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《中国科学院海洋研究所揭示温带气旋引起的海平面响应机制》

  • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者： liguiju
  • 发布时间：2023-12-21

  • 作为极端天气系统之一，温带气旋会引起海平面的显著响应，即温带风暴潮。据统计，我国近海北部是全球受温带风暴潮影响最频繁和最严重的地区之一。中国科学院海洋研究所侯一筠、胡珀研究团队通过对不同类型温带风暴潮进行准确模拟，确定了最易致灾的气旋类型以及受灾较严重的近海区域，阐明了海平面响应的生成和传播机制，将为中国近海北部沿海城市群的防灾减灾提供重要科学依据。相关成果发表在国际学术期刊Journal of Geophysical Research: Oceans上。

    在中国近海过境的温带气旋主要分为江淮气旋、黄河气旋、渤海气旋和黄海气旋等四种类别，不同类别温带气旋对海平面的影响差异显著。科研人员基于COAWST耦合模拟系统构建了三维区域浪-流耦合数值模型，围绕不同类别和不同路径的温带气旋进行了系统研究。研究发现，江淮气旋所引起的风暴潮最为剧烈，其次为黄河气旋。温带风暴潮影响最大的区域为莱州湾、渤海湾、江华湾和南黄海西岸。

    研究发现，风场是引起温带风暴潮的主要驱动因素。局地风场决定了水位变化的趋势和峰值发生时间，而远程风场通过水体移动整体改变水位。大气压力对水位的影响取决于温带气旋的过境位置。天文潮-风暴潮-海浪之间的相互作用会进一步调制水位，发生类周期性振荡。温带气旋引起的水位响应会诱发海域产生较强的沿岸阻塞波（Coastal Trapped Wave），在半封闭海域沿逆时针方向传播。水位响应的强度决定了沿岸阻塞波的传播距离，波动能量在海岬或较大地形变化区域容易消散。沿岸阻塞波的形成使得水位响应相对于风场存在明显的时间滞后。

    中国科学院海洋研究所莫冬雪助理研究员是论文第一/通讯作者，胡珀研究员为共同通讯作者，其他合作者包括侯一筠研究员和自然资源部北海预报中心李健高级工程师。研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项共同资助。

    论文信息：Mo, D.*, Li, J., Hou, Y., & Hu, P. * (2023). Modeling the sea level response of the northern East China Sea to different types of extratropical cyclones. Journal of Geophysical Research: Oceans, 128, e2022JC018728.

    https://doi. org/10.1029/2022JC018728

  • 原文来源：https://qdio.cas.cn/2019Ver/News/kyjz/202312/t20231220_6945897.html
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  • 《中国科学院海洋研究所揭示西南太平洋海平面年代际和长期变异规律及机制》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：liguiju
    • 发布时间：2022-06-17
    • 近日，中国科学院海洋所胡敦欣院士团队在西南太平洋海平面年代际和长期变异规律研究方面取得新进展，相关成果“Decadal and Long-term Variability of Sea Level in the Southwestern Pacific during 1948-2018”发表在国际学术期刊Geophysical Research Letters上。 20世纪以来，全球平均海平面以每年约0.15cm的速率快速上升，预计这一现象在未来几十年将持续进行。该上升信号并非全球一致，而是存在明显的空间结构。在卫星测高期间（1993年至今），西太平洋海平面的上升速率最高，几乎是同期全球平均水平的三倍。去除全球平均海平面上升的影响后，太平洋海平面上升的信号主要集中在热带西太平洋和西南太平洋两个海区。 对于热带西太平洋，已有研究表明海平面上升趋势受太平洋年代际振荡（IPO）的调制，上世纪90年代以后IPO的相位转换伴随的赤道信风加强导致了海平面的加速上升。相比之下，西南太平洋海平面的低频变异及其与气候模态的关系尚未明确，特别是由于缺乏长期观测资料，难以区分IPO和南半球环状模（SAM）两种典型的气候模态对西南太平洋海平面低频变异的相对贡献。 胡敦欣院士团队基于长达70年的验潮站观测数据和IAP格点化数据对该问题进行了研究，发现即使去除全球平均海平面上升的影响，西南太平洋海平面仍存在年代际和长期上升趋势两种时间尺度的低频信号，进而通过约化重力模式揭示了其变异机制，并量化评估了IPO和SAM的相对贡献。结果表明，与气候模态相关的风应力旋度异常通过局地Ekman抽吸和Rossby波西传过程共同调控西南太平洋海平面的低频变异：在长期时间尺度上，SAM几乎可以解释全部的海平面上升趋势，且主要由局地Ekman抽吸控制；在年代际时间尺度上，IPO可以解释58%的海平面变化，由局地Ekman抽吸和西传Rossby波共同调控。该成果对深入认识和应对西太平洋海平面快速上升具有重要意义。 该研究由硕士研究生孙婧璇、张林林研究员和胡敦欣院士共同完成。研究得到了国家重点研发计划、中国科学院战略先导科技专项（B类）、国家自然科学基金等项目的联合资助。 文章信息： Sun, J., Zhang, L.*, & Hu, D. (2022). Decadal and long-term variability of sea level in the Southwestern Pacific during 1948–2018. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL098747. https://doi.org/10.1029/2022GL098747
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  • 《中国科学院海洋研究所研究揭示热带东南亚对北半球高纬快速气候事件的响应机制》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：liguiju
    • 发布时间：2023-12-21
    • 在全球变暖的背景下，海平面上升和极端气候事件是当前人类所面临的两大主要气候问题，然而，热带东南亚地区对此的气候反馈目前仍属未知。为了探究这一科学问题，中国科学院海洋研究所万世明研究团队通过研究西北婆罗海槽CG18孔的陆源沉积物组成和沉积通量的时间序列演化，识别了过去4万年以来它们对海平面变化和古洪水活动的沉积响应，进而揭示了热带东南亚对北半球高纬快速气候事件的响应机制。相关研究成果发表在国际地学期刊（Nature Index）Geophysical Research Letters上。 锶、钕同位素结果表明，CG18孔的陆源沉积物主要来自于西北婆罗洲。研究发现，在轨道时间尺度，海平面变化是控制西北婆罗海槽陆源沉积的主要因素，尽管西北婆罗洲仅发育有十分狭窄的大陆架。此外，CG18孔的陆源平均粒径和沉积通量结果显示末次盛冰期海平面下降至最低发生在约2.1万年前，且末次冰消期发生过三次海平面快速上升事件，分别对应于三次冰融水脉冲事件（MWP–19 ka、MWP–1A和MWP–1B）。 CG18孔的磁化率和粒度组成结果显示，在D–O旋回的冷阶，西北婆罗海槽发育有由洪水引发的异重流沉积。现代观测结果也表明，在东亚冬季风强的年份，马来西亚通常有大洪水事件发生。因此，结合现代观测和古指标记录结果，我们发现北高纬变冷能够导致热带东南亚洪水事件的发生，其主要通过影响东亚冬季风和热带辐合带得以实现。一方面，当北半球高纬变冷时，强烈的东亚冬季风穿过南海携带大量水汽抵达热带东南亚，由于受到山地地貌的阻挡，向上爬升形成强降雨，进而引发洪水事件的发生。另一方面，由于受到北高纬变冷和厄尔尼诺的共同影响，造成了热带辐合带在北半球低纬区的收缩，同样也会引发东南亚洪水事件的发生。此外，我们的新记录发现，在D–O旋回冷阶，持续强烈的东亚冬季风能够将大量源于北方的水汽输送到西北婆罗洲，造成了同时期西北婆罗洲石笋相对较高的δ18O值，此时的石笋氧同位素信息可能不再反映当地降雨量的变化，而是指示了水汽来源的信号。 该研究的各种发现表明，源于北半球高纬的快速气候事件能够通过对海平面、东亚冬季风和热带辐合带的影响转化为热带东南亚的气候波动，造成当地海平面的快速上升、降雨增强以及洪水事件的爆发。显然，这些信息对于正确评估热带东南亚地区未来的海平面上升和洪水风险至关重要。 中国科学院海洋研究所黄杰副研究员是论文第一/通讯作者，研究得到了崂山实验室科技创新项目、中国科学院战略性先导科技专项和国家重点研发计划等项目的共同资助。  论文信息：Huang, J.*, Wan, S., Chang, F., Liu J., Yang, Z., Sun, H., Ma, X., Li, A., & Li, T. (2023). Rapid climate links between high northern latitudes and tropical Southeast Asia over the last 40 ka. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL107171. 原文链接：https://doi.org/10.1029/2023GL107171  
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