丹麦海峡海洋锋时空变化特征研究

丹麦海峡海洋锋可为局地气候变化、海峡鱼类分布以及海峡中尺度涡等方面研究提供参考,在军事领域也具有较高应用价值。然而目前国内外缺乏对于丹麦海峡锋的系统研究。本文利用WOA13数据,对丹麦海峡锋位置、强度空间分布以及相应的季节变化进行了分析。结果显示,锋轴线位置在34°W以西150 m以浅相对稳定,34°W以东锋轴线随深度和季节均有摆动。锋强度在水平和垂直方向分布不均匀,水平方向上锋轴线最大值与最小值差值一般在3倍以上。垂直方向盐度锋主要集中在100 m以浅,且强度随深度不断减小;温度锋强度最大值在表层以下且在300 m以深随深度增加锋强度减小,但有一些区域如27°W和28°W附近,受到海底地形的影响温度锋强度随着深度的变化有大幅度增加的特点。     

西北非上升流锋时空变化特征研究

西北非上升流锋研究具有较高的海洋学研究价值和军事应用价值,本文主要通过WOA13数据对西北非上升流锋区锋面分布、锋强度水平和垂直变化特点以及相应的季节变化特点等时空变化特征进行研究,旨在弥补国内外对于西北非上升流锋区研究的不足。分析认为,西北非上升流锋轴线大致沿海岸分布,且随着深度增加逐渐远离海岸;锋轴线上锋强度在水平和垂直分布不均匀,水平方向上强度大的区域集中在23°N~25°N之间,垂直方向上在水深50~150m范围内锋轴线强度较大;锋的季节变化主要表现在温度锋强度季节差异上。     

太平洋赤道海区海洋锋时空分布特征分析

基于WOA13的温盐数据资料,利用绝对梯度分析法,对太平洋赤道海区的温度、声速锋面的时空分布特征进行了分析,结果表明,3种要素的锋面均存在于一南一北两个位置。温度锋面:北赤道温度锋面全年均存在,锋面位置主要分布在7°N、水深30~200 m处,锋面随深度加深逐渐向西移动,秋季锋面分布范围最广且锋强度最大,春季锋面分布范围最小且锋强度最小。南赤道温度锋面全年存在,锋面位置主要分布在5°S、水深50~275 m处。随深度加深,锋面也逐渐向西移动且东西跨度变长。春季锋的强度最大,秋季的锋强度最弱。声速锋面:声速锋与温度锋的位置大致相同,且两者在锋轴线上同一点处的锋强度的相关系数接近于1,可见温度对声速的影响很大。此外,最大声速锋强出现在水深100 m处。     

本格拉上升流锋时空变化特征研究

本格拉上升流区域作为大西洋东边界上升流区域,对于区域乃至全球气候均有重要影响;同时上升流区域处于非洲南部与拉丁美洲相近,战略地位重要。海洋锋作为海洋中尺度现象对海汽相互作用、生物多样性,水下声传播等均有较大影响。因此,对本格拉上升流锋时空分布、锋强度季节变化具有较高的科研、经济和军事价值。通过WOA13季节平均数据对上升流锋区三维空间分布特点,锋强度分布季节变化等方面进行了分析。分析结果表明:本格拉上升流锋锋轴线随深度增加逐渐偏离海岸,锋轴线位置随季节改变摆动幅度不大;本格拉上升流锋强度分布具有明显的南北差异,呈现南强北弱的特点,且在浅层温度锋强度有较大季节差异,锋强度垂直方向上最大值位于30~90 m水层内。     

黑潮延续体温盐锋的时空变化特征及其声场的初步分析

通过对WOA13多年(1955—2012年)季节平均数据的分析,利用绝对梯度最大值连线的方法,得到日本东海岸黑潮延续体温盐锋轴的空间信息,对锋轴线上的锋强度的季节变化特征进行了分析,并利用BELLHOP模型初步讨论了锋区内的声场特点。认为黑潮延续体锋轴线的位置随深度增加逐渐南移,其温盐强度随季节随深度都有明显变化,1—3月份混合层现象明显,此时水下声道受到声源深度的影响明显。     

印度尼西亚西岸温盐锋时空变化特征

通过WOA13多年季节气候态数据分析了印度尼西亚5°S锋面与15°S锋面的季节变化特征及水平方向垂直方向上变化特点:两处海洋锋均在表层以下,其中5°S附近仅有温度锋,主要存在于1—6月份,1—3月份为锋强度最大时期,集中在30—100 m水层内。15°S处既存在温度锋又存在盐度锋,全年均有锋现象,但其强度存在季节差异。对比声速剖面,发现声速在从南到北穿越5°S(15°S)锋面时逐渐声速减小(增大)。     

阿尔沃兰海海洋锋时空气候变化特征

阿尔沃兰海海洋锋研究有较高的学术价值和军事应用价值,然而目前对于阿尔沃兰海海洋锋国内外缺乏相关研究。本文通过WOA13季节、月平均数据对阿尔沃兰海海洋锋锋轴线分布变化特征,锋轴线强度分布变化特征等方面进行了研究。认为阿尔沃兰海温度锋可分为0—30 m与30—200 m两层分别讨论,其中0—30 m成南北分布而30—200 m内锋轴线则成东西方向,两部分锋轴线分布特征及强度变化特征均有不同。阿尔沃兰海盐度锋四季存在且0—200 m内锋轴线均成南北方向分布,其锋轴线上强度随深度成先增加后减小的特点,最大强度对应的深度在100 m处。     

苏北浅滩外侧潮汐锋的季节变化及结构分析

利用高分辨率(1/18°)的POM(Princeton Ocean Model)模式数值模拟结果,结合观测数据分析了苏北浅滩外侧潮汐锋的季节分布特征和变化规律。研究结果表明,苏北浅滩外侧潮汐锋的季节变化特征显著,春末开始出现,夏季底层温度锋强度最大且锋区位置较稳定,锋区宽度约40 km,平均强度约0.35℃/km,秋、冬季随上层海洋湍流垂向混合的加强,潮汐锋逐渐减弱至消失不见。对比实测数据和模拟结果发现,沿34°N断面,夏季潮汐锋区附近等温线明显抬升,存在由陡峭地形和分层流体的内埃克曼效应共同作用形成的上升流现象。次表层海水出现低温冷水区,位于122.2°E附近。跨锋区断面的温度和流场分布特征同浅水区强烈的潮混合过程密切相关,斜压在锋面处产生了较强的南向流动。本研究结果促进了对苏北浅滩外侧陆架潮汐锋结构特征的认识,为研究黄海西部生态环境的动力过程影响提供参考。     

阿拉伯上升流温度锋面时空分布特征分析

阿拉伯上升流区域水文环境复杂,地理位置重要,研究该海区的水文特征具有重要的意义。基于WOA13数据,利用绝对梯度最大值法提取了锋面的锋轴线,简要分析阿拉伯上升流海区的温度锋的时空分布特征和强度分布特征。结果表明,阿拉伯上升流锋主要存在于春夏两季,沿阿拉伯半岛东海岸线分布,存在于13°N~19°N之间,随深增加锋轴线逐渐远离海岸。水平上锋强度较大地区位于夏季的13°N~16°N和19°N附近,垂直方向上锋强度较大地区位于40~100 m之间。     

湾流锋强度空间变化及季节变化特征研究

基于 W OA13数据可以较好的表现海洋锋强度的变化特征这一特点,选用分辨率为 1/ 4毅的 1955-2012年 58年季节平 均数据分析了湾流锋轴线上温度、盐度绝对梯度的空间分布特征、季节的变化的强弱规律、温、盐关系,并运用 BELLHOP 模型对锋区声场特点进行了分析。分析表明湾流锋轴线水平位置及其强度随着深度变化比较明显,在锋轴线上温、盐强度的 正相关性显著,锋区内声道的形成与季节以及声源深度关系密切。     

日本海的锋面分布特征及其季节变化

基于1980—2015年的SODA(Simple Ocean Data Assimilation)数据,采用绝对梯度方法提取了海洋锋信息,分析了日本海锋区的空间分布特征、锋轴线位置和锋出现频率,研究了日本海温度锋、盐度锋的分布特征和季节变化规律。结果表明:日本海温度锋总体上呈SW—NE走向,季节变化特征显著;锋轴线没有随季节变化发生明显摆动,但随着深度的增加向日本沿岸移动。盐度锋季节性变化规律显著,但轴线位置相对稳定;在整体空间分布上和季节变化上均与温度锋截然不同;整个盐度锋可分为对马海峡锋和日本海北部锋两部分,其中对马海峡锋位于对马海峡附近,具有和当地温度锋相同的特征,日本海北部锋位于日本海最北部,沿着俄罗斯海岸分布。     

黑潮锋区的水温分形特征研究

借助GIS ArcView软件分析提取黑潮锋区域,将一定间隔的经纬度点的温度值生成等值线以此为研究对象,应用网格法计算了20°～30°N,120°～130°E范围内黑潮锋区50m和100m深处水温的分维值,100m深处的分维值波动较50m深处小,但整体上分维值较50m深处大。计算结果符合黑潮锋区强度的实际分布情况,初步认为分形维数能够表征黑潮锋强度,分维值随黑潮锋强度的增大而增大。     

基于WOA13数据的海区位置对北大西洋声波导影响分析

应用WOA13季节平均数据和BELLHOP模型,在季节、声源频率等因素确定的情况下,分10 m表面声源和250 m水下声源,分析北大西洋冬季东、西部海区的声波导情况。在给出不同海区位置的声速场和声波导具体信息的基础上,研究其规律:最小声速值和声道轴深度由直布罗陀海峡向外递减扩散,表层声速值和声速梯度由南向北递减,声跃层存在于低纬度海区,混合层在低纬度通常在100 m以内,在高纬度增加至100 m以上。10 m深度表面声源的汇聚区反转深度随纬度增加逐渐减少,西部海区深于东部海区;西部海区的汇聚区跨度大于东部海区,东西部跨度最大值出现在25°N和15°N,传播损失基本一致。250 m水下声源的汇聚区反转深度浅于10 m深度表面声源时,同样是西部海区大于东部海区,汇聚区跨度呈低-高-低规律,东西部跨度最大值出现在35°N和25°N;东部海区25°N以南、西部海区15°N以南,不同接收深度上的传播损失差异较大,以北差异较小。同时简要叙述了声影区对目标探测的影响。     

基于WOA13数据的北大西洋声传播分析

应用WOA13季节平均数据和BELLHOP模型,在季节、声源频率、声源深度和掠射角等因素确定的情况下,分析北大西洋冬季(1-3月)声道轴深度、最小声速值、表层声速值的分布,通过仿真计算研究选用位置点5 m深度声源的声传播规律:反转深度随纬度升高而降低,低纬度海岭东西两侧差别不大,15°N以北为西侧大于东侧。55°N以南海区可形成汇聚区波导,海岭西侧的汇聚区跨度大于海岭东侧,有混合层时还存在一定强度的表面波导,汇聚区处5 m、100 m和250 m接收深度上的传播损失差异较小,增益为7～19 dB,55°N以北海区则为有焦散结构的表面波导。以北大西洋35°N为界,以南以汇聚区波导探测有利,以北以表面波导探测有利。     

索马里东岸温度锋季节分布特征分析

基于50 a的SODA的温度数据,利用绝对梯度分析法求出锋面的概率分布,对索马里东岸的温度锋面的分布特征进行了分析。此外利用WOA13的温盐数据,对锋区出现概率较大海区的声速剖面进行了分析。结果表明:温度锋面在浅水处的概率分布与深水处存在异同,锋面主要集中分布在6—10月、6°~10°N沿岸附近,通过研究SODA海流数据,发现锋面分布概率较大的海域有着明显的上升流。利用EOF分析,发现温度锋面的年际变化并不强,主要是年内的季节变化较为明显。声速剖面在有无锋面存在的位置处存在明显差异,上升流带来的底层冷水导致声速要明显小于其他区域,锋面同一位置处,由于夏季锋强最大,锋区的声速也明显小于其他季节。     

南海北部海区上层水体平均声速场的变化

对所收集到的南海北部海区的温度、盐度和深度历史资料进行了声速的计算、统计与分析,结果表明该海区上层水体的平均声速场有较明显的年际变化:表层声速的平面分布显示出沿岸水与外海水强弱交替变化的特征,声速等值线的走向几乎与岸线平行,等声速线的值自近岸向外海增加,大陆架外缘海区声速的水平梯度较大;下层声速的分布以环流和水体共同作用的形式出现,50m层声速平面分布的趋势除冬季与表层稍为相似外,其余季节与表层有明显的差别,春、夏季节50m层声速自西向东增加,而秋季与其表层分布相反,自近岸向外海减小;声速的垂直分布受海水升温与降温的影响显著,春、夏季表层海水升温,海表声速最大,声速自海表随深度的增加而减小;秋、冬季表层附近水层降温,声速稍偏低,普遍出现正梯度现象,最大声速移至表层以下的水层,这个深度随季节的改变而改变,随海区的不同而不同.该海区的平均声速有年波动现象,表层波幅最大,随深度的增加波幅变小,至100m水层其波动的位相几乎与表层相反.     

基于WOA13数据的赤道大西洋海区温度锋的时空分布特征分析

基于WOA13多年的气候态数据,研究了赤道大西洋海区南北两个温度锋面及其锋强的时空分布特征:北部锋主要存在于夏秋两季,夏季锋强度最大,锋面分布在0~200 m水深;南部锋全年都有存在,春季锋强最大,锋面分布于0~250 m水深。对比两个锋面处的声速剖面,能明显看出在北部锋存在海域,锋强大的夏秋两季与锋强小的冬春两季对声速剖面影响不同,而南部锋在锋面存在深度,声速在各季随深度的变化较一致。     

西-亚北极锋季节及年际特征分析

基于1982-2016年的OISST资料分析了西-亚北极锋(The Western Subarctic front,WSAF;37°N-45°N,146°E-152°E)强度与位置的季节及年际变化特征,结果表明:冬季WSAF强度最大,平均位置最靠南;夏季WSAF强度最小,平均位置最靠北;春秋两季WSAF强度、平均位置相当,位于冬夏之间;1982-2016年,WSAF强度逐渐增强,分布位置逐渐缓慢南移;各季节WSAF强度最大值稳定位于149°E附近,WSAF平均位置自西向东不断北移。在此基础上,分析了不同季节WSAF强度与黑潮-亲潮交汇区(The Kuroshio-Oyashio Confluence Region,KOCR)内水体性质的关系:KOCR内黑潮水特征显著时WSAF强度小,黑潮水特征不显著时WSAF强度大;利用EOF分析探寻了WSAF强度年际变化与KOCR内海温的关系:不同季节内WSAF年际变化与KOCR内海温相关性不显著,春、夏、秋季,随着KOCR内海温升高,WSAF强度减弱,而冬季WSAF强度随KOCR内海温升高而增强。     

珠江口外海水声速经验正交函数分析

利用珠江口外海多年的水文观测资料,采用经验正交函数(EOF)法分别对该海域表层及21°N垂向断面的声速及其距平值进行了分析.结果表明该海域表层声速自西北向东南增大,21°N垂向断面声速随水深的增加而减小.EOF法分析声速及其距平值得出的第一个特征分量在该区域表层和21°N垂向断面上都是最重要的.声速季节变化显著:自上一年的10月开始减小,2或3月减到最小值后开始增大,7~9月增至最大值,有显著的年变化周期.声速也似有年际变化:1981年冬季声速开始减小,一直持续到1982年秋季,1982年冬季开始呈增大的趋势.声速的年际变化强度随着水深的增加而减弱.     

第二岛链以东附近海域冬季水文要素特征分析

利用西太平洋冬季海洋综合调查获取的数据资料,分析了第二岛链以东附近海域冬季温度、盐度、声速和密度的分布特征和变化规律。使用Ocean Data View海洋数据软件对资料进行网格化处理,同时采用Wilson方法和垂直梯度法计算声速和声速梯度。分析数据结果表明:第二岛链以东附近海域冬季温度随深度增加而减小,且750 m以浅变化幅度较大;而盐度和声速的垂直结构特征均表现为从表层向下先减小后增大,但各自存在不同的临界深度。海区存在温度和声速双跃层结构,上跃层强度大,厚度小;下跃层强度较小,厚度较大。