1简介

世界各地已注意到海表面温度变化，在不同时间尺度上与全球气候事件相关(Yasunaka and Hanawa, 2002, 2005)。在1976~1977, 1982~1983, 1987~1988 以及1997~1998，印度洋经历了异常变暖，迫使区域气候的突然变化(Nitta and Yamada, 1989;Aoki et al., 2003, Terray and Dominiak, 2005)。广泛报道的在印度洋的变暖事件发生在1997至1998 的El尼诺年，在区域气候和海洋环境产生了一些变化(Sajiet al., 1999; Webster et al., 1999; Murtugudde et al., 2000)。据报道，在阿拉伯海的海温年分布是双模式的，而在阿曼海主要是单模式的（Colborn，1971）。了解海表温度分布及其变异性，为生态系统和气候变化研究提供了依据。SST和叶绿素a含量的年际和季节变化，与半年扭转季风密切相关(Wilson-Diaz et al., 2001; Sarma, 2012; Sarma et al., 2012)。

目前十年间（2000 ~ 2010），见证了在阿曼海岸有害藻类水华的频率急剧增加(Al-Gheilani et al., 2011)。在严重气旋“古努”和“碧”沿阿曼海岸登陆几周前，注意到海温异常和持续增加约2℃(Sarma, 2011)。在阿曼海的温暖期，浮游植物的丰度数值以潜在的有害赤潮甲藻为主(Al-Hashmi et al., 2012)。反常的温度会导致藻类的一个物种开花以及其他种类的下降（Al-Hashmi et al., 2012 and Gomes et al., 2009）。因此，我们研究了阿曼两处的海温变化：阿曼海以及阿拉伯海。这两个地方有不同的气候变暖和变冷模式(Sarma, 2011)。众所周知，厄尔尼诺-尼诺/妮娜事件对全球海温和天气模式有影响，我们在研究地点对比了海温分布与ENSO指数（MEI）(Wolter and Timlin, 1993)。此外，我们研究了SST模式与在阿曼观察到的赤潮事件频率的关系。

2数据与方法

在两个地点的同一程度上，每月的海面温度（SST）数据：阿曼海马斯喀特(23°~24° N, 59°~60° E)以及阿拉伯海Masirah岛(19°~20° N, 58°~59° E)（图1），从1961至2010期间哈德利中心的海表面温度数据获得。使用一个二阶段减少空间的最优插值程序对HadISST1温度进行重构，其次是质量改进的网格叠加观察到重建恢复局部细节(Rayner et al., 2003)。年平均温度从每月SST数据计算而得，海温异常（SSTA）从该研究的个体价值减去整个数据的平均值（1961 ~ 2010）计算而得。赤潮数据来自阿曼农业和渔业财富部海洋科学和渔业中心。

3结果

3.1季节和年际模式

从1961年到2010年在两个研究地点的年平均温度如图2a所示：在这50年期间，明显的变化穿插准固定条件下的海温分布是显而易见的。在阿曼海马斯喀特区，是一个半封闭水体，总是比沿阿曼东海岸的阿拉伯海Masirah地区温暖。1960年至1968年之间，马斯喀特和Masirah在SST之间的差异大于1℃，Masirah地区更为寒冷。这两个位置之间的SST差异是0.6℃至1℃的温度范围内：1983年后，强烈的振荡，导致在2000~2010年间逐渐减少到约0.5℃，明显见于（图2b）。在研究期间，阿曼地区作为一个整体经历夏季变暖增加，再加上冬季变冷减少，尤其是在Masirah沿岸。

图 2 (a, 左) 1961年至2010年，马斯喀特SST的年平均分布（实线）和Masirah（虚线）为；（b，右）1961年至2010年，研究地点（马斯喀特-Masirah）年平均温度之间的差异

图3a和3b显示在两个研究地点的季节平均温度。1961 ~ 1980期间，马斯喀特夏季海温变化在27.4℃至28.2℃之间，至1983年几乎保持稳定在28℃（图3 a）。在1987年这种准稳态出现波动，在1988至1996年间，SST在27.5℃至28.6℃之间表现出强烈的振荡。后来，振幅的变化逐渐衰减，另一个阶段的准稳态的温度一直持续到2007年。类似的趋势被注意到在这个位置的冬季。夏季和冬季海温差异大（约4℃）。海温与时间线性回归的斜率，在夏季为0.013℃，冬季为0.014℃，相对于马斯喀特的冬季，这显示夏季海温增加缓慢。

图 3 (a, 左) 研究期间马斯喀特沿岸，夏季平均海温（红色实线）和冬季平均海温（蓝色实线）。（b，右）研究期间Masirah沿岸，夏季平均海温（红色实线）和冬季平均海温（蓝色实线）

Masirah岛海温季节性（图3b）显示，在1961至1983年间，夏季（5月至8月）海温变化为24.4℃至25.8℃之间。在1993～1983年间，SST表现出强烈的振荡，并迅速增加到26.8℃。后来从1994年，当振荡的幅度减少，而海表温度继续增加，直到2010年。在冬季（12月至3月），平均季节性SST变化约至25℃，直到1982年非常接近夏季SST趋势。夏季和冬季温度的区别逐渐增大，而SST本身在这两个季节不断增加。夏季海温与时间线性回归的斜率为0.032℃，但在冬季该值降为0.013℃，显示Masirah岛SST在夏季快速增加以及冬季期间增长缓慢。

在研究地点夏季和冬季海温的地域差异如图4a和4b所示。虽然研究地点仅相隔4°纬度，但季节性升温和降温的程度有明显的不同。1960年 ~ 1983年期间，Masirah岛屿夏季和冬季海温变化约为（25±0.6）℃。1984年后，夏季变暖的影响都被认为无论是在夏季和冬季的更高夏季变暖。最小的SST也转移到一个更高的底部约0.5℃在post-1984年间。我们已经计算的热含量和热量存储从平均每年的海表温度假设一个混合层深度为20米，以评估在研究期间在上层储热的变化(Morrison et al., 1998; Gundersen et al., 1998)。在研究期间，虽然热含量略有增加，但热储存的变化并不显着。

Figure 4 (a, 左) 在研究期间马斯喀特夏季平均海温（实线）和Masirah（虚线）。在研究期间（B，右）马斯喀特冬季平均海温（实线）和Masirah（虚线）

马斯喀特的SST季节分布主要是单峰的，SST只有一个峰值，出现在夏季（五月至九月）但在8月的一个短暂且弱的冷却期中断。在东北季风（NEM）期间（一月至三月）, 温度大约低于平均温度的峰值4℃。季节性，负海温逐渐降低，接近四月中旬平均温度。在夏季，随着气候变暖，海温异常变得活跃并且更大（大于4℃），十一月逐渐趋向于负值。因此，在一般情况下，马斯喀特的海温分布显示从5月到十月的六个月升温阶段，从十一月到四月的六个月冷却期。

Masirah岛的SST季节模式具有双模态分布，交替加热和冷却时间短。Masirah岛屿冬季冷却阶段在十二月开始，海温仍高于十二月上半月的年平均温度。负海温异常，冬季冷却期（十二月二月），观察到小于3℃。升温阶段3月开始一直持续到5月，从六月到九月当夏季冷却产生负海温。在十月至十二月中旬之间，出现了一个次生的暖化阶段。因此，在Masirah岛地区，观察到约三个月的加热/冷却的带宽。

3.2 El尼诺和La妮娜对阿曼SST模式的影响

为了研究全球气候事件之间的联系，如在阿曼的El尼诺和当地SST，我们比较了阿曼SST模式与多元的El尼诺南方涛动指数（MEI）。El尼诺南方涛动（ENSO）的影响可以看出从马斯喀特和Masirah岛年平均海温分布（图5a）。当增加的MEI发生时，在阿曼研究地点的海温增加。长时间的，从1999年至2002年间的研究地点，负的MEI表现出较低的温度。在所有的几个月中，四月至五月的MEI相比在研究地点的年平均海温表现出较好的相关性（R2 = 0.3），（图5b）。尼诺年与海表温度和妮娜年数有很好的相关性，与海温的低点有很好的相关性。该关系更好时，El尼诺、La妮娜时代强（MEI > 2）。

 
图 5 (a, 左) 多元ENSO指数（MEI）叠加在1961至2010年间的平均海温（马斯喀特实线，Masirah虚线，MEI红色实线）。（b，右）MEI（四月至五月）和马斯喀特海温之间的关系

3.3阿曼的有害赤潮(HAB)事件

从1988年至2010年发生在马斯喀特附近的赤潮事件如图6a所示。于1991年观察到赤潮事件的最低数量。随后，赤潮事件到1994年逐渐增加到六次，然后到1995年频率突然减少到两次。在1995至2002年间，藻类大量繁殖增加，之后记录到赤潮事件迅速减少，直到2004年，只有两个事件被记录。赤潮发生频率急剧增加，从2006年三次到2010年十四次，当年藻类大量繁殖。在2006年冬季，蓝藻水华空间广泛和持续了几周，因此，赤潮事件较小的在2006年有所记录，但长期性质和这藻类的高丰度(Khalid Al-Hashmi, 未出版的数据资料)对渔业的影响相当(Al-Gheilani et al., 2011)。在阿曼的SST和赤潮频率之间的关系（图6b）表明 SST随在阿曼发生赤潮增加相关（R2 = 0.3）。在2009和2010中观察到的赤潮事件的最高数字（14），与具有较高的SST和甲藻赤潮为主的相关。

图 6 (a, 左) 沿阿曼有害赤潮的频率。（b，右）沿阿曼有害赤潮沿阿曼的SST和频率之间的关系

直到2008年，大多数事件是由夜光藻赤潮藻为主，在阿拉伯海也发生（Gomes et al., 2009）。在2009年观察到的赤潮高频完全是Cochlodinium  polykrikoidesbloom。Cochlodinium polykrikoidesbloom是该地区的一种稀有物种，但这赤潮事件是记录中最大、持续时间最长的，在阿曼曾经造成在马斯喀特和Masirah研究领域的大量鱼类死亡(Al-Gheilani et al., 2011)。在2010年间，赤潮事件频率一样高，但有机体是N. scintillans，2009年后 C. polikrikoides没有回到阿曼地区。

4讨论

海温分布表明，阿曼海总是比西方的阿拉伯海上Masirah岛温暖。西南季风及其相关的过程，如上升流和水平平流在这个地区（Fischer et al., 2002）中断了Masirah岛夏季变暖。马斯喀特区位于近土地阿曼锁海，因此通风不良耦合高绝缘和流入波斯湾的温暖海水可能是对于阿曼海较于Masirah岛屿地区温暖有影响。海温与时间线性回归的斜率显示，在夏季的两个位置之间的变化模式的显着差异，相对于马斯喀特区，Masirah岛较高的斜率显示在这个位置快速变暖。今年的年度平均海温年差异显示一个大的转变在1983-1984年El尼诺在研究地点。在马斯喀特SST增加0.32℃，Masirah岛屿0.53℃，高于1984 ~ 2010年间年平均值。在1984年显著升温前马斯喀特平均海温为26.4℃(1961~1984)，在2010～1985年间增加到26.8℃。同样，Masirah岛屿的平均海温在1961 ~ 1984年间为25.6℃，在1985~2010年SST增加到26.1℃。马斯喀特冬季和夏季之间的SST范围比上世纪60年代早期Masirah岛大得多；这可能是在季风迫使这些地点的强度的结果。在最近的十年(2000~2010)中，这两个地点的季节性差异逐渐减少。年内方差和标准差在不同月份的海温为整个研究期间表现出较高的方差（> 0.2）从马斯喀特在四月、八月和十二月在西南和东北季风之间的过渡发生。同样，从Masirah岛，在七月的差异大（0.88）当西南季风的高峰期。

赤潮发生在世界各地的海洋，但近年来甲藻有毒赤潮加剧且遍布世界各(Gomes et al., 2009; Hallegraeff, 2004; Anderson, 1997)。有害藻类大量繁殖仅限于温带水域，但自1990年代以来，这些藻类已蔓延到热带和亚热带地区(Maclean and White, 1985; Hallegraeff, 1993)。在阿曼海岸的赤潮越来越频繁，1976年至1999年发生47次赤潮事件，2000年至2011年发生76次(Al-Gheilani et al., 2011; Al-Azri et al., 2012)。赤潮和浮游植物丰度与海温变化密切相关(Al-Hashmi et al., 2012)。在阿曼海域赤潮事件记录最多的是在一月至四月以及八月至九月，然而在阿拉伯海，赤潮发生在八月至十月以及二月至三月。这些时间一般是较冷的阶段但普遍增加变暖减少冷却逐步使该地区在冬季有利于赤潮。除了负面影响旅游业，这些事件对当地的渔业和海水淡化厂有不利影响。以上的赤潮超过80%是由甲藻引起的，特别是N. scintillans (Al-Ghilani et al., 2011; Al-Azri et al., 2012)。对藻类水华的SST和频率的比较（图2a和6a）表明，赤潮频率的增加或减少分别与SST的增加或减少密切相关。当平均每年的海温低于前一年，2008年是一个例外，赤潮频率加大且全年均有发生。在随后2009年，Cochlodinium polykrikodes在阿曼海岸记录在该地区已知的历史上第一次出现的藻类。

甲藻水华分层比较常见，营养贫乏的热带和亚热带海域硅藻水华藻能更好适应于低光照和营养贫瘠的条件(Lalli and Parson, 1997; Van den Hoek et al., 1995)。在阿曼海硅藻水华下降了2倍，1997 ~ 2007期间甲藻丰度增加(Piontkovski et al., 2011)。上升的海温发展水柱分层导致上层海洋的效率降低，从大气中吸收氧气，因此，地下水中溶解氧变得很低。由于甲藻可以游动，可以游到灯光下的养分生活在水体分层；而硅藻出现在动荡的或混合的水域。甲藻在阿拉伯海藻类水华的分布随着硅藻生物量的下降而增加(Gomes et al., 2009)。至少有两种不同的机制，藻类大量繁殖会对海洋环境造成损害：溶解氧的毒性和消耗。低氧条件下（1.8 ~ 2.6毫克/升）N. scintillans bloom有所报道Al-Ghailani et al (2011)。Al-Ghailani et al (2011) 报道马斯喀特海域鱼的大量死亡是由于局部低氧（1 ~ 2 mg/L）。在1998年夏季的阀值增加到高于阈值(35℃)的37℃，据报道这是杀死阿拉伯海湾卡塔尔鱼类的主要原因(Al-Ansi et al., 2002)。此外，增加SST的趋势也可能是对近年来发现在阿曼地区的天气异常有影响(Sarma, 2011)。

5结论

1984年后，随着增加夏季加热和减少冬季冷却使上层海洋变暖，马斯喀特的SST比年平均值增加了0.32℃，Masirah增加了0.53℃。Masirah岛升温更迅速了，冬季风强迫盛夏冷却。1982 ~ 1983 El尼诺（MEI ~ 3）通过提高最低SST1985后比几十年前更高的基部，大幅改变阿曼海域的热特性。1982~1983年间El尼诺事件后，在两个研究地点发现一个稳定的变暖。在两个位置的海温表现出快速增加，在目前十年中，在温暖的海面上的范围转移似乎已经建立。与其他月份相比，阿曼的SST表现出与四月至五月MEI较好的相关性。因此，四月至五月MEI作为一个有用的指标，可以预测阿曼的海温变化和依赖的水华动力学。在SST的增加似乎有利于马斯喀特和Masirah岛的有毒或有害赤潮甲藻。水体分层可能限制了丰富的硅藻和甲藻种群的数量Al-Hashmi et al (2012)。需要进一步的调查，以建立清晰和机械的MEI之间的联系，SST和赤潮丰度预测生态系统破坏了阿曼发作赤潮事件。

参考文献

Al-Ansi M.A., Abdel-Moati M.A.R., and Al-Ansari S., 2002, Causes of fish mortality along the Qatari waters Arabian Gulf, International Journal of Environmental Studies, 59: 59–71
http://dx.doi.org/10.1080/00207230211956

Al-Azri A.R., Piontkovski S.A., Al-Hashmi K., Al-Gheilani H., Al-Habsi H., Al-Khusaibi, and Al-Azri N., 2012, The Occurrence of Harmful Algal Blooms (HABs) in Omani coastal waters, Aquatic Ecosystem Health and Management Society, 15 (S1): 56-63

Al-Gheilani H.M., Matuoka K., Al-Kindi A.Y., Amer S., and Waring C., 2011, Fish kill incidents and harmful algal blooms in Omani waters, Journal of Agriculture and Marine Science, 16: 23-33

Al-Hashmi K., Sarma Y.V.B., Claereboudt M., Al-Azri A.R., Piontkovski S. A., and Al-Habsi H., 2012, Phytoplankton community structure in the Bay of Bandra Khyran, Sea of Oman with special reference to Harmful Algae, International Journal of Marine Science, 2 (4): 24-35
http://dx.doi.org/10.5376/ijms.2012.02.0004

Anderson D.M.,1997, Bloom dynamics of toxic Alexandrium species in the Northeastern United States, Limnology and Oceanography, 42: 1009-1022
http://dx.doi.org/10.4319/lo.1997.42.5_part_2.1009

Aoki S., Yoritaka M., and Masuyama A., 2003, Multidecadal warming of subsurface temperature in the Indian sector of the Southern Ocean, Journal of Geophysical Research, 108: 8081

Claereboudt, M., Hermosa, G., and McLean, E. 2001, Plausible cause of massive fish kills in the Gulf of Oman. 2001. In: Proc. 1st International Conference on Fisheries, Aquaculture and Environment in the NW Indian Ocean (Ed. Claereboudt, M., Goddard, S., Al-Oufi H., and McIlwain E.) Sultan Qaboos University, Muscat, Sultanate of Oman, pp. 123-132

Colborn J.G., 1971, Thermal Structure Dynamics in the upper 500 meters of the Indian Ocean, Technical Paper NUC TP 266, Naval Undersea Research and Development Center, San Diego, USA, pp.102

Fischer A.S., Weller R.A., Rudnick D.L., Eriksen C.C., Lee C.M., Brink K.H., Fox C.A., and Leben R.R., 2002, Mesoscale eddies, coastal upwelling, and the upper-ocean heat budget in the Arabian Sea, Deep-Sea Research--II, 49: 2231-2264

Gomes H.R, Matondkar P., Parab S., Goes J., Pednekar S., Al-Azri A., and Thoppil P., 2009, Unusual blooms of the green Noctiluca miliaris (Dinophyceae) in the Arabian Sea during the winter monsoon, In: Wiggert J.D., Hood R.R., Naqvi S.W.A., Brink K.H., and Smith S.L., (eds.), Indian Ocean biogeochemical processes and ecological variability American Geophysical Union, USA.
http://dx.doi.org/10.1029/2008GM000831

Gundersen J.S., Gardner W.D., Richardson M.J., and Walsh I.D., 1998, Effects of monsoon on the seasonal and spatial distributions of POC and chlorophyll in the Arabian Sea, Deep-Sea Research-II, 45: 2103-2132
http://dx.doi.org/10.1016/S0967-0645(98)00065-4

Hallegraeff G.M., 1993, A review of algal blooms and their apparent global increase, Phycologia, 32: 79–99
http://dx.doi.org/10.2216/i0031-8884-32-2-79.1

Hallegraeff G.M., 2004, Harmful algal bloom: a global overview. In: Hallegraeff G.M., Anderson D.M., and Cembella A.D. (eds.), Manual on harmful marine microalgae, 11, IOC, UNESCO, Paris, pp.794

Lalli C.M., and Parsons T.R., 1997, Biological oceanography, an Introduction, 2nd edition, Butterworth-Heinemann, Oxford. pp. 306 PMCid: 1284026

Maclean J. L., and White A.W., 1985, Toxic dinoflagellate blooms in Asia: A growing concern. In: Anderson D.M., White A.W., and Boden D.G. (eds.), Toxic Dinoflagellates, Elsevier, New York, 1985, pp. 517–520

Mathews C.P., Al-Mamary J., and Al-Belushi J., 2001, Impacts of upwelling, red tides and related oceanographic events on the fisheries of Muscat, Batinah and Oman, Ministry of Agriculture and Fisheries Report, pp.17

Morrison J.M., Codispoti L.A., Gaurin S., Jones B., Manghnani V., and Zheng Z., 1998, Seaonal variation of hydrogrphic and nutrient fields during the US JGOFS Arabian Sea Process Study, Deep-Sea Research-II, 45: 2053-2102
http://dx.doi.org/10.1016/S0967-0645(98)00063-0

Murtugudde R., McCreary Jr. J.P., and Busalacchi A.J., 2000, Oceanic processes associated with anomalous events in the Indian Ocean with relevance to 1997-1998, Journal of Geophysical Research, 105: 3295-3306
http://dx.doi.org/10.1029/1999JC900294

Nitta T., and Yamada S., 1989, Recent warming of tropical sea surface temperature and its relation to the Northern Hemisphere circulation, Journal of Meteorological Society of Japan, 67: 375-383

Piontkovski S.A., Al-Azri A.R., and Al-Hashmi K.A., 2011, Seasonal and interannual variability of chlorophyll a in the Gulf of Oman compared to the open Arabian Sea regions, International Journal of Remote Sensing, 32: 7703-7715
http://dx.doi.org/10.1080/01431161.2010.527393

Rayner N.A., Parker D.E., Horton E.B., Folland C.K., Alexander L.V., Rowell D.R., Kent E.C., and Kaplan A., 2003, Global analyses of sea surface temperature, sea ice, and marine air temperature since the late nineteenth century, Journal of. Geophysical Research, 108: 4407
http://dx.doi.org/10.1029/2002JD002670

Saji N.H., Goswami B.N., Vinayachandra P., and Yamagata T., 1999, A dipole mode in the tropical Indian Ocean, Nature, 401: 360-363
http://dx.doi.org/10.1038/43854 PMid:16862108

Sarma Y.V.B., 2011, The regime shifts in the sea surface temperature off Oman: Implications to regional climate and marine environment, Proc. Intl. Conf. Effects of Emissions and Effluents on Environment (EEEE-2011), Andhra University, India, 23-24 December, 2011.

Sarma Y.V.B., 2012, Long-term changes in sea surface temperature and response of the local weather and marine environment around Oman, Proceedings of 15th Biennial Challenger Conference, University of East Anglia, Norwich, UK, September, 2012, 2-6, 2012 (abstract).

Sarma Y.V.B., Al-Azri A., and Smith S.L., 2012, Interannual variability of chlorophyll-a in the Arabian Sea and its marginal gulfs, International Journal of Marine Science, 2: 1-11
 http://dx.doi.org/10.5376/ijms.2012.02.0001

Terray P., and Dominiak S., 2005, Indian Ocean sea surface temperature and El Nino-Southern Oscillation: A new perspective, Journal of Climate, 18: 1351-1368
http://dx.doi.org/10.1175/JCLI3338.1

Van den Hoek C., Mann D., and Jahns H., 1995, Algae: An introduction to phycology, Cambridge University Press, England.

Webster P.J., Moore A.M., Loschingg J.P., and Leben R.R., 1999, Coupled ocean-atmosphere dynamics in the Indian Ocean during 1997-98, Nature, 401: 356-360
http://dx.doi.org/10.1038/43848 PMid:16862107

Wilson-Diaz D., Mariano A.J., Evans R.H., and Luther M.E.,2001, A principal component analysis of sea-surface temperature in the Arabian Sea, Deep-Sea Research-II, 48: 1097-1114
http://dx.doi.org/10.1016/S0967-0645(00)00132-6

Wolter K., and Timlin M.S., 1993, Monitoring ENSO in COADS with a seasonally adjusted principal component index, Proc. 17^th Climate Diagnostics Workshop, Norman, 12 OK, NOAA/N MC/CAC, NSSL, Oklahoma Clim. Survey, CIMMS and the School of Meteor., University of Oklahoma, 52-57, 1993.

Yasunaka S., and Hanawa K., 2002, Regime shifts found in the northern hemisphere SST field, Journal of Meteorological Society of Japan, 80: 119-135
http://dx.doi.org/10.2151/jmsj.80.119

Yasunaka S., and Hanawa K., 2005, Regime shift in the global sea surface temperatures: Its relation to El Nino-Southern Oscillation events and dominant variation modes, International Journal of Climatology, 25: 913-930
http://dx.doi.org/10.1002/joc.1172