吳曉芬，許建平,2，張啟龍，孫朝輝

（1.國家海洋局第二海洋研究所，杭州310012；2.衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學(xué)國家重點實驗室，杭州310012；3.中國科學(xué)院海洋研究所，中國科學(xué)院海洋環(huán)流與波動重點實驗室，青島 266071）

基于Argo資料的熱帶西太平洋上層熱含量初步研究

吳曉芬1，許建平1,2，張啟龍3，孫朝輝1

（1.國家海洋局第二海洋研究所，杭州310012；2.衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學(xué)國家重點實驗室，杭州310012；3.中國科學(xué)院海洋研究所，中國科學(xué)院海洋環(huán)流與波動重點實驗室，青島 266071）

根據(jù)2004年1月-2008年12月間的Argo剖面浮標(biāo)觀測資料，分析了熱帶西太平洋上層熱含量的空間分布及其季節(jié)變化特征，并考察了不同計算深度以及鹽度對熱含量的影響，且探討了有關(guān)計算上層熱含量的深度選取問題。結(jié)果表明：（1）熱帶西太平洋上層熱含量的氣候態(tài)大致呈“馬鞍型”分布，即在12°N以北和5°S以南海域上層熱含量都較高，而在2°—12°N之間熱含量則較低，特別在棉蘭老冷渦區(qū)熱含量很低；（2）研究海域的上層熱含量一年四季均呈這種兩高一低的空間分布形勢，但強(qiáng)度的季節(jié)性變幅卻較大，整個研究海域的熱含量體現(xiàn)為春季最高，夏季最低，秋冬季居中的特點，但兩個高熱含量區(qū)和低熱含量帶的熱含量各呈現(xiàn)出不同的季節(jié)變化；（3）溫躍層深度的波動對海洋上層熱含量的影響要大于上混合層，尤其在南北緯10°以外海域。因此，計算西太平洋上層熱含量時，應(yīng)將積分深度取為溫躍層下界深度，才有可能比較真實地反映該海域的上層熱含量的分布和變化，若為簡單起見，取等深度計算時，以700 m為宜，此外，鹽度對上層熱含量的影響也應(yīng)引起重視。

熱含量；混合層；溫躍層；Argo資料；熱帶西太平洋

1 引言

熱帶西太平洋是太平洋海氣相互作用最活躍的海區(qū)之一，它在全球氣候變化及災(zāi)害形成中起著極其重要的作用。眾所周知，海洋對大氣和氣候的影響主要是通過其熱狀態(tài)的異常變化來實現(xiàn)的，而海表溫度（SST）和海洋熱含量是表征海洋熱狀態(tài)的兩個重要參數(shù)。由于熱含量比SST具有更大的穩(wěn)定性，因而它對天氣氣候持續(xù)發(fā)展的作用也更大。觀測資料分析指出，1977年以后有暖信號從北太平洋中部入侵到熱帶太平洋的溫躍層，使得熱帶太平洋的熱含量總量增加，從而營造了一種暖背景，使20世紀(jì)90年代以來的ENSO事件比以前爆發(fā)的更加頻繁[1]。由于熱帶西太平洋在全球氣候系統(tǒng)中占有重要地位，其熱含量的異常變化會導(dǎo)致熱帶太平洋的大氣環(huán)流和海洋環(huán)流發(fā)生變異，進(jìn)而影響整個熱帶太平洋地區(qū)乃至全球的氣候變化，因此深入開展熱帶西太平洋上層熱含量的時空變化研究，對進(jìn)一步了解該海域熱狀態(tài)的變異特征及其對大氣和氣候的影響具有十分重要的意義。

由于觀測資料的缺乏，有關(guān)西太平洋熱含量的早期研究主要集中在上混合層。張啟龍等[2]分析暖池海域（0—100m）熱含量場的時空變化發(fā)現(xiàn)，在El Ni?o期間，暖池東（西）部熱含量呈現(xiàn)大的正（負(fù)）距平，而在La Ni?a期間，則為大的負(fù)（正）距平；林傳蘭[3]在分析了熱帶西北太平洋0-100m層的熱含量后發(fā)現(xiàn)，熱含量變化較SST大，并提出熱帶西北太平洋熱含量對太平洋大尺度海-氣事件的響應(yīng)要比SST敏感；Takuya[4-5]等認(rèn)為，在ENSO事件前后，赤道東、西太平洋上混合層的熱含量呈反位相變化，并指出熱含量的這種變化是由混合層深度的變動引起的。

上層海洋熱含量除了與水溫、上混合層厚度變化有關(guān)外，還與溫躍層深度的變動有關(guān)。如龍寶森等[6]利用“向陽紅5號”調(diào)查船得到的資料分析海洋熱含量發(fā)現(xiàn)，在整個0—300m水層中，溫躍層熱含量的變化幅度要比上混合層的大得多，但這種現(xiàn)象不是僅僅用海-氣界面熱量交換的多寡就能解釋的。由于缺乏大范圍、長期的實測資料，因此有許多海洋科學(xué)家[7-8]一直在探索海面高度、各種等溫線深度（如14℃、20℃等溫線）以及動力高度等物理參量與熱含量之間的關(guān)系，試圖尋求熱含量變化的替代品，以避免直接計算上層海洋熱含量。他們指出，溫躍層的上升或下沉是海洋上層熱含量變化的一個重要因素，但熱含量與這些參量之間的線性關(guān)系是建立在理想基礎(chǔ)上的，即溫躍層的移動是平板式的上、下平移。然而，這種關(guān)系并不能長久維持，因為不僅鹽度的影響是重要的，而且溫躍層傾斜度的改變也會影響到這些參量之間的相關(guān)性。因此，溫躍層對于海洋熱含量變化的影響機(jī)制并未得到廣泛并深入的研究，其影響機(jī)理迄今尚不清楚。

眾所周知，以往人們研究熱含量所用的資料大都是歷史觀測資料，而這些資料大部分都是在不同時期、運(yùn)用不同儀器獲得的。研究表明，混合使用不同儀器觀測的資料容易帶來較大的誤差[9-11]，同時也將影響到熱含量的計算精度。對于廣闊的海洋而言，有限的錨碇浮標(biāo)、觀測斷面和觀測站點，以及受到XBT和CTD等儀器設(shè)備不能短間隔、多層次或長時間、持續(xù)性獲取觀測資料的條件限制，因而對熱含量的認(rèn)識依然未能取得突破性進(jìn)展，值得深入研究。

Lyman和Willis[12]利用各種不同的實測資料，曾計算過由于樣本不全所帶來的標(biāo)準(zhǔn)差，并據(jù)此把海洋資料劃分了三個不同的時代：第一個時代為1967年以前，那個時期的數(shù)據(jù)樣本非常稀少；第二個時代為XBT問世到盛行的1968—2002年；第三個時代乃是2003年以后，伴隨著Argo浮標(biāo)的投放，標(biāo)準(zhǔn)差值降到了歷史最低點。這里所指的Argo是一個由世界上20多個國家和團(tuán)體經(jīng)過近十年的努力，在全球建立起來的第一個實時海洋觀測網(wǎng)。該觀測網(wǎng)的空間分辨率為3°×3°（浮標(biāo)之間的間隔約為300 km）,時間分辨率為10d，利用一種由Argos衛(wèi)星定位和通信的自律式剖面浮標(biāo)（簡稱“Argo浮標(biāo)”），可以快捷、方便地獲取0—2000m水深內(nèi)的溫、鹽度剖面資料，其中在2004-2008年期間就獲得了45萬條剖面[13-14]。

Argo資料擁有的多種優(yōu)勢，為準(zhǔn)確計算和研究熱含量帶來了廣闊的前景。本文擬利用這一新穎資料對熱帶西太平洋上層熱含量的空間分布及其季節(jié)變化特征進(jìn)行分析，并探討上層熱含量計算深度的選取問題，以期為加深了解和認(rèn)識熱帶西太平洋熱狀態(tài)變化規(guī)律及其影響提供可靠的科學(xué)依據(jù)參數(shù)。

2 資料來源與計算方法

2.1 資料來源

本文采用了美國Scripps海洋研究所提供的2004年1月—2008年12月間Argo全球網(wǎng)格化（1°×1°經(jīng)緯度網(wǎng)格點）溫、鹽剖面資料，資料共58層，表層為2.5 db,底層則位于1975 db處。資料的垂向間隔隨深度增加而增大，其中，在200 db以淺水層間隔10 db，在200—500 db內(nèi)間隔20 db，500—1350 db內(nèi)間隔50 db，1400—1975 db內(nèi)則間隔75—100 db。其初始資料來自于全球Argo資料中心（GDAC）收集的該期間約44萬條經(jīng)過實時或延時質(zhì)量控制的剖面資料，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了更加嚴(yán)格的質(zhì)量控制，剔除了由SOLO型Argo浮標(biāo)觀測的存在系統(tǒng)壓力誤差的剖面，以及位于邊緣?；驔]有浮標(biāo)定位信息的剖面，各占總剖面數(shù)的5%左右；另有2.3%由于儀器問題進(jìn)入質(zhì)量控制“黑名單”的剖面、4.3%在相當(dāng)大壓力范圍內(nèi)溫、鹽值保持不變的剖面以及2%包括垂向壓力分辨率很低、缺少質(zhì)量控制標(biāo)記、錯誤的文件格式、密度逆變大于0.01 kg/m3(400 dbar以下層次)及0.1 kg/m3（400 dbar以上層次）的剖面；并對實時質(zhì)量控制之后的剖面進(jìn)行了鹽度漂移訂正，從而剔除了其鹽度值與WGHC歷史資料[15]鹽度值之差大于0.1 psu（0.7%）的剖面以及觀測深度小于600 m的剖面（1.5%）；并對剩下的約35萬條剖面資料進(jìn)行加權(quán)最小二乘擬合及客觀分析，且在0—2000 dbar范圍內(nèi)插值到58層，每層間隔為10—100 dbar，最后計算得到的溫度準(zhǔn)確度在表層為0.015℃，100 m以深為 0.002℃[16]。

利用這些資料，并根據(jù)下面介紹的方法，計算了熱帶西太平洋（20°S—20°N，120°E—170°W）的熱含量（見圖1），并對其進(jìn)行分析研究。

2.2 熱含量的計算方法

根據(jù)上述公式，逐月逐網(wǎng)格計算研究區(qū)域的熱含量值，值得指出的是，為了能體現(xiàn)溫躍層變化對熱含量的貢獻(xiàn)，在計算熱含量時，將積分深度z取為溫躍層下界，也就是說，這里的z為變深度，也即本文所稱的上層熱含量系指自海面至溫躍層下界深度之間的熱含量。還應(yīng)說明的是，以往作者研究熱含量時，因缺少鹽度資料，尤其是次表層鹽度資料，通常將式（1）中的Cpρ近似取為1。由于Cp和ρ都是水溫、鹽度和壓力的函數(shù)，因此將其取為常數(shù)1顯然將影響到熱含量的準(zhǔn)確度。為此，本文亦將簡要地討論鹽度變化對于熱含量的影響。

2.3 溫躍層判定方法

為了探討上層熱含量與溫躍層的關(guān)系，還利用上述資料，計算了溫躍層上、下界深度及躍層強(qiáng)度等指標(biāo)。根據(jù)《海洋調(diào)查規(guī)范》[17]的規(guī)定，淺海（水深≤200 m）的溫躍層強(qiáng)度的臨界值取為0.2℃/m，深海（水深＞200 m）則取為0.05℃/m。但是，近年來的一些研究表明，這種判定標(biāo)準(zhǔn)對于中國近海大部分海區(qū)比較適用，但在某些情況下則有一定的局限性[19-21]。為此，張旭等[22]對深海溫躍層提出了一種新的判別標(biāo)準(zhǔn)，即主溫躍層的臨界值取為0.02℃/m，而季節(jié)性溫躍層的臨界值取為0.05℃/m。

根據(jù)Argo資料的特點，本文選用垂直梯度法和不等距差分法[23]，并根據(jù)張旭等提出的判別方法，統(tǒng)計了熱帶西太平洋海域各網(wǎng)格點的溫躍層特征參數(shù)。

3 熱含量的空間分布及其季節(jié)變化

本節(jié)主要分析熱帶西太平洋上層熱含量的氣候態(tài)空間分布特征和季節(jié)變化。

3.1 空間分布

圖2呈現(xiàn)的即是采用溫躍層下界深度（變深度）為積分深度計算獲得的2004—2008年期間熱帶西太平洋上層熱含量的多年平均分布（即氣候態(tài)）。由圖可見，該海域上層海洋熱含量等值線基本呈緯向分布，且呈兩高一低的分布態(tài)勢。從10°N向北和2°N向南熱含量值（2.6×1010J/m2）不斷增加，到18°N以北和16°S以南分別達(dá)到最大值（＞3.8×1010J/m2），其間（2°—10°N）則被一塊低熱含量（＜2.6×1010J/m2）的水體占據(jù)，往北等值線相對密集些，并由西向東略有偏北；往南等值線相對稀疏，且由西向東略有偏南。顯然，研究區(qū)域等值線梯度北部強(qiáng)于南部。

北半球熱含量分布比較清晰，高值區(qū)（＞3.6×1010J/m2）位于15°N以北，其主軸走勢基本呈緯向，且只呈現(xiàn)了一個高值中心（4.0×1010J/m2）。而南半球熱含量的分布則要相對復(fù)雜些，明顯的一個高值區(qū)（＞3.6×1010J/m2） 位于8°S以南，其主軸呈西南—東北走向；在該高值區(qū)的北部還存在一個熱含量值的次高中心（3.0×1010J/m2），其主軸走勢幾乎沿2°S線呈緯向分布。低熱含量帶處于南、北兩個高熱含量區(qū)的中間，同樣呈緯向分布，但主軸位于北半球8°N附近，且低熱含量帶呈現(xiàn)出東、西兩個極值中心，西部的極值中心位于8°N，133°E區(qū)域附近，其值小于2.1×1010J/m2，而東部的極值中心位于180°E以東，其值小于1.8×1010J/m2。顯而易見，上述兩個高熱含量區(qū)相對于低熱含量帶雖呈對稱分布，但由于低熱含量帶明顯偏北，所以，并非與赤道對稱。

圖1 研究海域及其Argo浮標(biāo)分布

圖2 研究海域溫躍層下界以上熱含量的氣候態(tài)分布（單位：1010J/m2）

3.2 季節(jié)變化

首先，統(tǒng)計了研究海域總熱含量的逐月變化（見圖3），由圖中給出的熱含量變化曲線兩高兩低的分布形態(tài)可以看出，研究區(qū)域總的的上層熱含量具有明顯的季節(jié)變化特征，即春（4月）、秋季（10月）高，夏（7月）、冬（1月）季低。最高熱含量出現(xiàn)在春季，其值可達(dá)7.39×1013J/m2，最低出現(xiàn)在夏季，其值僅為7.26×1013J/m2；秋季的次高熱含量（7.31×1013J/m2）和冬季的次低熱含量（7.29×1013J/m2）區(qū)別并不十分明顯，基本相近。需要特別指出的是，1—4月期間和8—10月期間，熱含量迅速升高，且前者明顯強(qiáng)于后者；而在4—8月期間和10—12月期間，熱含量則迅速降低，且強(qiáng)度前者明顯強(qiáng)于后者。

其次，選用A、B、C三個代表區(qū)來具體討論南、北高熱含量區(qū)并低熱含量帶的熱含量的逐月變化。其中，A區(qū)為低熱含量代表區(qū)，即由5°—10°N，135°—145°E包圍的低熱含量帶，位于研究海域的中北部，B區(qū)為南赤道脊附近的高熱含量區(qū)（10°—15°S，180°E—170°W），位于研究區(qū)域的南部，而C區(qū)則為位于研究區(qū)域北部的高熱含量區(qū)（15°—20°N，140°—150°E），結(jié)果見圖4—6。

由圖可見，在A區(qū)，上層熱含量具有顯著的季節(jié)變化。其中，春季（5月）熱含量最高，為3.16×1010J/m2，而在冬季（1月）熱含量最低，僅2.78×1010J/m2。應(yīng)指出的是，在1—5月間，熱含量迅速增多，而在5—12月間熱含量則緩慢減少；B區(qū)上層熱含量的季節(jié)變化比較復(fù)雜，其中，秋季（11月）熱含量最高，達(dá)5.05×1010J/m2，而在春初（3月）出現(xiàn)了最低值（4.93×1010J/m2）；C區(qū)上層熱含量的季節(jié)變化比較特殊：在冬半年（10—3月），熱含量的變幅較??；在夏半年（4—9月）熱含量的變化幅度明顯增大，7月熱含量最大，為5.22×1010J/m2，而9月最小，為5.01×1010J/m2，兩者相差0.21×1010J/m2。

圖5 B區(qū)熱含量的季節(jié)變化（單位：1010J/m2） 圖6 C區(qū)熱含量的季節(jié)變化（單位：1010J/m2）

圖7 研究海域上層熱含量季節(jié)性方差分布

此外，由各季的熱含量方差分布（見圖7）可以看到，熱帶西太平洋上層熱含量具有三個比較顯著的變化區(qū)域，其中位于低熱含量帶的西部海域（5°—12°N，130°—150°E）是熱含量終年都存在變化的區(qū)域，且變化幅度較大，與White等[24]的研究結(jié)論相同；另外兩個變化區(qū)域則位于所羅門群島的東部（5°—10°S，150°—180°E）和赤道以北的0°—10°N，170°E—170°W附近，但這兩個區(qū)域的熱含量變化并非全年存在，而具有明顯的季節(jié)性。

綜上所述，熱帶西太平洋上層海洋熱含量的氣候態(tài)分布并非對稱于赤道，其對稱軸位于8°N附近，大致呈典型的“馬鞍型”分布，與于衛(wèi)東和喬方利[25]利用JEDAC資料（1955—2001年）得到的結(jié)果一致,但是利用Argo資料分析得到的結(jié)果更為詳細(xì)，尤其是對棉蘭老渦附近的熱含量低值中心和2°S附近熱含量的次高中心的體現(xiàn)更為明顯；熱含量空間分布形勢的季節(jié)變化并不十分明顯，一年四季都與其氣候態(tài)分布相似（圖略），即均呈“馬鞍型”分布，但熱含量的季節(jié)變幅卻較大。究其原因，可能與熱帶西太平洋準(zhǔn)常年存在的幾支主要流系有關(guān)[26]。Scott[27]曾通過船舶觀測資料分析發(fā)現(xiàn)，在新幾內(nèi)亞島（New Guinea）的北邊界發(fā)現(xiàn)了清晰可見的、西向流動的南赤道流（SEC）；Takahashi[28]以及Nitani[29]在1972年指出，北赤道流（NEC）在11°—14.5°N之間出現(xiàn)分叉，其中一支向北流動，且深度增加，即通常所稱的黑潮，另一支向南流動的海流（即棉蘭老流）在地形的作用下，在棉蘭老島以東（7°N，130°E）海域形成一個冷渦，即通常所稱的棉蘭老冷渦（ME）（見圖8）;北赤道流的向南分支與棉蘭老冷渦構(gòu)成了向東流動的北赤道逆流[30]；而北赤道流、南赤道流、北赤道逆流以及棉蘭老冷渦所在的位置剛好對應(yīng)熱帶西太平洋南北半球的高熱含量區(qū)、低熱含量帶以及低熱含量帶西部的極值中心。不難看出，研究海域上層海洋熱含量的這種“馬鞍型”分布也恰好反映了西太平洋赤道流系對該區(qū)域熱含量的作用和影響。

4 討論

4.1 鹽度變化對熱含量的影響

此外，以往作者研究熱含量時，因缺少鹽度資料，尤其是次表層鹽度資料，通常將式（1）中的Cpρ近似取為1。由于Cp和ρ都是水溫、鹽度和壓力的函數(shù)，顯然，將其簡單地取為常數(shù)1會影響到估算熱含量的準(zhǔn)確性。下面就這一問題進(jìn)行討論。

首先，我們給出了2004年12月（0°，170°E）格點上不同鹽度值下（溫度和深度保持不變）熱含量（0—400 m層內(nèi)）的變化（見圖9）?？梢钥闯?，當(dāng)鹽度從32增加到35時，相應(yīng)的熱含量值則從3.0918×1010J/m2降至3.0869×1010J/m2，平均下降速率約為1.6×107J/m2。可見，在水溫和深度不變的情況下，熱含量會隨鹽度的增加而降低。

然后，再看一下Cpρ=1和Cpρ≠1兩種情況下熱含量的變化。圖10給出了2004年12月期間170°E斷面上熱含量分別在Cpρ=1和Cpρ≠1兩種情況下的經(jīng)向分布?？梢姡瑑烧咴跀?shù)值上的確有較大的差別。

圖8 太平洋的主要流系（引自Matthias Tomczak et al.）

圖9 鹽度對熱含量的影響（單位：1010J/m2）

圖10 Cpρ對熱含量的影響

此外，圖10還較好的呈現(xiàn)了研究海域上層海洋熱含量兩高一低的“馬鞍型”分布趨勢。

4.2 不同計算深度對熱含量值的影響

圖11給出的是利用2.1節(jié)介紹的Argo資料計算的表層（0—2.5m）、混合層（溫躍層上界深度以上）、0—400層以及溫躍層下界深度以上海洋熱含量的多年平均分布。由圖11（a）可見，表層熱含量的分布趨勢與研究海域SST的氣候態(tài)分布趨勢（見圖12）比較一致，表明該層內(nèi)熱含量的分布主要受太陽輻射的影響，且其數(shù)值要比本文計算的結(jié)果小兩個量級，（2.5—3.1）×108J/m2。

混合層熱含量的分布形勢與上層熱含量（見圖11d）存在明顯的不同?；旌蠈訜岷康母咧祬^(qū)（＞11.0×109J/m2）位于赤道以南（1°—7°S）的160°E以東海域，與之相應(yīng)的混合層深度在100—110 m之間（圖略）；而在15°N以北和10°S以南海域熱含量都偏低，與之對應(yīng)的混合層深度僅為40—50 m。需要指出的是，混合層熱含量與上層熱含量在棉蘭老冷渦區(qū)的分布特征卻比較一致，熱含量都偏低，相應(yīng)的混合層深度約為40 m。另外，混合層熱含量值相比上層熱含量要小一個量級。

長期以來，由于觀測資料的缺乏，人們對熱帶西太平洋上層海洋熱含量的研究主要集中在400 m以淺的區(qū)域，且絕大多數(shù)是基于JEDAC 0—400 m層內(nèi)的熱含量資料（1955—2001年）進(jìn)行的。這里，我們同樣給出熱帶西太平洋0—400 m層內(nèi)（Argo資料）熱含量的氣候場分布，見圖11（c）。顯然，相比圖11d給出的上層熱含量，兩者（等值線間隔均為0.2×1010J/m2）雖分布趨勢基本相同，即同樣呈“馬鞍型”結(jié)構(gòu)，但無論是其經(jīng)向梯度還是緯向梯度，其強(qiáng)度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于本文計算的溫躍層下界深度以上的熱含量分布，并且在圖11（d）中0°—5°之間出現(xiàn)的次高中心和次低中心在0—400 m層熱含量分布圖上也未能體現(xiàn)出來。

圖11不同計算深度對熱含量的影響

圖12 研究海域Hadley SST的氣候態(tài)分布（單位：℃）

4.3 計算熱含量的最佳深度

從前面的分析可知，在熱帶西太平洋海域，上層熱含量的變化主要是由混合層熱含量及溫躍層熱含量的變化引起的，其中溫躍層熱含量對上層熱含量的影響要比混合層的大。也就是說，計算熱含量的最佳深度應(yīng)根據(jù)溫躍層的下界深度來確定。

圖13給出的是熱帶西太平洋海域溫躍層下界深度的5年平均分布。由圖可見，在南北緯10°以內(nèi)，溫躍層的下界深度基本維持在400 m以淺深度，但在15°N以北和10°S以南的高熱含量區(qū)（見圖2），溫躍層下界深度都較深，在450—550 m之間，而在低熱含量區(qū)（5°S—10°N）（見圖 2），溫躍層的下界深度卻較淺，在200—300 m之間，并且，溫躍層下界深度的空間分布還存在著顯著的季節(jié)和年際變化，如2008年6月，溫躍層的下界深度可達(dá)到645 m，見于研究海域的西南隅（圖略）。為此，在計算大洋的上層熱含量時，若為簡單起見，取等深度來計算時，建議將起算面取為700 m，或許能更真實地反映該海域上層熱含量的分布和變化。

圖13 研究海域溫躍層下界深度的氣候態(tài)分布（單位：m）

5 結(jié)論

（1）熱帶西太平洋上層熱含量的氣候態(tài)大致呈兩高一低的“馬鞍型”分布，其中北赤道流（13°N以北）和南赤道流（6°S以南）所經(jīng)區(qū)域呈高熱含量區(qū)（＞3.3×1010J/m2），而北赤道逆流區(qū)域（2°—13°N）呈低熱含量區(qū)（＜2.5×1010J/m2），并在其東、西兩側(cè)各呈現(xiàn)一個低值中心（＜2.1×1010J/m2）；

（2）熱帶西太平洋上層熱含量的季節(jié)變幅較大，整個研究海域總的熱含量呈現(xiàn)為春季最高，夏季最低，秋冬季居中；在南、北半球的高熱含量區(qū)，其熱含量值都呈現(xiàn)為春秋季高、冬夏季弱的特點，而低熱含量帶的熱含量值則以冬夏季高、春秋季弱為其主要特點；

（3）上層熱含量積分深度的深與淺，直接影響到研究海域熱含量的真實、可靠性，僅考慮上混合層計算的熱含量無法真實反映研究海域熱含量的分布和變化，只有考慮了包含溫躍層變化在內(nèi)的熱含量才能充分體現(xiàn)該海域熱含量的時空分布特征。為此，我們提出建議，在研究熱帶西太平洋海域的海—氣相互作用過程，特別是探討海洋對大氣的影響或作用時，海洋熱含量的計算深度以溫躍層下界深度為最佳，若為簡單起見，取等深度計算時，以700 m為宜，或許能更真實地反映該海域海洋熱含量的分布和變化。研究還發(fā)現(xiàn)，鹽度變化對上層熱含量的影響同樣不可忽視。

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A preliminary study on upper ocean heat content of tropical Western Pacific

WU Xiao-fen1,XU Jian-ping1,2,ZHANG Qi-long3,SUN Zhao-hui1

(1.Second Institute of Oceanography,SOA,Hangzhou 310012 China;2.State Key Lab of Satellite Ocean Environment Dynamics,SOA,Hangzhou 310012 China;3.Key Laboratory of Ocean Circulation and Wave,CAS,Qingdao 266071 China)

The spatial distribution and seasonal variations of the upper ocean heat content(UOHC)over the tropical western Pacific have been studied;The differences between UOHC and the heat content within 2.5m,mixed layer and 400m，the effect of salinity on ocean Heat content,and the integral range in ocean heat content estimation also be analyzed,by using Argo profiling data from 2004 to 2008.The main results indicated that:（1）the distribution of the tropical Western Pacific UOHC was just like “horse saddle”,the value of UOHC was higher in the region of the north of 12°N and south of 5°S,while it's lower between the region from 2°N to 12°N,especially in the Mindanao Cold Eddy.This spatial distribution maintains all the year.（2）the strength of UOHC change with season and its amplitude is large.The value of total UOHC was the highest in Spring,the lowest in Summer and a medium in Winter and Autumn.The characteristics of its seasonal change in the region of north of 12°N and south of 6°S where the UOHC is high are different with that in the region from 2°N to 12°N where the UOHC is low.（3）The fluctuation of thermocline depth has a much greater influence on UOHC than mixed layer,especially in the region of the north of 10°N and south of 10°S,therefore,in order to get more accurate UOHC data for analysis and it can truly reflect the thermal structure of the tropical western Pacific,when calculating the UOHC of tropical western Pacific,the integral depth should be the bottom of thermocline,while for simplicity,700 m is a better choice.In addition,the impact of salinity on UOHC should also be taken into account.

heat content;mixed layer;thermocline;Argo profiling data;tropical Western Pacific

P733

A

1003-0239（2011）04-0076-11

2010-10-15

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃（“973”）項目（2007CB816000）；國家海洋局青年海洋科學(xué)基金項目（1059—50）

吳曉芬(1983-),女，碩士，主要從事物理海洋學(xué)調(diào)查研究。E-mail:hzxiaofen@sio.org.cn