九州西侧海域129°E断面的流速和温盐结构特征

根据中、日合作黑潮调查研究期间（1987－1993年）在九州西侧海域获得的水文资料，计算了129°E断面的地转流速和流量。着重提出129°E断面北侧存在一支较稳定的西向流；分析这支西向流的去向，指出它是向对马暖流输送黑潮水的重要途径；给出了这支西向流及黑潮通过该断面的流速、流轴、流幅及流量的变化特征。     

黑潮双流态特征的动力学研究

在黑潮数千公里的流程中,以日本以南海域路径的变动最引人注目.在该海区,黑潮存在着两种准稳定的流态,即双流态(bimodal):一种是沿着日本南部海岸的平直路径,另一种是在本州以南离岸几百公里的大弯曲路径,大弯曲(顺流动方向)的左侧伴有大型冷水团出现,如图1所示[1].     

黑潮与东海水交换研究

利用高分辨率ROMS(regional ocean modeling system)数值模式模拟东海地区的多年平均流态。数值模拟结果在黑潮的流速、路径、流量等方面与近年来对黑潮的认识相一致。利用模式结果,计算东海及邻近海域主要水道的水通量。结果表明:台湾海峡、中国台湾-西表岛之间水道是海水进入东海的主要通道,对马海峡、吐噶喇海峡、大隅海峡与西表岛-宫古岛-冲绳岛-庵美大岛之间水道是海水流出东海的主要通道。分析PN断面的流量的变化特征,结果表明黑潮流量在春季与夏季较大,秋季与冬季较小,年平均流量为24.16 Sv,与前人研究结果一致。计算跨越200 m等深线的年平均净向岸体积输送为0.99 Sv,在台湾东北与九州西南地区表现为黑潮入侵陆架地区,年平均入侵流量分别为1.907 Sv与0.065 Sv,在黑潮中段地区,跨越200 m等深线流量呈现交错状分布,年平均净通量为0.982 Sv,表现为由东海陆架地区流向黑潮。上述结果对黑潮与东海之间物质与能量交换研究有一定参考价值。     

诺阿卫星红外信息数字化反差增强图象中东海表层水系配置的解译

长期以来，海洋学界为阐明黑潮与陆架水的混合机制，长年累月进行着现场调查与研究。本文在此提出应用卫星红外信息，能够直观、快速、大范围和同步获取作为其中一个主要环节的表层水系配置。这至少对东海表层水来说，进一步认识对马暖流及其分支黄海暖流的主体是源于黑潮水系和陆架水的混合水，而不是日本九州西南海域分出来的黑潮水，有着重要的意义。     

中、日黑潮合作调查完成首航任务

国家海洋局组织的中、日海洋学家参加的黑潮合作调查,已于1986年5月20日—6月30日胜利地完成了首航任务。调查海区为东海东北部海区,日本列岛以南海域。完成13条断面线,88个测站和3个测流浮标站,共获得各站海面气象要素、各层水温、盐度、     

诺阿卫星红外信息数字化反差增强图象中东海表层水系配置的解译

前言 长期以来,海洋学界为阐明黑潮与陆架水的混合机制,长年累月进行着现场调查与研究。本文在此提出应用卫星红外信息,能够直观、快速、大范围和同步获取作为其中一个主要环节的表层水系配置。这至少对东海表层水来说,进一步认识对马暖流及其分支黄海暖流的主体是源于黑潮水系和陆架水的混合水,而不是日本九州西南海域分出来的黑潮水,有着重要的意义。     

β螺旋方法在黑潮流速计算中的应用 Ⅰ.台湾以东海域

基于1965年9月和1966年3月在台湾以东黑潮海区两个航次的CSK水文调查资料,采用β螺线方法对调查海区进行流速计算.首先,对方法进行研讨.其次,对台湾以东黑潮流域进行流速计算,其结果表明:(1)在台湾以东,黑潮存在着季节变化;(2)深层流有一些重要特征,例如,对两个航次的计算都揭示了台湾东岸附近位于苏澳-与那国岛海脊以南的逆流;1965年9月在深层1200-1500m存在一个气旋式涡,并且,该涡与深层的冷水团有很好的对应.     

根据漂流浮标资料对黑潮15m层流路及流轴特征的分析

利用1979-02—2012-03共33a的水帆位于15m层的Argos漂流浮标资料,绘制黑潮流系15m层的多年年平均和月平均流场,运用特征线方法计算得到黑潮流轴,定义黑潮流动路径的边界为流速大小20~30cm/s的过渡性区域。结果显示:黑潮多年年平均流路大致是一个以(13°30′N,142°00′E)为圆心、2 235km为半径的直角弧段,其在吕宋海峡、台湾东北、九州西南及伊豆海岭附近海区发生气旋式弯曲前先进行反气旋式弯曲调整,弯曲处出现的路径开口主要是支流的并入或分支的流出;黑潮流轴整体性偏向黑潮左边界,其中在吕宋岛东北至台湾以东海域最为显著,在本州岛以南海域次之,而在东海段基本居中;黑潮流路上的流速在总体上由南向北呈增大趋势,但并非沿流路持续性逐渐增加,而是呈现出较平直流段的大流速区和弯曲调整流段的低流速区相互交错的状况,其中四国岛以南至伊豆诸岛以西流段的流速为最大。多年月平均流场显示,2月,5月,8月和11月这4个月份是黑潮流路和流轴发生变化的重要转折期,而1月,4月,7月和10月这4个月份则是各季节的代表月份。其中,冬季月份的黑潮流路和流轴最为曲折,向边缘海发生显著入侵;夏季月份的黑潮流路和流轴最为平直,左侧伴随有北向流动;春、秋两季的过渡性特征则比较明显。     

模糊目标函数聚类算法及其在东海黑潮水团分析中的应用

由于受陆架海区气候、海底地形等影响,使东海黑潮及其邻近海域的水团划分与分析较为困难,本文应用模糊目标函数的聚类算法对这个海区的水团进行了划分与分析,文中详细地叙述了这种算法的基本原理与计算步骤,包括对原始样本资料进行加权处理,利用Fuzzy伪F统计比率选择子模式样本确定水团个数和利用隶属度公式确定水团边界以及逐步修正模糊协方差矩阵和聚类中心的过程,由于采用这种方法,该海域的水团得到了一种最佳的划分.本文采用1986年5、6月中日合作黑潮调查资料进行计算,计算结果表明,本海区存在属于两种基本类型的8个水团和一个混合区,它们是:一、黑潮水:1.黑潮表层水(K_f);2.黑潮次表层水(K_s);3.黑潮中层水(K_c).二、混合水:1.东海混合水(E);2.福建东北部海域混合水(F_em);3.黄海上层混合水(Y_f);4.对马暖流表层水(T_suf);5.屋久岛南部海域表层水(U_f),此外,有一个混合区(M_k).     

我所1986年黑潮调查研究概况

按“国家海洋局中日黑潮合作调查研究总体方案”要求,1986年中日黑潮合作调查研究为“普查”阶段。东海黑潮拟完成四个季度调查而取得完整资料,以便了解黑潮进入东海后产生的变异、水文特征、海水流动状况及生物、化学要素的分布等情况。对日本以南和琉球群岛以东海域的调查,这属首次。着重了解该海域各种海洋要素的分布特征。     

长江口、济州岛海域温、盐分布探讨

分析了长江口及济州岛以南海域温盐分布特征,指出黄海沿岸水在向南运动过程与外海水混合变性的某些规律;指出表层长江冲淡水影响的厚度及范围;阐述了黄海低温低盐水与黑潮高温高盐水的侧向相互作用,在济州岛南部海域形成了多跃层结构和逆盐逆温现象,并对整个调查海区的跃层现象进行了分类和分析。此外还分析了黄海沿岸水下沉与黑潮次—中层水爬升对东海北部底层冷水的影响。     

台湾东侧黑潮区域海水的T-σt关系及其在动力计算中的应用

迄今为止的调查研究表明,海洋中的海流,特别是那些流速较大的强流:大都以地转流为其主要成份。因此,可以根据地转关系,应用观测所得的海水质量分布(即温、盐度或密度分布)计算出与实际较为相符的流速流量。这种过程就是海流的动力计算。 但是,由于温度资料比盐度资栂精确且易得,因此,人们在根据海水质量分布计算海流时,曾进行了种种简化,试图只根据温度分布及变化来研究海流。这大致可分为下列两方面： 其一,认为海水密度分布主要决定于温度,如果仅欲求得海流分布变化的粗略结果,可以不考虑盐度,直接根据单一的温度分布来计算流速流量。近年来,国内外所开展的一些工作,已为这种简化提供了初步的但较有力的证据。例如, Bryden(1974)通过对中大洋动力实验(MODE)区域两个锚锭站的温度和海流实测资料的分析,得出了水平流速的垂直切変和温度水平梯度的垂直积分之间颇为一致的关系。管秉贤在研究通过苏澳一与那国岛断面的黑潮的变异时,找到了100-200米水层处的温度水平梯度最大值与流量之间较好的关系。 其二,为了求得较为精确的结果,引入了平均的T-S关系曲线来考虑盐度分布对密度的影响。例如, Emery和Wert(1976)曾利用太平洋上每10°方格海域中的平均T-S曲线,对大量的温度断面进行了动力高度计算。所得结果,除了个別区域外,与用温盐资料算得的动力高度相比,误差都比较小。另外,在中大洋动力实验中,对许多只有温度而没有盐度资料的观测站,也是应用该海区的平均T-S曲线进行动力计算的。 本文应用国际黑潮合作调查(CSK)资料,对台湾东侧黑潮区域的水温(T)和条件密度(σt)进行比较,得出了这一区域的T-σt的相关关系式。运用这一关系式对该海区的温度断面进行动力计算,所得流速与用经典的动力计算方法得到的地转流速相比,其方向和量级都是一致的。另外,对东海的黑潮区域的海水,也用本关系式进行了讨论。     

基于Argos漂流浮标的东海黑潮特征分析

基于1979—2008年的表面漂流浮标资料,在选定区域(21°～33°N,120°～132°E)内对3个东海黑潮特征断面上的表层流速结构进行分析。选取的特征断面分别是位于台湾东北东海黑潮南段的SS断面,位于黑潮所流经东海的中央地段的PN断面和位于日本九州与奄美群岛之间的TT断面。Argos漂流浮标资料的统计结果能够较好地反映东海黑潮不同流段的主要特征及其季节变化。东海黑潮中段相对于其他流段流速强、流幅宽、流量大的特征最为显著,也最为稳定。     

黄海、东海入海气旋爆发性发展过程的海气相互作用研究

基于 1 999年 6月中、韩、日三国联合调查的两个航次资料 ,对“黄东海入海气旋爆发性发展过程的海气相互作用研究”项目进行了物理海洋学与气象学相结合的研究 ,也结合了历史调查资料的研究 ,得到了以下主要结果 :( 1 )以 1 999年 6月资料与历史调查资料对黄海、东海海域黄海冷水团 ,长江冲淡水 ,黄海沿岸流 ,台湾暖流 ,黑潮及其两侧冷、暖涡等进行了水文分析 ,并采用了改进逆方法 ,P矢量方法 ,三维海流诊断、半诊断模式与预报模式 ,MOM2模式等 ,计算了 1 999年 6月与历史资料调查期间黄海、东海海域环流 ,结合锚碇测流与ADCP测流等的实际观测 ,揭示了调查海区各流系的时空变化 ,以及它们的相互作用 ,指出这些流系的相互作用对入海气旋发展过程有重要影响 .( 2 )计算了调查海区各流系的流速与流量分布等 .( 3)阐明了气旋发展过程中对海洋的反应 .( 4 )在 1 999年 6月海上调查时期观测发现 ,在气旋中心区等存在负的潜热通量和感热通量 .出现负的潜热通量和感热通量的海域分别位于黑潮以西、温度相对低的气旋涡区域 ,黄海沿岸水向东南方向流动 ,然后作气旋式弯曲处 ,济州岛西南冷的、气旋...     

琉球群岛以东的西边界流与东海黑潮流量时空特征的研究

通过最新的高分辨率再分析海洋数据资料,对于东海黑潮以及琉球群岛以东海域的海流进行了研究。结果表明琉球群岛以东西边界流最大流速出现在600~1200 m深度的地形坡度最大处,大小约为0.2 m/s。由于冲绳岛以南庆良间水道的水交换对于东海黑潮流量有重要的影响,东海黑潮的平均流量从南向北逐渐递增,平均流量为28×106~35×106m3/s;琉球群岛以东的西边界流流量则比东海黑潮小一个量级,平均值小于其变化的方差;由于受庆良间水道海流的影响,冲绳岛东侧的流量要远小于奄美大岛东侧的流量。同一纬度大洋中西传的Rossby波对琉球群岛以东的西边界流有较大影响,因此琉球群岛以东西边界流的流量有大约100 d的显著变化周期。庆良间水道以南的东海黑潮由于主要受台湾以东黑潮流量的控制,也有大约100 d的显著变化周期,庆良间水道以北的东海黑潮则没有该特征。     

中国近海及其邻近海域海气热通量的模式计算

应用美国宇航局Goddard地球观测系统四维资料同化系统计算和分析了近海海域感热通量和潜热通量的季节性变化规律和地理分布特征.结果表明,近海各季感热通量冬、秋季较大,春、夏季较小.其地理分布特点是冬季感热通量的分布随纬度变化十分明显,纬度越高感热通量越大,且等值线分布密集.在台湾以东、日本以南海域,感热通量等值线呈西南一东北走向.在南海海域,感热通量比周围海域略低,感热通量等值线在该海域呈一低值倒槽分布;潜热通量冬、秋季在台湾东北部、日本南部和东南部海域形成最大值区,等值线呈西南东北走向.春、夏季在黄海海域存在潜热通量的极小值区,同时春季在日本南部海域存在潜热通量的极大值区或最大值区.因为台湾以东、日本以南海域正好是黑潮流经的区域,所以此海域的热通量与黑潮有密切关系.     

黑潮的涡分辨率数值模拟

本文利用涡分辨率的HYCOM模式,以NCEP月平均再分析资料(1979—1993)为驱动场,并采用单向数值嵌套的方式对黑潮流域进行数值模拟,成功模拟了黑潮流域的高分辨率流场特征。模拟结果显示:黑潮路径符合前人对黑潮的认识;在地形和流量的共同作用下,黑潮对吕宋海峡的入侵呈现多平衡态的特征;日本以南的黑潮路径发生多种时间尺度的摆动(从季节内到年际)。黑潮在PN断面上流速跟同期观测十分相符,流轴集中在陆架破折处,季节变化较弱。台湾岛以东黑潮,东海黑潮以及吐噶喇海峡黑潮的流量符合对应时期观测,并且各自呈现出不同的变化特点。     

春季东海黑潮锋面涡旋的观测与分析

本文根据1992年春季东海黑潮锋面涡的专题调查资料,分析了黑潮锋面涡的基本形态以及它在陆架-黑潮水相互交换中的作用。其主要结果是:(1)在30°N以南黑潮锋面涡呈折叠波状,其倒卷暖水舌的厚度约50m,冷中心呈带状;(2)在锋面涡的卷挟下,陆架混合水被卷入黑潮中;(3)锋面涡经过的水域生物生产力明显增高。文中还比较了1988、1989和1992年三次春季观测到的屋久岛西侧海域的锋面涡旋形态,认为这里的锋面涡约以30cm/s;速度随黑潮东移,锋面涡舌已发展成暖丝结构。当暖丝西行抵陆架边缘后,它可能直接北上归入对马暖流,也可能在九州西侧海区演变成暖环。     

南海东北部及台湾海峡附近环流的一个耦合模式Ⅱ.模式的试验结果

利用一个耦合的数值模式对南海东北部及台湾海峡附近的环流进行数值模拟,以研究多种可能的动力机制对该海区的影响。结果表明：当以风应力、黑潮作为驱动机制时,该模式的计算结果大致与正压模式的计算结果相同;风应力促使研究海区流场的结构和强度发生变化,而黑潮才可能是该海区动力机制的主要因子。黑潮人流、入射角及海区层结程度等因素对该海区流态变化的影响较大;文章同时指出摩擦效应对于流场结构产生影响的重要性。     

吕宋和台湾岛以东黑潮季节与年际变化规律的对比分析

黑潮是北太平洋副热带环流系统的一支重要的西边界流。前人对不同流段黑潮的季节和年际变化进行了诸多研究,然而基于不同数据所得结论仍存在差异,尤其是不同模式计算所得流量差别很大,而且以往研究往往着眼于某一流段,对不同流段黑潮变化之间的异同及其原因涉及较少。本文基于卫星高度计数据,评估了OFES(Ocean generalcir culation model For the Earth Simulator)和HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model)两个模式对吕宋岛和台湾岛以东黑潮季节与年际变化的模拟能力,进而对两个海域黑潮变化的异同及其物理机制进行了分析。结果表明:HYCOM模式对黑潮季节变化的模拟较好,而OFES模式对黑潮年际变化的模拟较好。吕宋岛以东黑潮和台湾岛以东黑潮在季节与年际尺度上的变化规律均不相同,且受不同动力过程控制。吕宋岛以东黑潮呈现冬春季强而秋季弱的变化规律,主要受北赤道流分叉南北移动的影响;而台湾岛以东黑潮呈现夏季强冬季弱的变化特点,主要受该海区反气旋涡与气旋涡相对数目的季节变化影响。在年际尺度上,吕宋岛以东黑潮与北赤道流分叉及风应力旋度呈负相关,当风应力旋度超前于流量4个月时相关系数达到了-0.56;而台湾岛以东黑潮的流量变化则受制于副热带逆流区涡动能的变化,且滞后于涡动能9个月时达到最大正相关,相关系数为0.44。本研究对于深入理解不同流段黑潮的多尺度变异规律及其对邻近海区环流与气候的影响具有重要意义,同时对于黑潮研究的数值模式选取具有重要参考价值。