海洋与大气的相互作用

浩瀚的海洋,运动不息;海洋上空的大气,也无时无刻不在流动变化.在大气的底层,海洋与它紧紧的接连在一起,它们相互作用,相互影响,亿万年以来,一直密切地相互关联着,是大自然里一双重要的对偶系统.     

研究海洋与大气相互作用的先驱——阿尔弗雷德·伍德科克

他没有进过大学校门,他没有经过名师指点,他被朋友们戏称为流浪汉,但他却成为世界上一位著名的科学家,荣获名誉科学博士的称号,他就是现年78岁高龄,但仍在孜孜不倦进行研究着的海洋气象学家——阿尔弗雷德·伍德科克。 1930年春季的一天,伍德科克来到一个叫做伍兹霍尔的渔村,当时他只是一个25岁的中学毕业     

埃尔尼诺现象——海洋和大气的相互作用

最近,经常听说埃尔尼诺这一海洋学名词。那么埃尔尼诺究竟是一种什么现象呢? 去年春季的一天,在西太平洋赤道附近的一个小岛上,有一个老人象往常一样来到这一小岛,在礁石上钓鱼消遣。几小时下来,他突然发现,这一个月的风浪平静天数特别多,脚下的海水有些冷。那一天,热带地区特有的烈日曝晒头顶,虽然海水温度仅略有下降,但是,大海和天空中的某些微妙的变化却逃不过在这小岛上有过几十年钓鱼历史的老人的感     

蓝藻水华与淡水鱼类的生态相互作用研究进展

鱼类是淡水生态系统的重要组成部分.近年来水体富营养化和蓝藻水华暴发导致的水环境恶化、适宜栖息地丧失等生态问题,对鱼类生存及渔业经济带来巨大威胁和影响.蓝藻和鱼类的生态作用是相互的,利用鱼类调控蓝藻过度增长的生物操纵技术在某些富营养化水体治理过程中取得了一定效果.在此背景下,全面评估蓝藻水华对淡水鱼类种群的影响,以及鱼类...     

赤道东太平洋海洋表面温度与西太平洋台风发生频率的遥相关

台风是发生在热带海洋上的剧烈天气系统,是影响我国沿海地区的严重灾害性天气,研究它的发生发展规律,并提出预报的方法是很需要的。由于台风发展的能量主要取自海洋表面蒸发到大气中的水汽,经过垂直运动而释放出的潜热,因此,它的发生发展必然和海洋表面的热力状况有关。过去已有不少工作研究了台风活动同海洋热状况的关系,如Palmén、Carlson     

海洋蓝细菌与异养细菌相互作用:以原绿球藻为例

蓝细菌(cyanobacteria)是海洋最主要的初级生产者,贡献了海洋净初级生产力的25%.海洋异养细菌具有多种代谢路径,能够吸收和利用蓝细菌的光合作用产物.海洋蓝细菌和异养细菌之间的相互作用关系影响海洋食物网、固碳和储碳,具有重要的生态效应和生物地球化学意义.原绿球藻(Prochlorococcus)作为蓝细菌的典型代表类群,是海洋中体积最小、数量最大的光合自养原核微生物.原绿球藻的基因组高度精简,从而减少了细胞复制中所需的物质和能量,同时减小了细胞体积,因此在寡营养大洋表层环境中具有竞争优势.然而,基因组减小同时使得原绿球藻单个细胞基因多样性下降,从而使其适应环境的潜能降低.因此,相比于其他蓝细菌,原绿球藻更加依赖于海洋环境中其他微生物的协助,以维持自身生存的需求.本文根据国内外近期的相关研究成果,从原绿球藻与异养细菌之间基因的互补关系和生理特性等角度,归纳了两者之间存在的互利共生、偏利共生等多种相互作用关系及其生态效应,并提出了未来的研究重点.     

寨卡病毒与Ⅰ型干扰素反应相互作用研究进展

寨卡病毒(Zika virus,ZIKV)是一种主要通过蚊虫传播的RNA病毒,可引起新生儿小头畸形和成人格林-巴利综合征等严重疾病.目前,ZIKV已扩散至全球70多个国家和地区,对全球公众健康产生严重威胁.研究发现,ZIKV感染可激活包括Ⅰ型干扰素信号通路等在内的一系列抗病毒天然免疫反应,亦可通过多种机制阻断宿主的干扰素反应,借此逃避宿主天然免疫的监控.深入了解ZIKV与宿主干扰素反应相互作用不仅有助于研究ZIKV的致病机制,对开发ZIKV疫苗和研制抗ZIKV药物同样具有重要意义.本文就相关领域研究进展作一简要综述.     

p53修饰及其相互作用的研究进展

p53是一个重要的抑癌分子, 在抑制肿瘤发生发展过程中起关键作用. 正常生理状况下, p53水平很低, 细胞受到外界刺激后, p53水平升高, 稳定性增强, 继而参与细胞周期阻滞、细胞衰老、DNA修复或细胞凋亡等重要的生命过程. p53功能的精确调控至关重要, 涉及一系列翻译后修饰(泛素化、乙酰化、磷酸化、甲基化、泛素样蛋白质修饰等等), 这些作用互相协作、相互影响, 从而精密调节p53的活性. 本文探讨p53的各种修饰作用, 并分析其各种修饰与肿瘤发生的相互关系, 为肿瘤的治疗提供一些参考价值.     

从台风谈起—天文,地质条件与台风

天气学研究领域中,气旋活动是天气分析的重要对象之一,摸清它发生发展以至消亡的规律,对提高天气预报的准确率有重要意义。中国境内的气旋,从发生的源地来分有三类:西来气旋、本土气旋和东来气旋。其中对我国经济建设、国防建设、农业生产和人民生命财产的安全有严重影响的,莫过于东来气旋,即所谓热带气旋,人们都称之为热带风暴或台风。台风是一种涡旋形低压环流系统,伴随着狂风暴     

海洋内孤立波斜相互作用的Mach效应特性实验

当海洋工程结构物或水下航行器在海洋中遭遇异常大振幅内波时可造成损害甚至失事,海洋内孤立波斜相互作用的Mach效应是一种特殊海洋现象,也是异常大振幅内孤立波的重要成因.为了在实验室模拟具有海洋跃层环境中的内孤立波斜相互作用并控制Mach效应的产生,首先将两只直立无底圆柱筒放置在淡/盐水分布的两层流体环境中,淡/盐水混合区模拟海洋密度跃层,保持筒底与筒外水体的交换,以方便形成筒内外混合区的高度差;再将两柱筒平稳迅速移出,利用柱筒内外淡/盐水混合区高度差的重力塌陷扰动形成两列内孤立波,其在交汇区发生斜相互作用,并借助高清图像处理技术结合几何射线方法完成测量.实验结果表明:两列内孤立波斜相互作用性质取决于分层环境、两柱筒之间距离以及两列内孤立波的波幅和相位,上述方法可有效控制分层流实验水槽中Mach效应的产生.进一步分析表明:两列内孤立波相互作用的Mach效应将导致波幅显著增强,传播速度明显增大,且传播方向受两者振幅大小的控制,振幅相差越大所产生Mach效应的临界夹角越大.此外,通过内孤立波斜相互作用的Mach效应实验结果与Kd V,BO和MCC三种理论模型的比较,实验验证了Mach效应对非线性理论模型的适应性.     

浮标基海洋观测系统研究进展

面向海表和海底立体观测与探测的需求,构建了一种新概念的浮标基海洋观测系统,获取时间、空间同步的水文/气象/水质观测数据、海表/海底摄录数据,并实时回传到岸基数据中心.将浮标、海底接驳盒采用光电复合缆连接起来,通过浮标、光电缆为海底观测系统供电;同时,将海底观测信息通过光电缆传输到海表浮标,然后通过卫星通信/无线通信将水面、海底的观测数据传输到岸基,实现了海底、海表观测数据的实时传输.系统在通信、系留、能源等方面进行了全新的设计,并构建了"海底观测(接驳盒)-以太网-光交换机-光电复合缆-光交换机-以太网-卫星(浮标)"的通信链路.为实现浮标系留,采用纤维材料设计了中性的光电复合缆,降低了对浮标储备浮力的要求,并适用于大深度的布放.针对光电缆能源传输方式及海底供电要求,采用风能/太阳光能互补方式供电,采用直流升压/降压等方式解决系留缆直流输电问题.为实现系统在深海的布放,设计了专用绞车.通过绞车依次布放海底节点、缆,避免使用遥控水下机器人安装操作和海底湿插拔技术,降低了系统的成本和试验的风险.通过近海试验,验证了整套通信链路的可靠性,以及系统长期、稳定供电的能力,掌握了系统的布放回收技术.该系统满足了海表、海底实时观测与数据传输的需求,实现了海表、海底的同步观测;并实现了海表/海底摄录数据的实时回传,在深远海声学、地质、地震等方面观测具有重要意义.     

全氟和多氟烷基物质与微生物相互作用的研究进展

近年来,全氟和多氟烷基物质(per-and polyfluoroalkyl substances, PFASs)污染已成为全球性环境问题. PFASs的生产和使用导致其通过多种途径进入并持久存在于环境中.一方面, PFASs会对环境中的微生物产生毒性效应,主要毒性机制包括:增加膜透性、引起氧化应激和诱导DNA损伤,从而使得对PFASs较为敏感的微生物活性降低甚至生长受到抑制.长期作用下, PFASs可以改变微生物群落的组成和结构,并且还有基于微生物的食物链传递风险.另一方面,微生物及其胞外分泌物所形成的生物被膜可以吸附环境中的PFASs,并利用自身分泌的胞外酶(如CSO₃^-键裂解酶、磷酸酯酶和聚氨酯酶),通过铁氨氧化、脱硫和水解等反应转化或降解PFASs.因此,本文系统阐述PFASs与环境微生物的相互作用,重点总结PFASs对细菌的细胞毒性;分析PFASs对环境(土壤、淡水、海洋)微生物群落组成、结构及生态系统物质循环的影响;深入讨论PFASs的微生物转化/降解途径;并结合存在的问题及挑战(如PFASs通过细菌进入食物链、PFASs对微生物群...     

台风与杭州湾潮坪沉积

近年来,滨岸与浅海风暴沉积已成为地学工作者关注的新课题,自1981年以来,我们选择杭州湾北部漕泾等潮坪沉积区作标准剖面,对特大台风期和不同天气条件下的滨岸地     

厄尼诺与西太平洋台风活动

厄尼诺(El Nino)是秘鲁沿岸及赤道东太平洋地区海水温度的异常持续偏高现象。目前,一般都用赤道东太平洋地区的平均海表水温(SST)的持续异常偏高,作为厄尼诺出现的标志,而且把SST持续异常偏高的年份称作厄尼诺年。厄尼诺年SST的正距平通常由3—4月开始,大约维持一年或更长,最大正距平出现在11—12月,强度可达1℃左右。如果赤道东太平洋的SST出现异常的负距平,相对应可以将该年称为反厄尼诺年。 近年来的一系列研究表明,厄尼诺现象的出现,不仅对热带大气环流和天气,而且对全     

高能散射强相互作用唯象学研究进展

高能散射是研究物质基本结构及其相互作用规律的基本实验手段,探索新物理必然涉及的强相互作用唯象分析和精确计算尤为重要.本文围绕强子产生介绍高能散射强相互作用的最新唯象学研究进展,主要包括量子色动力学微扰计算概述、强相互作用软硬界面的预禁闭结构(色连接、重子数涨落等)、色单态预禁闭集团的强子化物理图像及重要的强子化模型(弦...     

北冰洋海洋酸化和碳循环的研究进展

海洋响应大气CO_2升高,引起海水pH和碳酸钙饱和度下降,这一过程称为海洋酸化.海洋酸化可能会对海洋生物和生态系统造成严重危害.在过去的20年中,全球气候变化引起北冰洋发生一系列快速变化,包括:海表温度上升、海冰快速后退、太平洋入流水增多、北冰洋和大气环流异常、淡水储量增加、初级生产力变异等.全球气候变化所诱发的北极快速变化预计将放大北冰洋海洋酸化,通过CO_2吸收和碳输送,北冰洋在响应气候变化较其他大洋更快速和显著.本文以北冰洋近岸碳吸收和碳封存研究,海盆区域表层海水p CO_2变异机理研究,20年来西北冰洋的酸化水体扩张现象为主线,综述了北冰洋快速融冰背景下的区域碳循环研究进展,并分析了其酸化水体增长与过去20年的环境和气候变化之间的联系.     

全球变暖是否导致台风增强:古风暴学研究进展与启示

近年来台风活动异常, 它是全球变暖的结果, 还是处在年代际变化的活跃期, 已经成为全球气候变化研究争论的焦点和热点. 由于台风器测年限太短, 对台风生成、发展和演化的复杂过程和机制认识不足, 特别是对破坏力巨大的超强台风活动规律的认识更是有限, 因此亟需延长台风资料的时间序列. “古风暴学”便是应运而生的一门新学科, 始于20世纪90年代, 通过研究地质记录和历史文献, 重建器测时代之前几百年至数千年的古台风活动规律. 在对近十几年来古风暴学主要研究进展和研究成果进行综述的基础上, 重点讨论了代用记录在古风暴学研究中的发展和前景. 古风暴学研究开始由比较单一地依靠典型风暴沉积特征, 逐步发展为综合运用微体化石、有机元素比值和同位素等方法, 进行风暴事件沉积的判识. 近年来又发展了树轮、洞穴石笋和珊瑚礁等年生长微层的氧同位素分析法. 历史文献资料也得到比较系统的整编和分析. 已有的研究表明, 台风登陆频数与全新世气温长周期波动不存在线性正相关关系; 台风活动与ENSO的关系是长期的、稳定的, La Niña年登陆中国的台风数和登陆中、北美洲的飓风数明显多于El Niño年, 这与现代台风观测资料的分析结果是一致的. 另外, 台风路径受副热带高压的影响, 但二者之间的长周期关系仍不清楚. 这些认识对于理解全球变化与台风趋势性变化有重要的指导意义. 古风暴学研究今后需加强: (ⅰ) 代用记录形成和保存机制的研究; (ⅱ) 不同代用记录的对比验证; (ⅲ) 区分风暴沉积与海啸等其他高能事件沉积; (ⅳ) 古风暴强度的重建工作; (ⅴ) 数值模拟; (ⅵ) 区域性和全球性的古风暴学对比研究, 增强台风发生机制与周期性的研究.     

制造台风

我们都不喜欢台风,因为台风会带来多种破坏性危害。然而,在美国佛罗里达,有一批人却非常喜欢台风,他们不仅常常追逐台风,而且主动制造台风。他们为何要制造人们惧怕的台风?这群制造台风的人并非变态狂,也不是传闻中的恐怖分子,而是佛罗里达大学的研究人员。他们追逐和制造台风的目的是为了研究台风,减少台风带来的危害。制造台风的是美国佛罗里达国际飓风研究中心的研究人员。在包括中国在内的北太平洋西部沿海地区出现的超级热带气旋被称为台风,而在包括美国在内的北大西洋及东太平洋沿海地区被称为飓风。     

台风炸弹

台风,曾夺走了人类无数的生命和财产。书上说,台风是由于内外大气流压强差