《自然资源部第一海洋研究所研究揭示吕宋海峡溢流和南海深层环流长期变化》

  • 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:2022-10-18
  • 近日,自然资源部第一海洋研究所大洋环流及潮波动力学团队在国际知名学术期刊《Geophysical Research Letters》连续发表了“Weakening Trend of Luzon Strait Overflow Transport in the Past Two Decades”(https://doi.org/10.1029/2021GL097395)和“Decadal Weakening of Abyssal South China Sea Circulation”(https://doi.org/10.1029/2022GL100582)两篇论文,在南海深层环流研究方面取得了重要进展,我所朱耀华研究员为上述两篇论文的第一作者,魏泽勋研究员为通讯作者。这两项研究分别发现了吕宋海峡溢流和南海深底层环流的年代际减弱趋势,提升了对南海深底层环流的认识,对进一步理解南海域际热盐和沉积物输运、南海三维环流结构与动力机制、局地气候变化的研究具有重要意义。

    近几十年来,由于气候变暖和海冰融化,全球海水质量不断增长。由于风、海表热通量和蒸发降水等因素具有长期变化趋势和局地不均匀的特性,海水质量的重新分布会引起海洋深底层环流发生变异。由于现场观测难度大、实测资料匮乏,目前对吕宋海峡溢流和南海深底层环流如何变异一直没有清晰认识和观测证据。研究团队抓住吕宋海峡溢流是南海深层环流的主要驱动力和研究南海环流的突破口这个关键点,通过对2003~2016年海底压力资料的分析,结合动力守恒的ECCO海洋模式资料,给出了吕宋溢流以每十年0.43 Sv的趋势减弱的直接证据,并研究指出季节变化是吕宋溢流的主要变化周期。研究得出的吕宋溢流在季节变化、年际变化方面与锚系海流观测资料吻合良好。研究团队进一步利用南海全覆盖的海底压力资料,定量研究了南海底层环流的变异,首次揭示了其年代际减弱的趋势及其机制——风场、海洋温盐场等变化引起的海水质量在南海南部具有较快的增长趋势,形成反气旋环流异常并在陆坡附近被地形效应强化,从而削弱了南海底层气旋式的边界环流。吕宋溢流和南海深底层环流的共同减弱趋势体现了研究团队提出的深层环流理论的逻辑自洽和海底压力资料的物理一致性。

    研究团队近期还在《Acta Oceanologica Sinica》发表了“Vertical velocity and transport in the South China Sea”(doi: 10.1007/s13131-021-1954-4)和“Variability of the deep South China Sea circulation derived from HYCOM reanalysis data”(doi:10.1007/s13131-021-1952-6)的论文,揭示了南海深层环流从季节内到年际的时间变化特征和空间变化的不均匀性,阐明了南海深底层水上升的源地和机制,厘定了南海垂向输运和水平环流之间的联系,构建了南海三维环流的框架,取得了南海环流研究成体系的成果。

  • 原文来源:https://www.fio.org.cn/news/news-detail-10708.htm
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  • 《中国科学院海洋研究所揭示吕宋海峡深层溢流与菲律宾海深层西边界流之间的季节性联系》

    • 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:2023-10-12
    • 近日,国际学术期刊Geophysical Research Letters(Nature Index期刊)发表了中国科学院海洋研究所胡敦欣院士团队最新研究成果“Seasonal Link between Deepwater Overflow through the Luzon Strait and Deep Western Boundary Current in the Philippine Sea”,揭示了吕宋海峡深层溢流季节变化与菲律宾海深层西边界流季节变化之间的联系和调控机理。 吕宋海峡位于台湾岛与吕宋岛之间,是连接太平洋与南海的唯一深海通道。受太平洋和南海之间压强梯度力驱动,大量太平洋深层水跨过吕宋海峡海槛后下沉,驱动了南海深海盆的气旋式环流。之后,深层水在南海深层强混合作用下逐渐上升,并于中层和上层流出南海,对印尼贯穿流具有重要调节作用。前人研究发现吕宋海峡深层溢流存在活跃的季节变化,并强调了南海密度变化的调控作用。作为吕宋海峡深层溢流的上游,菲律宾海深层西边界流同样存在显著的季节变化,其对溢流的影响一直不清楚。 胡敦欣院士团队结合海底压强数据、海表高度异常数据、水文数据以及潜标数据,发现菲律宾海深层西边界流通过平流作用改变局地温盐场,进而引起压强场的变化,然后影响吕宋海峡深层溢流的季节变化。研究表明,当菲律宾海深层西边界流在夏秋季增强时,将携带更多的高纬地区冷水到达吕宋海峡东侧,引起此处水团密度增加(图1)。吕宋海峡东侧水团密度的增加导致吕宋海峡东西两侧密度差增大,进而引起两侧压力差的增加,最终导致吕宋海峡深层溢流增强。该研究加深了对吕宋海峡深层溢流时间变异调控机理的科学认识。 论文第一作者为海洋所博士后徐勤博,合作者包括张林林研究员、王凡研究员、胡敦欣院士以及中国海洋大学周春副教授等。研究得到了中国科学院先导专项、国家自然科学基金、重点研发计划以及中国博士后基金等项目的资助。海上考察得到基金委共享航次计划资助,依托 “科学”号考察船执行。 论文信息: Xu, Q., L. Zhang*, X. Xiao, C. Zhou*, F. Wang, and D. Hu, 2023: Seasonal Link between Deepwater Overflow through the Luzon Strait and Deep Western Boundary Current in the Philippine Sea. Geophysical Research Letters. 50, e2023GL105405. https://doi.org/10.1029/2023GL105405
  • 《自然资源部第一海洋研究所海岸带中心科研进展》

    • 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:2023-06-05
    • 海岸带科学与海洋发展战略研究中心(以下简称“海岸带中心”)是自然资源部第一海洋研究所(以下简称“海洋一所”)紧密围绕自然资源部职责,积极推动国家自然资源管理、海洋强国建设和生态文明建设布局的重点科室之一。2019年,海洋一所推进实施中长期规划,分步骤将海岸带科学、海洋空间管理与规划研究领域的多个团队进行整合,于2020年12月完成海岸带中心班子建设和人员配置。 2022年,海岸带中心按照自然资源部党组工作部署,在海洋一所党委的正确指导下,砥砺前行、努力奋进,积极推进党建与科研深度融合。坚持“四个面向”,加快科技创新,重点面向国家重大战略需求,不断推进自然资源调查监测体系现代化建设、海岸带碳汇时空模拟与精细化核算、国土空间规划顶层设计与各层级实践、海洋生态产品价值核算、海岛生态地理、自然资源创新评估与咨询政策等研究工作,以政治引领促进业务提升,以业务发展彰显政治担当,在海岸带科学与综合管理领域交出了一份靓丽的答卷,为自然资源部“两统一”职责和海洋强国建设提供了科技支撑和决策支持,取得了一系列重要研究成果。 一、   《海洋碳汇核算方法》行标正式发布实施 海岸带中心牵头编制的《海洋碳汇核算方法》(HY/T 0349-2022)行业标准于2022年9月经自然资源部批准发布,并于2023年1月1日起正式实施。该方法的发布实施标志着我国综合性海洋碳汇核算标准实现零的突破,成功入选“2022中国‘双碳’十大事件”及2023年全国科技周主场活动。针对海洋碳汇概念界定不明、核算方法不统一等问题,《海洋碳汇核算方法》立足我国实际,通过借鉴吸收IPCC和CDM碳汇计量方法中的先进思想,重点解决了海洋碳汇的定义和量化两大关键问题。此外,该方法还系统规范了海洋碳汇核算工作的流程、内容、方法及技术等要求,提供了一套的用于核算我国海洋碳汇能力的完整实施方案,为海洋碳汇能力核算与区域比较提供支持,确保海洋碳汇核算工作有标可依。该方法的制定,为未来海洋碳汇研究充分预留了空间,对于发展低碳经济,推进产业转型升级,以海洋碳汇赋能我国海洋经济高质量发展具有重要意义。 二、   《中国海岛志》《中国滨海沙滩志》编研项目进展顺利 海岸带中心牵头的科技基础资源调查专项“《中国海岛志》编研”进展顺利,各任务承担单位积极开展调查、研究和志书编纂等工作,专家组、总编纂组和编纂委员会强化指导、从严把关,形成了《中国海岛志》编纂技术标准、海岛数据资料集、13卷《中国海岛志》初稿等研究成果,完成了项目中期目标要求并顺利通过中期验收,为后续研究和结题工作奠定了坚实基础。 2022年10月,科技基础资源调查专项“《中国滨海沙滩志》编研”获科技部批准立项,旨在全面摸清我国沙滩资源家底。该专项由自然资源部第三海洋研究所牵头,联合海洋一所、中国海洋大学、国家海洋局南海信息中心、自然资源部海岛研究中心等12家单位共同承担,计划在四年执行期内,采用统一、规范的编纂技术标准,整编全国滨海沙滩数据资料,从区域整体角度阐述沙滩演变及其对人类活动与全球气候变化的响应。该专项最终将编纂《中国滨海沙滩志》8册,拟收录全国长度大于500米的沙滩1000余个,形成全国滨海沙滩基础数据资料集,并依托科技部平台开放共享,为我国自然资源管理、海岸带规划、滨海旅游发展、海岸带减灾防灾与保护修复等提供科学依据和基础支撑,实现以科技创新推动我国生态文明建设的目标。 三、   滨海湿地调查监测与碳汇时空模拟工作有序推进 依托全国滨海湿地类型调查项目,海岸带中心在沿海各省市滨海湿地类型调查数据的基础上,汇总并集成全国滨海湿地类型成果数据,完成了全国滨海湿地类型数量调查与统计分析,为自然资源部自然资源调查监测司提供了科技支撑。同时,申报的《滨海湿地调查技术规程》获国标立项批准。该标准实现了滨海湿地分类统一和调查标准规范,依据该规程开展滨海湿地调查,可为滨海湿地资源保护、管理和合理利用提供统一完整、及时准确的基础资料和决策依据,更好满足自然资源管理工作需要,并为我国履行《湿地公约》及其他有关国际公约或协定提供支撑服务。 在多年滨海湿地调查监测与碳汇研究基础上,海岸带中心开展了滨海湿地土壤有机碳(SOC)四维时空模拟研究,以近几十年来滨海湿地SOC时空变化为核心,以我国重要的滨海湿地分布区——长江口崇明岛为研究区,融合分区-递进模拟方法,依次开展二维(水平空间)、三维(水平-垂直空间)和四维(历史和现状时空)模拟。通过单次现场调查和长时序遥感影像,重建了滨海湿地SOC的四维时空演化特征,实现了“由点到面、由表及里、由今至昨”的SOC时空模拟。该研究提供了一套兼具准确性、可行性和经济性的滨海湿地SOC时空模拟方法,以健康、协调、可持续碳汇为目标对滨海湿地土壤增汇提出对策建议。相关研究成果已以第一完成单位发表于学术期刊《Catena》(SCI一区TOP期刊,IF=6.367)。 四、   海岸带空间规划和经济规划工作高质量推进 海岸带中心立足传统优势,加强科研攻关,以海岸带空间规划相关工作支撑自然资源部国土空间规划和用途管制核心职责。2022年,参与申报的科技部重点研发计划项目“国土空间优化与系统调控理论与方法”、中国工程科技发展战略研究项目“陆海统筹的山东省科技创新发展战略研究”、江苏省海洋科技创新专项“江苏海域立体分层确权关键技术研究与三维平台应用”等获批立项。海岸带中心深化海洋与海岸带空间规划关键技术研究及应用,系统构建“空间评价-分区管控-实施传导-管控规则”的规划技术体系,为建立国土空间规划体系提供了有力支撑。开展了全国、区域、省、市、县、片区多层级规划海洋实践探索,其中山东、青岛分别是全国首批省级和市级海岸带规划试点;《三亚崖州湾(科技城)海洋空间详细规划》是基于国土空间规划改革新框架下的首个海洋空间详细规划试点;牵头的烟台市海洋与海岸带专项规划、舟山市国土空间总体规划(海洋)、荣成市国土空间总体规划(海洋)、荣成市海洋与海岸带保护利用专项规划均有序推进,有力支撑了沿海地区国土空间规划的编制进程;牵头的全国首个“海岸带保护与利用规划”标准——《海岸带保护与利用规划编制规程》已完成专家论证。海岸带中心积极落实自然资源部“两统一”核心职责,聚焦全域全要素国土空间用途管制,系统开展了基于陆海统筹的海洋空间年度利用计划和海岸带空间用途管制研究。海岸带中心专家任烟台市市级海岸建筑退缩线专家组成员,在首批市级海岸建筑退缩线划定工作中负责全市海岸建筑退缩线划定技术保障工作,同时承担烟台市莱山区海岸建筑退缩线划定工作。此外,海岸带中心还开展了基于水依赖程度的海岸带空间用途研究,为海岸建筑退缩线配套政策提供技术支撑;牵头编制《江苏省海域使用权立体分层设权宗海界定技术规范》,以服务地方海域管理现实需求。 同时,海岸带中心也承担了诸多地方海洋经济规划工作,为地方海洋管理提供有力支撑。通过参与编撰《深圳海洋发展规划》,开展了深圳海洋科技、海洋经济发展特征与全球治理模式研究,为深圳建设“全球海洋中心城市”提供海洋科技与经济发展的科技支撑;完成《连云港市“十四五”海洋经济发展规划》编制并通过专题报告评审,《连云港市“十四五”海洋经济发展规划图册》交付印刷。 五、   海岸带国土空间规划“双评价”技术取得重要进展 海岸带中心聚焦我国海岸带资源环境承载力和国土空间开发适宜性评价(“双评价”)技术方法的研究空白,致力于解决海岸带地区国土空间规划的关键技术问题,主要包括:不同地域空间,海岸带自然和人文地理要素空间分异明显,其开发适宜性受哪些控制因子影响?性质和程度如何准确测度?人地-人海关系下,海岸带区域政策导向与开发适宜性如何耦合,如何将科学研究与评价结果应用于国土空间规划中? 具体工作方面,海岸带中心在国土空间规划“双评价”技术框架下,根据海岸带区域实际特征,提出了一套兼具针对性和适用性且直接服务于空间规划的海岸带“双评价”技术方法,并选择我国海岸带不同区域的两个海岛群——山东庙岛群岛和浙江洞头群岛为研究区开展实践应用,为针对性进行海岸带地区“双评价”和国土空间规划具体实践提供了技术支撑和科学依据。相关研究成果以第一完成单位发表于《Science of the Total Environment》(SCI一区TOP期刊)、《Heliyon》(SCI,Cell旗下全学科期刊)。 六、   海岛生态系统研究不断取得新进展 海岛生态指数和发展指数相关研究工作始于2016年,在“方法研究-实例验证-常态化发布”的总体路线下,于2017年形成海岛生态指数和海岛发展指数评价指标体系和方法,并在当年开展了40个海岛的验证评估,相关成果在2017年中国-小岛屿国家海洋部长圆桌会议上发布。2017-2022年,基于问卷调查、遥感影像数据提取、统计数据、实地调查等方式获取评估数据,持续开展年度海岛生态指数和发展指数验证评估,累计开展523岛次的海岛生态指数评价、354岛次的海岛发展指数评价。2021年,海岛生态指数和海岛发展指数评估方法共形成海洋行业标准2部,先后出版专著3部。2022年,评估报告再次在中国-岛屿国家海洋合作高级别论坛暨2022国际海岛论坛发布。 具体研究方面,针对海岛植被、土壤和景观三类关键要素,开展了海岛关键生态要素空间布局及其相互关系和影响因子研究。基于现场调查和遥感影像,采用单项指标和综合指标全面测度了海岛植被-土壤-景观在海岛和岛内尺度的空间格局,揭示了海岛三个关键要素之间的内在关系以及现阶段景观要素在其中的主导作用,并从各类自然和人为潜在因子中辨识了海岛生态要素的关键影响因子。基于以上研究,进一步针对河口泥沙岛生态系统健康,构建了包含“状态值”和“恢复力”两个组分、静态-动态相结合的生态系统健康模型,其中状态值涵盖了河口泥沙岛关键生态要素在不同时间节点的静态特征,恢复力则反映了不同时间区间内海岛生态系统在外界干扰下的动态变化。以崇明岛为研究区、以四个时间节点和三个时间区间为尺度、以遥感影像为主要数据来源开展了实证研究,揭示了崇明岛生态系统的时空变化特征,提出了基于生态系统健康的海岛保护与管理对策。上述研究成果以第一完成单位发表于《Journal of Cleaner Production》(SCI一区TOP)、《Ocean and Coastal Management》(SCI二区)、《Global Ecology and Conservation》(SCI二区)等主流期刊。 七、 基于陆海统筹的生态价值核算方法不断完善 海岸带中心构建了陆海统筹的生态价值核算方法体系和海岸带生态产品总值核算技术方法体系。牵头编制的《生态产品总值核算技术导则》行业标准获自然资源部批准立项;建立的平原地区海岸带生态产品总值(GEP)核算技术方法已作为盐城地标发布;建立的海洋生态资产质量的评价方法体系纳入了牵头修订的国家标准《海洋生态资产评估技术导则》。 此外,海岸带中心致力于把生态价值的知识产品转化为管理方案,助力推动自然资源资产所有权和生态管理实践的制度性进步。提出的物质类、调节类和文化类生态产品的价值实现路径框架,被烟台市政府采用。参与编制的烟台山海特色生态产品价值实现机制实施方案,被批准为省级试点,并以此探索了从山顶到海洋的生态产品价值实现模式。 八、   国家社科基金重大专项进展顺利 海岸带中心承担的国家社科基金重大专项是自然资源部系统2020年度唯一获批的国家社科基金重大专项,也是海洋一所首次获得该专项。项目聚焦海洋强国建设路径,以加强新形势下涉海领域重大理论和现实问题研究为基础,以切实维护国家海洋权益、促进海洋经济发展、推动构建海洋命运共同体为准则,推动实现自然科学和社会科学的交叉融合,探索新时代海洋综合管理新理论与新技术。此项目针对国际海洋动态发展趋势,运用地理学、国际法和国际关系等研究方法开展态势分析与对策研究,开拓了建言献策新路径。依托项目阶段性成果,海岸带中心撰写并向全国哲学社会科学工作办公室提交国家社科重大专项成果专报5项、《工作简报》2份,发表学术论文10余篇。 九、   联合国海洋十年项目“加速海洋空间规划在西太地区的实施”成功获批 海洋一所联合中国海洋发展基金会、联合国教科文组织政府间海洋学委员会,联合泰国、韩国、印尼等国家相关机构申报的“海洋十年”项目“加速海洋空间规划在西太平洋及邻近地区实施”获联合国教科文组织批复设立并实施。 该项目针对西太及邻近地区海洋生态环境、空间资源禀赋、社会经济现状以及保护与开发利用需求等特点,构建了面向该地区的海洋空间规划编制技术,并开展了海洋空间规划试点和大海洋生态系统视角下的海洋空间规划探索,为相关国家海洋空间规划的编制实施起到示范性和引领性作用。此外,项目大力推动了地区海洋空间规划的能力建设,加强了产学研融合发展,提升了区域海洋空间规划编制水平,塑造了区域海洋空间规划与可持续海洋治理的新模式。 十、   《海洋空间规划与海岸带管理》等系列出版物获优秀图书奖 海岸带中心依托在海洋空间规划、海岸带综合管理和海洋科技创新领域的深厚积累,不断取得新成果,多部图书成功入选海洋优秀科技图书。出版了《海洋与自然资源科技创新评估》系列丛书、《国土空间规划陆海统筹理论与实践》、《中国海洋创新评价理论与实践》、《全球海洋科学报告》等一系列高质量著作。 其中,《海洋空间规划与海岸带管理》详细介绍了新时期国土空间规划体制改革进程中海洋与海岸带空间管理的新思路、新方法与新理念,获2022年度海洋优秀科技图书,长期位居海洋类图书热销榜第一名;《海洋与自然资源科技创新评估丛书》获得2021年度优秀科技图书,科学衡量了国家海洋和自然资源科技创新能力,对全社会客观认识和全面理解我国海洋与自然资源科技创新发展现状具有现实意义;《全球海洋科学报告》荣获“自然资源优秀图书”,并得到了第二届自然资源好书荐读活动的推荐。 万里海岸无穷奥秘,一心为国绘制蓝图。未来,海洋一所海岸带中心将深入贯彻落实党的二十大精神,聚焦国家重大战略和社会经济主战场需求,深耕科研一线,充分发挥海岸带系统科学与海洋综合管理新型交叉学科优势,矢志以自然资源科技创新赋能高质量发展,为建设海洋强国贡献更多智慧力量。