《南極布蘭斯菲爾德海峽環流的調控機制與生物輸運》是依託上海交通大學，由張召儒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：南極布蘭斯菲爾德海峽環流的調控機制與生物輸運
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張召儒
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
布蘭斯菲爾德海峽是南極磷蝦等生物資源的重要聚集區，也是我國南極漁業資源開發重點關注區域—南斯科舍海磷蝦和自然鐵的主要源地。海峽內的主要環流—布蘭斯菲爾德海流及其上游環流對海峽內生物和生源要素向南斯科舍海的輸運起到重要作用。同時，該海峽處於南極氣候變化最為強烈的南極半島區域。研究海峽內環流的變化特徵及其調控機制對於認識南極半島北部生態系統、以及高緯度地區氣候變化背景下大氣—海洋—海冰耦合系統具有重要意義。. 目前，布蘭斯菲爾德海峽環流的動力學特徵尚沒有得到深入的揭示。本項目將結合高解析度區域環流模式的數值模擬結果、觀測資料與拉格朗日輸運模型來重點研究（1）布蘭斯菲爾德海流及其上游環流的變化特徵；（2）環流的控制因素與作用機制；以及（3）環流對南極磷蝦幼體由其產卵地到南斯科舍海的輸運作用。研究成果將有助於深化對該區域動力系統、以及對南極半島北部海域生態系統的認識。
結題摘要
本項目圍繞布蘭斯菲爾德海峽環流及其上游流動的變化特徵與動力學機制、布蘭斯菲爾德海峽及其周邊海域生物量的變化特徵與影響因素開展研究。研究中分析了布蘭斯菲爾德海峽及其鄰近海域2004-2014年7個航次的流速和水文觀測資料、1999-2014年研究區域內的公開ADCP觀測資料，建立了覆蓋研究區域的高解析度海洋環流數值模式。研究發現南設得蘭群島和象島以北的上陸坡區，表層以下存在連續的西南向流動。在象島以北的上陸坡區域，西南向陸坡流的出現與該區域存在的低溫、低鹽、高溶解氧水團有關。根據熱成風關係，低溫低鹽水團鋒面處的跨陸坡密度梯度產生沿等深線方向速度分量的垂向剪下，從而該區域東北向的表層流動逐漸轉變為西南向的深層流動。而在南設得蘭群島北部上陸坡區，西南向陸坡流的產生除與低溫低鹽水團有關外，同時與南極繞極深層水向陸架的入侵相關。入侵的高溫高鹽水改變了陸坡區域等密度線的跨陸坡分布特徵，產生了沿等深線方向流速的垂向剪下，影響了該區域陸坡流動特性。水團分析結果顯示，象島北部陸坡的低溫低鹽水團來源於南斯科舍海，南設得蘭群島北部上陸坡的低溫低鹽水團則主要源自於布蘭斯菲爾德海峽。基於歷史 ADCP 資料的多年平均結果， 在布蘭斯菲爾德海峽內部存在氣旋式流場，其中沿著南極半島西部進入布蘭斯菲爾德海峽的西南向流動流速較小、範圍較廣；而沿著南設得蘭群島南部陸坡並向東北方向流動的布蘭斯菲爾德海流則呈現出流幅窄、流速高等西邊界流動特性。傑拉許海峽內繞極深層水的入侵與水動力控制過程相關。本研究發現研究區域及西南極半島海域的生態系統生產力與南極濤動指數之間存在顯著相關性，揭示了大尺度氣候變化過程對於南極局地海域中尺度物理和生態過程的重要影響。
