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《海洋带状流研究获进展》

  • 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：2020-06-10

  • 中国科学院南海海洋研究所博士生张宇在管玉平研究员指导下，探究了空间尺度相对较小的边缘海中的海洋带状流。相关研究近日发表在《地球物理研究快报》。

    海洋带状流是最近十年揭示出来的一种运动形态，它在纬向上常常表现为向东流与向西流交替出现几乎平行排列着的条纹状洋流，是海洋大尺度湍流的有序结构，能够极大地影响输运过程。与背景流场相比，其移动速度像蜗牛般的缓慢，这种弱的结构几乎遍及海洋的每个角落，可能代表着一些与常规海洋动力学因素完全不同的事物。

    研究人员以南中国海、日本海、墨西哥湾以及地中海为例，他们利用自己建立的优化滤波方法和参数选取，把海洋带状流从强的背景流场中提取出来，结果表明，同纬度上边缘海、地中海内的海洋带状流的带宽约为60-100km，比开阔大洋的150-300km要窄得多，在走向上表现出更多的非纬向性，垂向上则呈现出更强的斜压性和显著的深层强化的特征。

    该研究不仅将海洋带状流的研究从开阔大洋推进到孤立小海盆，还揭示了海洋带状流带宽因海盆尺度不同而呈现出来的多样性特征。以往海洋带状流的研究多关注开阔大洋，充分研究海洋带状流的分布特征将有助于加强我们对复杂海洋环流不同尺度过程间物质与能量交换的认识。

    相关论文信息：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2018GL081050

  • 原文来源：http://www.scsio.ac.cn/xwzx/kydt/202006/t20200609_5603525.html
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  • 《海洋问题研究：海洋政治属性的生成与演进》
    • 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：2018-08-16
    • 很久以前，古老的海洋呈现在年轻的人类面前始终是一个无边无际、深邃无底、充满神奇传说的谜。然而，在近代以来人类对海洋探索、认识和争夺之中，海洋不仅露出了“庐山真面目”，而且属性也随之发生了根本性转变。 　　海洋的政治属性 　　在全球海洋瓜分中初步形成 　　海洋是占地球表面71%的巨大水体，具有流动性、连通性和开放性特征。海洋不像陆地地形地貌那样容易辨识，而且终年承受海风、海浪、海流和水压的综合影响，因而海洋是广阔深邃、神秘莫测、变化无常的自然存在，在漫长的人类历史里并不是像陆地那样先验地存在于人们的视野之中。尽管古代世界就已经有了占有海洋的说法，譬如在罗马法中，海洋不仅属于物的范畴，而且与空气等同都被视为共有物，为全民所共有而不属于任何人或团体。但直到中世纪的大部分时间里，各种海洋统治主张也仅限于滨海一带的有限海域，并没有哪个国家主张对整个远洋拥有排他性的统治。英国国王在确定不列颠君主所应扩及的海域界限时就曾宣布自己为“不列颠海洋的主权者”，“诸海的主权者”以及“海域之王”等。在1337年的国王敕令和1430年的议会档案里都出现过“四面八方的英国海之主”的头衔，英国不仅试图对英吉利海峡、加来海峡和爱尔兰海确立自己的管辖权，而且希冀对自北非到菲尼斯特雷角的大西洋确立自己的统治。但由于古代社会的生产和整个经济结构水平低下以及由此产生的统一全球市场的缺乏，对海洋进行占有不过是一种说辞而已。 　　人类对海洋的认识有一个逐步深入的过程，这个过程的影响在某种程度上决定了人类社会的发展方向。英语中“世界——World”原意是“生活舞台”，这个舞台最初只局限于世界最大的内海——地中海，而要想将整个地球作为世界历史的大舞台，就必须将五大洲和四大洋联合在一起，而直到新航路的开辟与新大陆的发现，人类的世界才像现在这样属于一个整体，“生活舞台——World”才呈现出“全球图景”。也就是说，15世纪末的成就不仅在于发现了通往东印度群岛的海上通道，还包括发现美洲以及麦哲伦绕过合恩角。由于达·伽玛和麦哲伦的航行，人们终于发现海洋是连在一起的，而且大洋是可以安全穿越的。地球的形状和海洋一体的发现使得此后的沿海交通变成了远洋运输的附属物。 　　因此，可以说，地理大发现使人类在惊异地感受到世界性大航海对社会发展起到巨大推动作用，也对海洋的认识从局部走向全局。人类通过海洋可以到达地球上的各个大陆和岛屿，这是陆地与海洋认识的真正转折点。海洋的属性在这一历史时刻被重新得以勘定，海洋不再是分割陆地的天堑，而是将大陆和世界连为一体的媒介，即便是最遥远的陆地彼此之间也是联系在一起的，整个地球终于向人类揭开了神秘的面纱。就在人类刚刚看清地球全貌的时刻，海洋的重要性得到了前所未有的重视。人们便急不可待地开始了对全球海洋的争夺与瓜分。新航路的开辟和新大陆的发现过程中产生了全球性的海洋帝国——葡萄牙和西班牙，他们为了各自的海洋利益展开了激烈的角逐。从此，在这片广袤而崭新的海域上上演了一场场激烈的争夺与搏杀，维权与争权、正义与非正义的较量愈演愈烈，海洋见证了地区和世界海洋霸权的兴衰起落。 　　由此可见，海洋的政治属性就是伴随地理大发现而经历了一个由外及内、从无到有、从单一到复杂的过程，也是一个“先入为主、赢者通吃”的过程，这一过程促使国家与海洋建立了全新的联系。此后，海洋就以“物”的属性成为了所有权的客体，成为世界各国争夺和瓜分的对象，由此衍生出“海洋属于谁”这一海洋政治的核心问题，尽管海水的颜色一如既往地湛蓝，但世界海洋从此不再平静。海洋从自然存在转变为了政治的存在。从15世纪中叶开始，葡萄牙和西班牙率先完成地理大发现以来，荷兰、法国、英国、俄罗斯、德国、日本、美国等西方列强先后走向海洋进行争霸。他们借助海洋通道，以殖民掠夺为直接动因，以海权争夺为主要手段，在全球主要资源产地和战略要地进行了多次海上战争，在扩大海外市场和海洋霸权的激烈争夺中，不断提升与强化了海洋的政治属性，海洋也成为了民族国家走上富强的坦途，难怪德国地理学家、地缘政治学创始人拉采尔意味深长地指出：“只有海洋才能造就真正的世界强国。跨过海洋这一步在任何民族的历史上都是一个重大事件。” 　　海洋政治的内涵 　　在“蓝色圈地运动”中不断拓展 　　管子曾经形象地说过：“其商人通贾，倍道兼行，夜以续日，千里而不远者，利在前也。渔人之入海，水深万仞，就波逆流，乘威千里，宿夜不出者，利在水也，故利之所在虽千仞之山无不上，深远之下无不入焉。”这就是千古不变的利益驱动原则。海洋政治都是围绕着“海洋属于谁”以及“谁来分配海洋”和“怎样分割海洋”展开的，也是主权国家围绕海洋利益发生的矛盾斗争与协调合作等政治活动的总和。为此，人类社会先后掀起了四次瓜分全球海洋的浪潮，“蓝色圈地运动”愈演愈烈，每一次参与争夺的主体和瓜分的内容都有所不同。 　　率先瓜分世界海洋的是大航海时代的先行者葡萄牙和西班牙，他们通过教皇敕令、裁决以及相关条约将世界海洋一分为二，排他性地占有了全球海洋贸易权和航行权。接踵而至的是法国和英国，尤其是英国率先提出把全球海洋划分为分属沿海国家主权范围的“领海”和不属于任何国家主权、各国均可自由航行的“公海”。领海与公海的划分随即被国际社会普遍接受，虽然沿海国家管辖领海宽度3海里未获得国际社会的一致认同。然而，就在二战的硝烟还未散尽的时刻，美国总统杜鲁门于1945年9月28日连续发布了两项声明和两道命令，声称美国对其沿海及其领土附近公海下的“大陆架”自然资源拥有管辖权。在美国的“引导”下，拉美某些国家先后发表了类似的公告和法令，提出了200海里管辖权主张，随之而来的是《领海及毗连区公约》《公海公约》《公海捕鱼及养护生物资源公约》和《大陆架公约》等条约的签订。 　　但人类没有停下瓜分世界海洋的步伐，1973年至1982年长达9年的第三次海洋法会议成了人类对海洋进行第四次分割的起点。会议通过的《联合国海洋法公约》将地球上3.6亿平方公里公海中的1.3亿平方公里海域分配给了各个沿海国家，所分海域约占原有公海总面积的36%。这片海域恰好是人类最具开发和利用价值的，生物资源占海洋总储量的94%，石油储量占87%，并覆盖了几乎所有海上交通咽喉要道。 　　由此可见，世界各沿海国家都在不遗余力地力争最大限度地占有和瓜分世界海洋，争夺的范围和内容也在不断扩大。最初是海上航行权和捕鱼权的争夺，随后到沿岸海域，领海宽度成为了争论的焦点，之后推广到毗邻区、专属经济区，进而从上覆水面转向海底大陆架以及海底资源，公海海域的面积在逐渐缩小，而海洋政治的内涵也随之得以拓展。海洋利益争夺所及之处，就是海洋政治内涵延展之处，海洋政治内涵也从单一的航行权、捕鱼权增加到领海管辖权、大陆架、毗邻区、专属经济区、群岛水域、海底人类共同财产等，海洋政治的内涵就在各沿海国家海洋利益的激烈争夺中得以不断拓展、增添、补充，显然，这种海洋利益争夺仍将继续下去，海洋政治内涵也会随之同行。 　　海洋政治规范的话语引领性 　　逐步得以建构 　　海洋政治是一个“无政府、有规范”的领域，海洋政治规范在其中起到了至关重要的作用。海洋政治规范既包括海洋行为的合法性源泉，又包括具体的海洋法和海洋制度。回顾500年以来海洋政治规范的演进可以发现，海洋秩序建构一直存在“自由”与“控制”、“开放”与“封闭”、“分享”与“独占”之争，并且此消彼长、此起彼伏，至今仍未平息。用形象的话来说就是，海洋一直处于两股“顶头风”的夹击之下，一股是从海洋吹向陆地的自由之风，另一股是由陆地吹向海洋的主权之风，海洋规范则始终处于他们撞击的中心。 　　这两股风之源就是“海洋自由论”与“海洋封闭论”（简称“开海论”与“闭海论”）。在“自由之风”与“主权之风”的共同吹拂之下，最终形成了以“公海自由”为内容的包容性规范和以沿海国得以对其沿岸特定海域行使管辖权排他性规范，两种规范相比较而存在，相竞争而发展，双方在演进中呈现出了缓慢的、渐进的、对进式的共生共长的发展模式。也就是说，一方面海洋自由的内涵在不断拓展和深入，另一方面沿海国的海洋管辖权也在不断扩大，任何一方都无法也不能彻底征服、取代另一方，二者在对进共生共长的发展中不断释放出各自的合理性。 　　海洋政治规范既是一套规则体系，也是一套话语体系。政治规范与政治话语之间有着内在的、本质的、必然的联系。事实胜于雄辩。在海洋政治规范建构过程中，政治话语总是走在政治规范确立的前面，或者说是海洋政治话语引领了海洋政治规范的建构，正是先有了格劳秀斯的“海洋自由论”，之后才有“公海自由”制度的确立；先有美国“大陆架声明”发表，后有海洋法大陆架制度的形成；先有拉美多国的“200海里海洋权”主张，后来“专属经济区”制度的确立。 　　可以说，任何一项海洋政治规则的确立都是一个漫长的争论过程，涉及各个沿海国的切身利益，每个沿海国都力争国家利益最大化，这就需要通过理解、接触、讨论、协商，努力从中去小异，求大同，凝聚共识，虽然这是一个充满矛盾纷争，但又是切实可行的途径。真理越辩越明，通过论辩产生的共识和行为规范，与其说是对海洋政治规范的客观反映，倒不如说是一种政治妥协，一种利益平衡，一种以一定语言符号形式对复杂多变、利益纠葛的海洋利益和海洋政治规范进行的梳理、归纳和预期，海洋政治规范的建构特征在这一理解、接触、讨论、协商过程中得到了鲜明的体现。 　　正因为海洋政治话语提供各国必须遵守和服从的海洋政治规范的合法理由，因此，海洋政治话语不仅对海洋政治规范有着很强的导向作用，而且还潜在地制约着海洋政治规范的发展方向。“话语”不仅是施展权力的工具，而且还是掌握权力的关键。500年的海洋政治实践表明，谁拥有海洋话语权，谁就能够更好地掌控世界海洋政治规则的制定，谁就在海洋政治发展中处于主导地位。从这个角度上看，海洋政治规范是一种话语性存在，不仅在于海洋政治话语的创制方面揭示了话语与海洋政治规范的内在关系，而且更在于海洋政治话语本身就是海洋政治规范的形象展示。可以说，海洋政治规范通过海洋话语得到表述，海洋政治话语既反映着海洋政治规范现实运行机制，又制约、引领海洋政治规范的发展方向。 　　从郑和下西洋，到护航亚丁湾，站在历史和现实的交汇点上，海洋之于我们的意义已从自然走向更为广泛的领域。过去我们鼓起勇气挑战自然的海洋，今天我们不仅面对自然的风浪，还要面对海洋政治诸多现实挑战。我们的征途是星辰大海。建设海洋强国符合我国发展规律，而且是世界发展潮流，更是实现中华民族伟大复兴中国梦的必然选择。 　　（本文系国家社科基金项目“中国崛起进程中海洋政治话语权问题研究”阶段性成果 作者：林建华 邹冠男）
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  • 《中国科学院海洋研究所在北太平洋海水涩度年代际变化研究方面取得新进展》
    • 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：2022-03-20
    • 近日，中国科学院海洋研究所张荣华研究团队在北太平洋涩度年代际变化及其气候效应研究方面取得新进展，首次从Argo观测资料中发现海水涩度信号存在一个完整的年代际循环过程。研究结果发表在学术期刊Advances in Atmospheric Sciences上。 众所周知，海水是咸的，其盐度和温度共同确定密度，又进一步决定海水压力从而控制海水的运动和变化。海洋中温度和盐度的分布、变化及其相互间关系涉及海洋热力学和动力学，一直是海洋科学研究的基本问题。之前的研究大多关注温度的作用，随着盐度观测资料的增多，学者们发现盐度在全球水循环、气候变率和可预报性等方面也起重要作用。海洋中存在两种类型的温盐关系，对应于不同的强迫和反馈过程，对密度等产生不同的影响和气候效应。一种是温盐变化对密度影响是非补偿性的，对密度产生显著的增强效应。这类温盐扰动主要反映了风场的强迫作用，主要反映在温跃层深度变化上，其信号在表层也较为明显(如在海面高度异常中有清楚地显现)，动力学上主要反映了行星波的波动过程(如向西传播的第一斜压罗斯贝波等)。另一种是温盐变化对密度的影响是相互补偿的，可引入涩度这一状态量来描述对海水密度相互补偿的温度和盐度变化现象，如暖而咸（或冷而淡）的海水具有高（低）的涩度，可通过等密度分析来具体定量估算，如在水团分析中经常用涩度来度量在给定的等密度面上海水有多涩（暖而咸）的程度，证实了温盐扰动对密度的影响具有相互补偿的特征。 已有分析表明，涩度信号具有很好的守恒性，便于追踪，是海水物理属性年代际尺度变化现象的一个载体，从而可用涩度来表征年代际时间尺度上温盐扰动所具有的清晰一致的结构特征和时空演变。但由于缺少观测资料，目前对涩度的认知还很有限，例如其时空结构和演变过程及其对海洋环境和气候的影响还不十分清楚；其在连接热带外与热带间充当年代际时间尺度上次表层海洋通道的作用还没有明确的观测证据，特别需要利用长期观测资料来更系统地刻画涩度信号的时空演变，认知其在热带外海洋过程对热带影响中的作用。 为此，张荣华研究团队利用Argo观测到的温度和盐度数据，研究了北太平洋涩度年代际异常及其在海盆尺度上的时空演变特征。利用等密度分析得到涩度变率的三维空间分布。首次发现北太平洋涩度变率存在一个完整的年代际循环过程，分别由一个暖而咸和一个冷而淡的过程所组成。其中暖而咸的涩度正异常信号在2007-2013年间从东北太平洋潜沉进入次表层，之后沿北太平洋副热带流涡顺时针向西南热带海区平流，于2014-2015年到达热带太平洋西边界海区，信号强度明显减弱。另一个海水特性相反的冷而淡的涩度负异常在2014-2020年间也有着类似的演变过程。进一步，通过追踪涩度年代际异常的平流轨迹，发现等密度面上流函数等值线可以充分显示出从东北太平洋露头区到热带西边界的潜沉通道。在海盆尺度上涩度信号演变和相位转换过程中，温跃层潜沉通道中的温度和盐度变化具有高度一致性，反映出对密度的补偿特性。此外，当涩度信号中心传到热带太平洋海区时对应于局地温盐结构的改变，从而产生远程的下游效应。如影响热带海区的层结和稳定度、上层海洋混合等动力过程，从而对热带海洋热力和动力场产生影响（包括海表温度）。这样在年代际尺度上，起源于东北太平洋潜沉过程的涩度信号，表现出沿北太平洋副热带流涡的传播特征和时空演变。另外，还发现南北太平洋中涩度信号传播特征和时空演变的差别。例如，在北太平洋副热带海区潜沉的涩度信号在25 kg m-3的等密度面上随平均环流运动，约5年后到达热带区域；而在南太平洋则只需要2年左右的时间，这种南北太平洋的不对称性和相对重要性可能导致热带海气变率特征的差异性。 当前关于太平洋热带外与热带间相互作用的研究较多地关注于大气过程，对海洋作用的研究比较匮乏。该研究通过分析由盐度效应所引入的涩度这个变量，发现温跃层中的涩度信号在等密度面上有较好的守恒性，反映了海洋中的气候信号长时间记忆能力。这种通过涩度年代际变率的识别及其传播路径的确定，揭示出热带外海洋与热带间存在一个海洋通道，这一潜沉通道的发现有助于阐释北太平洋热带外-热带间海洋过程相互作用和机制，为建立发生在北太平洋的太平洋年代际涛动（PDO）和发生在热带太平洋的ENSO之间的关联提供观测证据，对于解释ENSO的多样性和年代际变化等有重要意义。 该研究由中国科学院海洋研究所博士研究生周光辉和研究员张荣华（通讯作者）共同完成。研究成果获得中国科学院海洋大科学研究中心、青岛海洋科学与技术试点国家实验室、中国科学院第四纪科学与全球变化卓越创新中心、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目资助。 相关文章链接： Zhou, G. H., and R.-H. Zhang, 2022: Structure and evolution of decadal spiciness variability in the North Pacific during 2004–20, revealed from Argo observations. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-021-1358-6.
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