个时段中, 海洋平流对ENSO消亡年夏季南海增暖有重要影响。不同时段海洋平流对南海增暖贡献的差异说明ENSO及IOB对南海区域气候的影响具有明显的年代际变化特征。

文章利用高精度船载多波束测深及重力数据研究了超慢速西南印度洋脊14#cod#x000b0;E#cod#x02014;25#cod#x000b0;E区域洋壳增生的构造与岩浆特征。首先采用滤波的方法将原始地形数据分为短波长地形(波长小于20km)和长波长地形(波长大于20km)。然后利用长波长地形剖面获得洋中脊裂谷的深度, 利用短波长地形剖面和坡度来识别正断层, 并计算出岩浆作用在整个扩张过程中所占的比例, 即M值。同时从自由空气重力异常中去除海底地形、参考莫霍面以及板块冷却等重力效应, 获取能够表征相对洋壳厚度的剩余地幔布格重力异常(Residual Mantle Bouguer Anomaly, RMBA)。最后在垂直于洋脊的剖面上以10km宽的窗口计算出一系列窗口内的M值、平均RMBA值以及断层的垂直断距, 并探讨它们之间的相关性。研究发现在超慢速扩张的西南印度洋脊14#cod#x000b0;E#cod#x02014;25#cod#x000b0;E区域, 岩浆率M值随时间和空间变化明显, 裂谷深度呈现较强的两翼不对称性, 裂谷深度在一定程度上反映了脊轴附近的平均M值。区域性的平均构造拉伸率(即1-M)处于20%~50%之间, 南翼整体处于较强的拉伸状态。统计结果表明, 在岩浆作用较强的时期, M值偏大, 通常产生较厚的洋壳以及断距较小的断层。

有色可溶性有机物 (colored dissolved organic matter, CDOM)光谱吸收特性是构建生物光学模型及水色遥感反演算法的重要基础。在2011年4月1日至5月中旬的东印度洋综合科学考察实验研究航次中, 采集了6^°N断面9个站位的CDOM样品并进行了测量; 通过分析吸收系数a_CDOM、光谱斜率值S、CDOM分子量相对大小的指示参数 M值等参量, 探讨了该断面处CDOM浓度与组成成分的分布及影响因素。分析结果发现, a_CDOM(355)的变化范围为0.131—0.524m^-1, 平均值为0.272m^-1; a_CDOM(375)的变化范围为0.081—0.453m^-1, 平均值为0.242m^-1, 该范围小于近岸水体, 高于东南太平洋海水, 与南海北部18^°N断面相近。叶绿素a浓度与CDOM吸收系数及光谱斜率没有表现出明显的相关性。CDOM光谱斜率的变化范围较大, 其中S_300—500nm的变化范围为0.008—0.019nm^-1, 平均值为0.012nm^-1。S_300—350nm与M值之间表现出正相关关系, 吸收系数与光谱斜率及M值呈现出很好的负相关关系。结合该断面CTD资料发现, 在30—90m水层高盐水团的影响下, M值在高盐区的平均值大于其右侧相同深度的结果, a_CDOM(355) 在高盐区的平均值小于其右侧相同深度的结果; 在垂直方向上, 受高盐水团影响区域M值没有表现出明显规律, 而在其右侧则随着深度的增加M值逐渐减小, a_CDOM(355)逐渐增加。

基于六套模式产品, 研究了时间平均状态下印度洋深层经向翻转环流的动力特征。时间平均状态下, 印度洋深层经向翻转环流(meridional overturning circulation, MOC)在各套数据中呈现一致的结构, 即底层和深层水体向北进入印度洋, 中上层往南流出印度洋的逆时针翻转结构。通过对经向翻转环流的动力分解, 文章分析了其各动力部分在各套数据中的异同。在各套数据中, 在南印度洋Ekman部分呈现一致的逆时针翻转结构, 在10°S强度最大; 地转和外模部分在10°S以南分别呈现相似的顺时针和逆时针的翻转结构, 在27°S强度最大且符号相反; 相对而言, Ekman部分在20°S及赤道之间, 对MOC的影响更明显, 而地转及外模部分则在25°S以南的区域更明显。基于不同的动力热力强迫, 各套数据中各动力部分流函数的空间范围及强度存在显著差异: 由于各套数据的风场相差不大, 因此Ekman部分的整体结构相似, 强度差异较小; 对于地转部分, 各数据表现出的顺时针翻转结构强度的差异主要受内区斜压流场强弱和西边界流结构的影响, 内区斜压流场越强, 翻转结构越强; 西边界流流幅越宽, 对内区斜压流场影响越大, 对翻转结构强度的削弱越大; 外模部分翻转结构的强度受西边界流强度的影响: 西边界流强度越大, 外模部分翻转结构强度越大。

利用NCEP/NCAR的1951~2010年逐月再分析资料和NOAA气候诊断中心的1951~2010年的海表温度扩展重建资料, 在诊断分析的基础上结合数值模拟试验探讨了前期秋季开始持续的热带海温异常事件对菲律宾低层大气环流的影响。结果表明: 1)相比于西南印度洋海温异常事件和北印度洋海温异常事件, 前期秋季印度洋上与9月至次年6月的菲律宾异常反气旋(PSAC)关系最为密切的是印度洋偶极子事件(IOD); 2)在前期秋季单纯El Niño事件发生时, 11月至次年5月在菲律宾海地区均表现出明显的异常反气旋性环流特征。在没有El Niño事件影响时, 单纯正位相IOD事件下从11月到次年4月菲律宾海地区依然表现出异常反气旋性环流特征, 但再分析资料表明其强度要较El Niño情形下的偏弱; 3)当正位相两事件伴随发生时, 两事件对El Niño具有协同作用, 在该作用下菲律宾海地区的反气旋异常环流相对于单纯某种海温异常事件表现得更加强大, 且持续时间更长, 甚至到8月仍表现出显著的反气旋环流特征。

西太平洋聚集了地球上大量的边缘海盆和俯冲带, 在全球地球动力学研究中占有举足轻重的地位, 一直以来都是大洋钻探的重点区域。文章通过归纳过去40年来科学大洋钻探在西太平洋的地球动力学成果, 分析当前大洋钻探的现状, 进而探讨仍然存在的问题及未来钻探的区域。钻探成果揭示了边缘海盆的演化过程, 包括日本海盆的弧后海底扩张成因, 菲律宾海的弧后扩张和残留弧的形成模式及南海构造演化过程。深海沉积物的研究及玄武岩的地球化学分析为海盆的扩张成因提供依据, 同时为了解海盆扩张过程中的地幔演化过程提供重要信息。大洋钻探成果表明, 俯冲倾角大小不仅影响俯冲工厂的动力学机制, 而且对俯冲板块耦合性具有控制作用。目前日本南海海槽发震带钻探项目的最大钻探深度为3056米, 未来几年有望获得发震带的岩石样本。对于西太平洋的两个重要构造单元- Shatsky海隆和翁通—爪哇海台的成因机制问题, 大洋钻探获取的依据仍不能单一地支持某一个假说。在南斐济海盆及赫布里斯海盆发现的大洋红层的形成主要受控于海盆的海底扩张事件。苏拉威西海和南海发现的大洋红层直接发育在大洋玄武岩之上, 可能为海盆的扩张起标定作用。虽然过去进行了大量的钻探工作, 但因西太平洋边缘海盆具有很大的构造多样性和复杂性, 仍然有很多科学问题有待进一步开展研究。