本文關(guān)鍵詞：魏晉南北朝史評(píng)與文質(zhì)論的發(fā)展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】海洋上層浮游植物的生長(zhǎng)繁殖一方面受到局地海洋環(huán)境因素的限制，另一方面也能反過(guò)來(lái)影響到上層海洋的物理環(huán)境。浮游植物影響海洋物理環(huán)境的途徑主要是調(diào)節(jié)海水溫度、改變海洋的熱動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，進(jìn)而波及到海洋環(huán)流與氣候。假設(shè)某海區(qū)海洋上層浮游植物量較多，則在海洋上層被浮游植物用來(lái)進(jìn)行光合作用的太陽(yáng)輻射能就較多，相應(yīng)的能到達(dá)海洋深層、未被光合作用所利用的太陽(yáng)輻射能就較少。因此海洋上層浮游植物的含量決定著太陽(yáng)輻射能在海水中的垂向分配比例，這一比例對(duì)海洋的溫度狀況有著重大的影響。全球大洋不同區(qū)域浮游植物量差異很大，且隨著季節(jié)的推移周期性的繁殖和衰亡，近年來(lái)衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展讓人們可以從全球尺度上了解浮游植物的季節(jié)性變化，為浮游植物在海洋和氣候系統(tǒng)中的作用的研究提供了廣闊的平臺(tái)，然而前人的研究大多數(shù)集中于熱帶海區(qū)，副熱帶海區(qū)浮游植物對(duì)于海洋環(huán)流和氣候的影響鮮有涉及。本文圍繞副熱帶海區(qū)浮游植物對(duì)海洋環(huán)流與氣候的影響這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，基于海氣耦合模式FastOceanAtmosphereModel(FOAM)和Sea-viewingWideField-of-viewSensor(SeaWIFS)葉綠素濃度衛(wèi)星遙感資料，通過(guò)對(duì)兩組采用不同的短波輻射參數(shù)化方案的模擬結(jié)果進(jìn)行比較，在多時(shí)間尺度上系統(tǒng)分析了北太平洋和北大西洋海洋環(huán)流與氣候變率的響應(yīng)及其影響機(jī)制。在北太平洋，研究發(fā)現(xiàn)在季節(jié)尺度上，浮游植物有效的縮小了海表面溫度年循環(huán)的振幅，夏季使海表面降溫，冬季使海表面升溫。夏季降溫效應(yīng)來(lái)自于夏季浮游植物處于衰亡期，數(shù)量較少，更多的太陽(yáng)輻射能穿過(guò)混合層底，進(jìn)入了季節(jié)性溫躍層，混合層增溫率降低。冬季升溫效應(yīng)來(lái)自于混合層的加深以及垂向混合作用的增強(qiáng)使得夏季存儲(chǔ)在季節(jié)性溫躍層內(nèi)的熱量重新進(jìn)入混合層，混合層降溫率降低。浮游植物間接影響中緯度大氣環(huán)流，夏季海表面溫度降低，中緯度大氣下沉運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，對(duì)流層低層產(chǎn)生高壓脊，對(duì)流層高層產(chǎn)生低壓槽，激發(fā)斜壓的大氣響應(yīng)。冬季海表面溫度升高，中緯度大氣下沉運(yùn)動(dòng)減弱，對(duì)流層低層產(chǎn)生低壓槽，對(duì)流層高層產(chǎn)生高壓脊，但是冬季大氣中的渦旋混合作用增強(qiáng)，使得對(duì)流層高層的高壓異常消失，激發(fā)正壓的大氣響應(yīng)。浮游植物也間接影響中緯度云量，對(duì)流降雨以及風(fēng)生大洋環(huán)流。夏季低云云量增多，對(duì)流降雨減少，冬季低云云量減少，對(duì)流降雨增多。在全年副熱帶大洋環(huán)流均增強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)在年代際尺度上，浮游植物通過(guò)影響上層海洋的溫度會(huì)導(dǎo)致北太平洋年代際濤動(dòng)(PDO)的振幅減弱，振蕩周期縮短。通過(guò)對(duì)北太平洋海表面溫度、大氣500mb位勢(shì)高度、上400m海洋熱含量以及風(fēng)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)正交分解及奇異值分解發(fā)現(xiàn)，各要素年代際振蕩振幅均有一定程度的減弱。北太平洋年代際濤動(dòng)周期的縮短來(lái)自于上層海洋溫度的變化導(dǎo)致40m深度以下海洋層結(jié)加強(qiáng)，斜壓羅斯貝波加速，其跨越北太平洋海盆的平均時(shí)間縮短，溫躍層調(diào)整過(guò)程加速，最終北太平洋年代際濤動(dòng)周期縮短。在北大西洋，研究發(fā)現(xiàn)在季節(jié)尺度上，浮游植物有效的縮小了海表面溫度年循環(huán)的振幅，影響大氣環(huán)流及降雨。機(jī)制與北太平洋類(lèi)似。在年際尺度上，北大西洋副熱帶風(fēng)生環(huán)流和經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流均加強(qiáng)。就年平均值而言，副熱帶海表面溫度降低，副極地海表面溫度升高，降溫在副熱帶激發(fā)反氣旋式風(fēng)場(chǎng)，風(fēng)應(yīng)力旋度的變化導(dǎo)致副熱帶環(huán)流加強(qiáng)。對(duì)于北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流，一方面，浮游植物通過(guò)將混合層內(nèi)的熱量分配到季節(jié)性溫躍層，使得整個(gè)北大西洋上層海洋的溫度升高，另一方面，副極地海表面溫度升高導(dǎo)致蒸發(fā)增強(qiáng)，表層淡水通量的變化使得副極地海區(qū)的鹽度升高，在溫鹽變化的共同影響下，副極地海區(qū)海水密度增大，副熱帶海區(qū)海水密度減小，經(jīng)向密度梯度增大，北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流增強(qiáng)。同時(shí)，密度的變化使得副極地海區(qū)海洋層化變?nèi)�，有利于表層海水的下沉運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步促進(jìn)了北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流的增強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)在多年代際尺度上，，浮游植物導(dǎo)致北大西洋多年代際振蕩(AMO)的振幅減弱，振蕩周期縮短。通過(guò)對(duì)北大西洋海表面溫度、大氣500mb位勢(shì)高度、降雨與北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流的奇異值分解發(fā)現(xiàn)，北大西洋多年代際振蕩與經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流的強(qiáng)度有個(gè)很好的正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流處于較強(qiáng)狀態(tài)時(shí)，灣流、亞述爾海流及北大西洋流向高緯度的熱量輸送增多，北大西洋表層溫度偏高。反之亦然。浮游植物使得上層海洋的溫度和副極地海區(qū)淡水通量的多年代際變化減弱，副極地和副熱帶海區(qū)經(jīng)向密度梯度的多年代際變化振幅減弱，振蕩周期縮短，導(dǎo)致北大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)流的多年代際變化振幅減弱，振蕩周期縮短，繼而影響北大西洋多年代際振蕩。
【作者】梁曦；
【導(dǎo)師】吳立新；
【作者基本信息】中國(guó)海洋大學(xué)，物理海洋學(xué)，2014，博士
【關(guān)鍵詞】浮游植物；副熱帶海區(qū)；海洋環(huán)流；氣候；

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