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[小组翻译] JMA2010年气候监测报告——Oceans部分

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发表于 2011-11-29 17:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
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【fxhopexi】原文(PDF格式,需下载):http://bbs.typhoon.gov.cn/read.php?tid=46544
【何南】JMA2010年气候监测报告——Preface和Topic部分:
http://bbs.typhoon.gov.cn/read.php?tid=46552
【-12℃】JMA2010年气候监测报告——Global climate部分:
http://bbs.typhoon.gov.cn/read.php?tid=46656
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 楼主| 发表于 2011-11-29 18:24 | 显示全部楼层
第二部分 海洋


海洋覆盖了地球表面70%的面积,并且拥有极大的热容量,是全球气候系统中非常重要的一个组成部分,并且对大气的运动有着非常重要的影响。为了监控海盐的状态,日本气象厅(下文简称JMA)运用多种海洋观测方式,比如海洋调查船获得的数据、大洋中的浮标所获得的数据以及各种剖面图。基于这些方式获得的观测资料以及卫星以及从志愿者商船、渔船上获得的资料,海洋环境特征,比如海温分布和洋流情况就可以用数值模型或者其他一些高科技手段进行分析了。在监测这些海洋物理学特征的同时,JMA也对海洋污染进行定期的调查。本章中的内容主要是2010年的年度海洋监测报告,一些更详细的监测数据和近期的资料可以从“海洋诊断报告信息站”获得,其网址是http://www.data.kishou.go.jp/kaiyou/shindan/

一、全球海洋

1·1全球海洋表面温度

l        1971~2000年平均为基准的全球海洋表面温度距平值在2010年为+0.23K,是自1891年以来的历史第二高位。
l        正的表层海温距平主要集中在印度洋以及赤道到50N的大西洋。在太平洋上正的SST距平直到4月(特征信号迅速减弱以前)主要出现在赤道中太平洋地区,而8月以后从日界限以西到东太平洋地区都是显著的冷信号。

1891年到2010年,全球平均的海洋表面温度是以大约每个世纪0.51K的速度升高的(图表2.1.1)。全球平均海洋表面温度距平在2010年的值按照1971~2000年的平均是0.23K,与09年持平,是历史第二高值。

图表2.1.2显示了全球海洋表面温度距平按照1971~2000年平均的数据在2月、58月和11月的分布情况,他们分别代表春夏秋冬。

在北太平洋地区,2月份显著的负距平中心主要在35N150W附近,但自那以后就逐渐减弱了。而5月,菲律宾东部海岸附近的SSTA距平快速上升,到了8月正值中心主要分布在菲律宾东部沿海和日本移动洋面,北美西部地区则是明显的负距平中心。

在赤道太平洋地区,海温正距平中心2月出现在中太平洋地区但在4月迅速减弱(未给出),5月海温分布已经形成了西太高中太偏低的格局。到8月,西太平洋地区被表层暖水所覆盖,而从日界限以西到东太平洋都是明显的负距平,11月赤道中东太平洋的表层海温严重偏冷。

南太平洋地区主要的负距平冷水在2月主要集中在斐济群岛附近和南美洲西海岸,且南美洲西海岸的冷水团持续了整整一年且在8月之后出现明显的发展。同时,5~11月开始新几内亚地区到40S160W附近有有明显的暖水团发展。

正表层海温距平在11月消失前几乎控制了整个印度洋。而在大西洋地区,2~5月份两侧30°纬圈包围的赤道范围内以及45N以北为较为明显的表层暖水所控制,美国东海岸地区则是冷水中心。8月之后美国东海岸的冷水显著减弱消失,而赤道两侧和55N以北的暖水则更强盛了。到了11月,墨西哥湾东部地区出现了一个冷水中心。
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2.1.1 1891~201年每年全球平均海平面温度距平(1971~2000年平均基准)直方图。蓝色柱体为每年的距平值,而红色的线条则显示了5年滑动平均值,绿色直线则显示了长期线性趋势。
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2.1.2 月平均SST距平(1971~2000年平均基准)。
(a) 二月 (b) 五月 (c) 八月 (d) 十一月。

1.2 ElninoLanina

l        Elnino事件在2009年夏季开始,到2010年春季结束;随后一次拉尼娜现象在2010年夏季开始发展。

Elnino指的是一种赤道中东太平洋地区的海平面温度异常升高的现象,一般持续6~18个月;当相同区域内的海温为异常偏低并且持续类似长度的时候,这可以被称为Lanina现象。

这两种大范围的海温异常基本分布状态与贸易风的变化息息相关,贸易风是指赤道太平洋地区常年向西吹拂的热带信风。这些热带东风在Elnino过程中减弱(在Lanina中增强),而其背后的原因实际上是赤道东西太平洋地区海平面气压的变化。赤道东西太平洋地区的海平面气压差常常会像跷跷板一样波动,这被成为南方涛动。Elnino/Lanina现象与南方涛动作为同一个大尺度气候系统中海洋和大气的部分是息息相关的。整个现象可以写成Elnino-Southern Oscillation,简称ENSO

由于次表层水温的变化在绝大部分情况下领先于表层水温的变化,所以监测次表层水温可以很有效地监测未来Elnino或者Lanina事件的爆发。

热带西太平洋地区和印度洋地区的表层海温经常是在27~28℃以上,这些区域的高温海水往往被成为“暖池”。暖池地区SST的变化往往会影响到该地区热带对流活动的变化。在ElninoLanina)期间,赤道西太平洋地区的表层海水温度比常年均值更低(高),而印度洋地区的海温则比气候均值更高(低),值得注意的是印度洋地区的海温异常往往滞后于太平洋ENSO现象一个季度(三个月)左右。

图表2.1.3(b)显示的是Elnino监测区的SST距平的时间序列,其参考值取为最近30年的平均值,所谓的Elnino监测区指Nino3区(5S~5N150W~90W)。自2010年初秋开始Nino3区的海水温度快速下降,这显示自2009年夏季开始出现的Elnino事件在2010年春季快速减弱,同时一次Lanina现象自2010年夏季开始发展。秋季,Nino3区的SST距平下降更强烈了。

图表2.1.3(c)显示了Southern Oscillation IndexSOI,南方涛动指数)的时间序列,SOI的定义是塔西提岛海平面气压与达尔文本站海平面气压的差值,前者位于南太平洋而后者位于澳大利亚北部。一般来说,SOI指数在Elnino期间为负值,而在Lanina期间体现为正值。20103月的SOI指数为负值,但到了4月它马上转正并且在之后的时间里一致保持正值状态。图表2.1.3(d)(e)显示了热带西太平洋海温监测区(Nino.West)和热带印度洋海温监测区(IOBW)的每月平均SST距平时间序列。可见Nino.WestSST距平在4月之前为负值,而之后转为正值。而IOBW区的SST则在3月之前始终保持在正值高位,3~11月其经历了缓慢的下降过程,11月滞后则维持在负值。

图表2.1.4(a)(b)(c)(d)显示了次表层水温(400m)以及它们的距平值在二月、五月、八月和十一月的平均情况,参考值为1979~2004年平均。在气候学特征上,赤道太平洋有一自西向东向上倾斜的跃温层,它通常定义为海水温度随深度突降的一层(海温垂直梯度大),如果粗略的估计的话跃温层的位置可以用20℃海温的深度表示。在102(图表2.1.3(a)),太平洋西部地区次表层为冷水而具有比气候均值更浅的跃温层深度,对应的次表层为暖水的赤道太平洋中部地区则具有较深的跃温层。在这之后,次表层冷水先于Lanina事件的出现向东发展,在5月次表层的冷水已经可以在中东太平洋地区看到(图表2.1.4(b))。从8月到11月(图表2.1.4(c)(d)),赤道中东太平洋次表层为显著的冷水团,而西太平洋地区次表层出现暖水且暖水强度有明显的增强。

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2.1.3-2.jpg

图表2.1.3(a)IOBWNino.WestNino3区的范围以及达尔文和塔西提岛位置。(b)Nino3区海温距平的时间序列。(c)南方涛动指数SOI的时间序列。(d)Nino.West区海温距平时间序列。(e)IOBW区海温距平时间序列。

以上五个时间序列的范围都是2000~2010年,细线代表了月平均值,而粗线则是五个月滑动均值。图中后4幅图还用红色方块表示出了Elnino阶段,蓝色方块则显示了Lanina事件阶段。这里ElninoLanina)事件定义为Nino3区海温距平的五个月滑动均值超过+0.5K-0.5K)且持续6个月。

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2.1.4-2.jpg

2.1.4 太平洋地区次表层水温与其距平值的经度-深度分布(赤道剖面),从(a)(d)分别是二月、五月、八月和十一月的月平均值。

1.3 南北极地区海冰

l        2010年,季度北极地区海冰面积最小值为474*10[sup]4[/sup]km[sup]2[/sup],这是自1979年有监测以来的历史第三低值,仅次于2007年和2008年。

图表2.1.5前两张图显示了1979~2019年北极海冰面积极小值以及年平均的年际变化(包括鄂霍次克海以及白令海),第三张图则是南极地区年平均海冰面积。

在北冰洋地区,海冰面积自1979年以来就长期保持着下降趋势。并且在夏季,气候平均海冰面积最小的季节具有最强烈的下降速率。到2010年为止海冰面积最小值的平均下降速度是每年8.1*10[sup]4[/sup]km[sup]2[/sup](图表2.1.5(a)),而相同时间段内年平均海冰面积的减小速率是每年5.5*10[sup]4[/sup]km[sup]2[/sup](图表2.1.5(b))。

同时,南极海冰面积也以大约每年2.9*10[sup]4[/sup]km[sup]2[/sup]的速度在下降(图表2.1.5(c))。
2.1.5-1.jpg
2.1.5-2.jpg

图表2.1.5 北极海冰面积年度最小值与年平均值的时间序列(包括鄂霍次克海与白令海),蓝色点连线显示了海温的长期变化趋势,而虚线则显示了同一数据集的线性化趋势。这里的海冰数据用的是在2010年通过亮温资料重新反演过的数据,和先前文章中所述的略有不同,这些数据从19791月到19878月是通过加载在NIMBUS-7卫星上的Scanning Multifrequency Microwave RadiometerSMMR,多频微波扫描辐射计)取得的,之后的数据则取自Defense Meteorological Satellite ProgramDMSP国防气象卫星计划)中的Special SensorMicrowave/ImagerSSM/I)卫星。
自称万物之灵的人类之于自然,到底是怎样一种渺小的存在呢?
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 楼主| 发表于 2011-11-29 18:32 | 显示全部楼层
二、西太平洋与日本近海

2.1 西太平洋表层海水温度与洋流

l        过去100年中九州和琉球附近海域、日本海中南部和日本以南海域的表层海水温度上升了0.7~1.7K,这在统计学上相当显著。
l        2010年日本本州以东近海的SST1~7月是低于常年平均的,而在8~12月则高于常年均值。日本近海8月的月平均值是1985年之后最高的。
l        2010年的大部分时间里,黑潮暖流主要向东从四国南部流向本州南部和八丈岛以南,另有一些小支流从九州东部流向本州南部。
l        整个2010年除了9月份,亲潮寒流都强于气候平均值。

2.1.1 表层海水温度

图表2.2.1显示了在1900~2010年中日本周围海域SST的平均上升速率,其单位是“K/百年”。不同区域的SST的上升速率从0.71.7不等,但日本近海几乎所有地区SST持续上升的特征在统计学上相当显著,除了被日本海和本州以东海域。日本附近海域的SST平均上升速度超过了全球海洋的同期平均值(0.5K/百年)。

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图表2.2.1 SST1900~2010年的平均上升率(K/百年),注明星号的地区是那些因为剧烈的变化(比如年代纪震荡)而没有明确的信号的海域。

图表2.2.2(a)(b)(c)(d)显示了以1971~2000年平均为参考值的月平均SST距平,分别是2010年二月、五月、八月和十一月的值。从二月到三月,本州岛东部地区的SST是低于气候均值的,而暖水则主要集中于从父岛列岛到冲绳附近的海域。从4月到5月,强烈的寒潮以及孱弱的光照使得本州东部SST继续维持负值,同时日本海地区也转为明显负值,而随着光照条件的改善,很快日本海地区,特别是其中南部在6月又转为暖水控制,随后的7月日本本州东部地区也转为暖水,同样转正的包括鄂霍次克海南部,后者与强烈的盛行南风有关。从8月到9月,因北太平洋地区一个强烈反气旋带来的强烈光照下的好天气,整个日本附近的海域基本都出现了偏高的SST8月日本附近海域的SST平均值达到了1985年以来的历史最高位,图表2.2.2(c)中蓝色线圈出的范围就是日本近海的大致范围。从10月到12月,尽管第14号台风和几次寒潮带来的偏冷海水在琉球附近海域可见,日本近海大部分地区的SST依然维持高位。
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图表2.2.2 西北太平洋地区月平均表层海温距平,参考值为1971~2000年平均。(a)二月、(b)五月、(c)八月、(d)十一月。
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图表2.2.3 日本附近海域8月平均海平面的历年值(1985~2010年),取值范围在图表2.2.2(c)中标识出。

2.1.2 洋流

1)黑潮

在一月,黑潮(定义为洋流流速最大值线)从九州附近海岸出发流向四国岛海域。而在2月它在九州东部采取了一个略微弯曲的道路(图表2.2.4(a))。曲流区缓慢向东移动,3月到达四国岛以南海域而4月到达潮岬以南。5月一段新的曲流在九州以东出现(图表2.2.4(b)),然后在5~6月经过四国岛以南,7月到达潮岬南方。8~12月九州以东发展了非常多的曲流,但在它们几乎都在潮岬以南消失了。

在潮岬移动的洋面上,1~3月黑潮几乎完全不分支得向东随后向东北流过三宅岛和八丈岛。而在4月,因一段小曲流的作用而在八丈岛以南通过。在伊岛附近,5月洋流路径逐渐向北移动,并且在7月之前向东北流过三宅岛附近。从8月到11月,洋流从八丈岛和三宅岛中间穿过向东北流,尽管在10~12月的一些小曲流使得它偶尔会向南流(图表2.2.4(d))。

2)亲潮

1月,亲潮的最南端纬度为40N,其范围定义为百米水深温度低于5℃的区域。从2月到5月,亲潮沿海的分支逐渐向南移动到37N附近,而在4~8月则主要活动在39N附近。9月,其最南端纬度北抬到襟裳岬以东(41.9N144.2E)。从10月到12月,亲潮主支活动的最南端纬度为40.5N附近,1月离岸支在40N附近,2~5月逐渐向南移动到39N6月停止南移,7~12月是39.3~39.8N。除了九月以外的其他月份,亲潮所影响的范围在2010年都要大于气候均值。

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图表2.2.4 黑潮轴线。(a)二月中、(b)五月末、(c)八月中、(d)11月初

2.2 日本附近的海面高度

l        日本海岸的海平面按照目前的观测没有明显的长期上升趋势。不过2010年的年平均海平面高度是1960年以来第二高的。

根据第一工作组20072月汇报在IPCC第四报告上的内容,1961年到2003年全球平均海平面高度大约在以每年1.81.3~2.4mm的速度上升,且在1993年到2003年这个速度明显增大到每年3.12.4~3.8mm。(黑色方框内为90%置信波动区间)。

然而与全球平均状态不一样,1906年以来日本海岸的海平面并没有出现长期上升的趋势(图表2.2.5)。海平面最高的时段出现在1950年左右,且具有一个20年左右的周期变化。与IPCC中报告指出的全球平均速率相比,1961~2003年日本近海的平均速率是每年0.80.3~1.3mm,然而在1993~2003年这个值是每年4.92.1~7.7mm。这些数据是由验潮站获得的,并且其中有部分地壳上升运动的因素。

2010年度平均的日本近海海平面高度比气候均值要高65mm1971~2000年平均为参考值),这是自1960年滞后的第二高值。自90年代中叶之后,日本近海的海平面高度始终高于气候平均值。

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图表2.2.5 年平均海平面高度距平值以及验潮站的分布位置。
验潮站的数据已经被证明受到地壳运动的明显影响。左图所显示的四个站是1906~1959年的验潮站,右图则是1960年起至今的16个验潮站。从1906年到1959年,年平均海平面高度数据以点连线的形势标识出,而1960年之后的数据则开始采用了集群分析方式分为四个区域,16个验潮站按照其特征被划分入四个区域中,而年总平均值则采用四个区域的均值计算,图中显示的就是集群分析取四个区平均后的年总均值。

四个区域分别是:Ⅰ、北海道到-本州东北部,Ⅱ、关东-东海地区,Ⅲ、近畿-九州太平洋海域,Ⅳ、北陆-东中国海地区。

图表中显示的是海平卖弄高度的年平均距平时间序列,参考值选取1971~2000年平均。蓝色线条显示了4测站时期五年华东平均值,而红色线条则是16站时期五年滑动均值,同时也以蓝色虚线标识出了4站算法在16站时期的时间序列。1962~2008年蓝色虚线和红色实线的相关性是0.96,可见地壳运动影响对验潮站测到的数据的影响较小。

东京站、忍路郡、柏崎、轮岛和细岛的测站数据是从1968年开始的,后四个站属于日本国土地理院。

图表2.2.6显示了1960年之后4个分区各自的年平均海平面距平时间序列。在最近的几年中,每个区域的距平值都在2004年到达其峰值,05年之后则出现一定程度的减弱。在2006年,Ⅰ区和Ⅱ区的距平值继续下降,但三区和四区的距平则出现了一定的升高。2007年,近畿-九州一带太平洋海岸的海平面距平有小幅下降,而其他地区则是上升的。而07~09年海平面高度距平变化幅度很小,但2010年四个区域的距平值(比09年高28mm)都明显超过2009年。与09年对比,10年增幅最大的是关东-东海地区(30mm),其次是北陆-东中国海地区的29mm,相对而言北海道-本州东北部的28mm和近畿-九州的25mm就比较次。

2010年海平面距平相比09年明显的上升可能与日本近海偏高的次表层海温有关。在2010年,月平均次表层在8月及其之后出现了明显的上升,结果导致了每个监测区的海平面高度都要高于09年的水平。2010年四个区域中,北海道~本州东北部地区的年均海平面高度距平为+70mm,而北陆-东中国海地区为+94mm,是1960年代以来的最高值;如果将四个区平均的话,日本近海的海平面高度距平在2010年为+65mm,是1960年以来第二高值,仅次于2004年。自1960年以来北陆-东中国海地区的海平面高度上升率明显超过其他三个监测区,关东-东海地区的海平面因为曲流作用也明显偏高。

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图表2.2.6 1960~2010年四个监测区各自的年平均海温距平,日本近海总年度平均距平也同样给出,参考值为1971~2000年平均,Y轴每格代表100mm

表层海水温度、海平面高度通常与海水密度是同步变化的,而后者同时被海水盐度和次表层海温影响着。JMA计算了自1960年以来海洋调查船在日本近海和西北太平洋地区获得的海洋数据,基于海水温度和盐度数据文件,获得了海水密度以及海洋表层动力学高度的数据集。图表2.2.7左栏显示了海洋观测代表点,A是东中国海,而B是本州南方海区,这两个点分别靠近验潮站那霸和父岛列岛。图表2.2.7的右上栏则显示了年平均海平卖弄高度距平在A区和那霸的曲线,右下栏则是B区和父岛列岛的数据。可以看出A观测区域的海洋动力学高度年度平均值以及变化趋势与那霸测站的海平面高度数据保持相当程度的统一,海平面高度变化背后次表层海水密度的变化是最主要的原因。类似的,B区与父岛列岛相关物理量的相似度也相当不错,尽管年数据上B区的海洋动力学高度与父岛列岛验潮站的海平面高度数据存在一些系统性偏差。

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图表2.2.7 图中显示了AB观测区的代表点,以及其最接近的验潮站那霸与父岛列岛,以及两区海洋动力学高度与验潮站的海平面高度数据,A区的时间序列从1972年到2010年,而B区则从1976年开始。海洋表层的动力学高度数据是通过次表层温度与盐度数据计算得到的。蓝色线条是海洋观测区计算得到的动力学高度数据,而红色则是邻近测验潮站海平面高度的实测数据。A区气候平均值取的是1972~2000年平均,而B区以及父岛列岛则是1976~2000年,那霸站的参考值则是1971~2000年完整的30年平均。

【专栏】影响潮位的因素

在讨论潮位变化的时候,鱼类或贝类活动所体现的涨落潮与日常生活更为相关。潮汐的变化主要是因为因地球旋转而导致的重力与离心力的变化、月亮的绕月公转以及地球绕太阳的公转。其他一些因素也同样影响着潮汐,这里概述如下:

1、气象因素
1)长期较低(较高)的大气压会产生一股牵引力,使得潮汐时的海平面更高(低)。
2)海水因地球科里奥利力的作用会偏向上空风牵引方向的右侧,所以当盛行风向的前方有陆地时,这里的潮汐会格外得大。

2、海洋因素
1)由于单位质量暖海水因热膨胀而拥有更大的体积,当次表层海水温度上升时,对应的表层海水潮汐高度将会升高。比如当黑潮或一个暖性涡旋移动到海岸附近时常常造成这里的海面高度升高。
2)因为地球的旋转,北半球洋流前进方向右侧的海平面高压要高于其左侧,而在南半球则正相反。

在每年的夏秋季节,日本海岸的潮位要比其他季节高20~30cm,这是因为强烈的日照和较高的气温使得从表层到几米深的海水强烈受热膨胀。2010年日本附近海域记录到了极高的表面海温(比如,在Part Section2.1中提到八月日本附近平均SST是历史同期最高的),这导致了明显偏高的潮位。日本附近次表层到几百米深的海水温度在同期也是相当高的,这同样对潮位的偏高起到了一定的作用。另外,与黑潮相关的暖水使得四国到本州岛太平洋沿线的潮位较高(图表2.2.8)。

2010春季,月亮正位于其轨道的近地点附近,其造成的引力和离心力的作用比其他寻常日子要大得多,这增大了该时期的潮汐振幅。

因为这些各种各样的因素,北海道、本州东北部太平洋沿岸的一些地区、近畿-东海地区、九州西海岸、关门海峡以及山阴-北陆一带的许多验潮站记录到了过去五年来的最高潮位。

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图表2.2.8 2010年10月海平面高度距平分布


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图表2.2.9 2005~2010年海区海平面最高值演变趋势
2.3 鄂霍次克海海冰

l        2009年到2010年,鄂霍次克海海冰在中前期始终低于常年平均,但在后期则高于平均值。
l        道东的刚走市海冰第一次解冻出现在222日,是1956年有统计资料以来历史第三早的,比气候均值早了30天。

200912月到102月,鄂霍次克海地区海冰面积低于常年均值(参考值取1970/71~1999/00年),但在3月其面积接近或略超过均值。310日,鄂海海冰面积达到其季节最大值111.41*10[sup]4[/sup]km[sup]2[/sup](图表2.2.11),而先前的极大值是109.34*10[sup]4[/sup]km[sup]2[/sup],相比而言,极大值气候值为122.34*10[sup]4[/sup]km[sup]2[/sup](图表2.2.12)。

尽管海冰面积极大值显示出明显的年际波动特征,但1971~2010年的数据显示海冰面积极大值大致以5.5*10[sup]4[/sup]km[sup]2[/sup]/10年的速率下降,这个值相当于鄂海总海冰面积的3.5%

09/10冬季刚手第一次解冻的日子是222,比气候均值早了大概30天,是1956年有记录以来第三早的年份。稚内、钏路和根室在次年没有看到任何浮冰,根室甚至已经连续五年没有看到过浮冰了。
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图表2.2.10 200912~20103月季节内鄂霍次克海海冰面积变化,参考值为1970/71~1999/00年。
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图表2.2.11 2010310日鄂霍次克海海冰分布。红色线条显示了气候均值海冰分布的轮廓线,参考值为1970/71~1999/00年。
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图表2.2.12 鄂霍次克海1971~2010年海冰面积极大值(红色)和累计海冰范围(绿色)。

2.4 西北太平洋海洋污染

l        2010年,夏季大约有每百平方公里50件塑料垃圾在日本近海出现,而冬季这些白色垃圾则出现在赤道地区。
l        1996年以来,漂浮着的油球(tarball解释不来)极少被观测到。
l        西北太平洋地区汞和镉的浓度在自然背景浓度水平之内。

按照一个国际框架性协议行动对于保护海洋环境避免海洋污染是非常重要的。在日本,一部关于海洋环境保护以及海事保护的法律于1971年生效,这份法律遵循着《关于通过减少废物排放以减少海洋污染》(又被称为《伦敦废弃物投弃条约》)和《船舶污染防治》(又被称为MARPOL 73/78公约)。为了更好的按照该项法律在保护海洋环境抑制污染,JMA1972年开始监测海洋污染状态。

2.4.1 漂浮污染(塑料)

海洋漂浮物的污染通常是通过JMA的海洋观测船上观察员的每日观测结果来计算的,每一次这类污染物被发现,其位置、种类、大小和数量要随着观测时间被记录在案。每百平方公里的漂浮污染物数量则通过每日观测数据和污染物种类计算得到。

图表2.2.13显示了2010年四个季节漂浮物的分布情况,图中的圆圈则是每日中午观测船所在的位置。在每个季节,日本近海地区总能找到20/100km[sup]2[/sup]密度的漂浮物,在夏季甚至可以看超过到50/100km[sup]2[/sup]的漂浮物密度。同时,20N以南的洋面上很少有密度超过10/100km[sup]2[/sup]的观测记录,但赤道地区其年振幅极大,冬季可以到50/100km[sup]2[/sup]而夏季只有10/100km[sup]2[/sup]左右。

2.4.2 漂浮油球(主要是石油残渣)

油球是泄漏石油的残留物,或者来自于因海难而泄漏的船底积水和原油。他们在风化过程中失去了几乎所有的挥发性物质,并且最后变成像球一样的物体。它们的直径通常在1到几毫米之间,但偶尔他们也会形成几十厘米的大团。漂浮油球的收集主要是通过一些75*75cm或者50*50cm口袋状的大网,网上有一些大小在0.35mm左右的洞,整张网被1.5海里长的网拖在海洋调查船的后面。漂浮油球的密度则是用大网收集到的油球总总质量除以网所划过的总面积,其单位一般采用mg/m[sup]2[/sup],得到的数据随后与其他的一些观测得到的数据被一起记录在航海日志中,当然观测位置和时间是必不可少,当没有观测到任何漂浮油球时则用NIL表示。

2010年,油球并不总是在观测中看得到。自1996年以来西北太平洋地区已经很少能收集到油球了(图表2.2.142.2.15)。

2.2.13.jpg

图表2.2.13 2010年各个季节塑料漂浮污染物的观测情况,(a)为冬季JFM(b)是春季AMJ(c)代表夏季JAS(d)是秋季OND,“+”符号代表当日没有观测到任何塑料漂浮污染物。

2.2.14.jpg

图表2.2.14 年平均油球观测数据的时间序列,分为三个区间。

2.2.15.jpg

图表2.2.15 图表2.2.14中日本近海以及137E线所对应的位置。

2.4.3 重金属

重金属指那些比重大于4~5的元素。尽管生物体需要许多种类的重金属来维持生命,一些重金属元素对于健康还是有害的。JMA一般将汞和镉设为海洋重金属观测项目,因为这两种金属能够在生物体内累计并造成严重的破坏。图表2.2.16显示了观测站的位置。

t2.2.1.jpg

表格2.2.1显示了2010年观测到的表层海水汞和镉的浓度分布。

最大汞浓度出现在10月的日本海和12月的东中国海(17ng/kg)。这个值大概是法定公共水域污染上限的三十分之一,该条令是《水污染环境质量标准》(环境署1971年第59号公报)。而镉浓度极大值于12月出现在北海道南部(60ng/kg),小于法定上限的一百五十分之一。因此2010年环境中汞和镉的含量处于法定上限值之内。

众所周知,海水中铬浓度与磷酸盐浓度有很好的相关性,并且他们的垂直剖面特征也是相似的。较高含量的镉元素在北海道以南被观测到,而亲潮控制范围内的磷化物浓度远超过本州以南黑潮所控制的范围。

2.2.1 2010年各个海区表层海水汞和镉的浓度,环境标准由《水污染环境质量标准》(环境署1971年第59号公报)决定。

2.2.16.jpg

图表2.2.16 汞和镉测站的位置。红色的圈显示了那些日本近海的测站位置,红色线条则是137E经线,在其上每5个纬度设置了一个测站。
自称万物之灵的人类之于自然,到底是怎样一种渺小的存在呢?
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