东海黑潮锋面涡旋在陆架水与黑潮水交换中的作用

根据NOAA卫星红外影像和水文、化学、生物的观测资料,分析了黑潮锋面涡旋中的黑潮水向陆架一侧倒卷,陆架混合水被卷入黑潮,以及深层富营养盐水被泵吸到上层海洋的基本形态。分析表明黑潮锋面涡旋在陆架水与黑潮水的交换中起十分重要的作用。本文对3个锋面涡中的水交换量进行计算得到:卷入到黑潮中的陆架混合水平均为0.44×105m3/s,而进入陆架的倒卷黑潮暖水仅为0.04×106m3/s.对于整个东海陆架边缘,锋面涡作用可使1.8×106m3/s的陆架混合水卷入黑潮。在锋面涡存在情况下,被泵吸到真光层并向陆架方向输运的NO₃-N,其单宽输运量为974μmol/(m·s),而无锋面涡存在时仅为79μmol/(m·s).锋面涡造成的陆架方向的NO₃-N输运量为1.7×105t/a.     

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。     

东海黑潮锋面涡、暖丝和暖环

本文根据1989年4月10～21日在东海东北部的海洋调查资料以及1989年4月10日和16日的卫星红外影象分析了黑潮锋面涡、暖丝和暖环的特征.结果表明,出现在这里的锋面涡约以30cm/s 的速度随黑潮主干移动,在锋面涡的冷中心区陆架混合水插入同时,下层的高营养水上升,从而造成高生产力区.黑潮暖丝携带约4×10~6m~3/s 的输运量以50 cm/s 的速度逆黑潮西行,然后暖丝可能沿陆架坡转向北,或可能顺时针旋转形成暖环.     

横穿黑潮锋断面的流场结构

基于一组简化了的运动方程组，在充分考虑底Ekman层作用的情况下，提出一种横穿锋面的断面上流场结构的计算方法。应用该方法对东海横穿黑潮锋的不同断面上的流场（1989－1990年资料）进行计算。结果表明，黑潮锋左侧（向岸侧）存在较强的上升流，而锋区右侧（离岸侧）表现为海水的下降运动。垂直流速为（1－20）×10－3cm／s的量级，而横穿锋面方向的水平流速为1－3cm／s，其中以夏、秋季跃层附近最强。在陆架坡折处，上升流转向陆架。同时，还分析了正压场和斜压场对这种流场的不同贡献，认为在黑潮区，正压场起主要作用;而在内陆架区，斜压场则变得重要。将计算的流场与硝酸盐的分布比较表明，两者有较好的对应关系。     

台湾东北海域冷涡及其变异的遥感信息研究—Ⅰ、泠涡的季节性变化

利用NOAA卫星AVHRR传感器反演的MCSST图像，分析了台湾东北海域冷涡的季节变化，结果表明：（1）台湾东北海域冷涡终年存在，出现在彭佳屿附近海域、台湾岛北部沿岸海域和东岸北部沿岸海域3处，夏、各行业季有3涡或双涡并存现象。（2）彭佳屿附近海域冷涡，最早出现于3月底，最迟发生于11月中，冬季消失，表层形态、尺度、位置和强度有明显的季节性变化；（3）冷涡的季节性变化可能与黑潮锋面弯曲的摆动和台湾海峡水入侵东海陆架间的动力平衡有关。     

东海东北部春季若干重要水文结构的分析

本文主要基于韩国海洋研究所在东海沿岸海洋过程试验中收集的ＣＴＤ资料，分析了１９９５年春季出现在东海东北部的一些重要水文结构。结果表明，一种锋涡状结构出现在黑潮向东转折点附近。它不仅使邻近海域的水文结构变得更复杂，而且诱发黑潮水与陆架水间活跃的交换。在陆架坡折处观测到若干孤立的陆架水块，可能是锋涡的卷挟作用所致；该海域存在４个水团，即黑潮水、对马暖流水、陆架水和混合水。对马暖流水分为上下两层：上层水为变性黑潮水，盐度比黑潮水约低０．１，底层对马暖流水仅位于冲绳海槽区，并有着与黑潮中层水相同的温、盐特性；一种双锋结构出现在邻近黑潮的陆架边缘附近。在内陆架形成的陆架锋，由北向南伸展时，愈来愈偏向陆架边缘。而黑潮锋沿九州以西深槽的陆架边缘向北伸展。在黑潮转折点附近，两锋几乎合并为一条锋。狭窄的锋带由黑潮水及其变性水和陆架水的混合水所占据。     

中国近海及其附近海域若干涡旋研究综述Ⅱ.东海和琉球群岛以东海域

综述东海和琉球群岛以东海域若干气旋型和反气旋型涡旋的研究.对东海陆架、200m以浅海域,主要讨论了东海西南部反气旋涡、济州岛西南气旋式涡和长江口东北气旋式冷涡.东海两侧和陆坡附近出现了各种不同尺度的涡旋,其动力原因之一是与东海黑潮弯曲现象有很大关系,其次也与地形、琉球群岛存在等有关.东海黑潮有两种类型弯曲:黑潮锋弯曲和黑潮路径弯曲.黑潮第一种弯曲出现了锋面涡旋,评述了锋面涡旋的存在时间尺度与空间尺度和结构等;也指出了黑潮第二种弯曲,即路径弯曲时在其两侧出现了中尺度气旋式和反气旋涡,讨论了它们的变化的特性.特别讨论了冲绳北段黑潮弯曲路径和中尺度涡的相互作用,着重指出,当气旋式涡在冲绳海槽北段成长,并充分地发展,其周期约在1~3个月时,它的空间尺度成长到约为200km(此尺度相当于冲绳海槽的纬向尺度)时,黑潮路径从北段转移到南段.也分析了东海黑潮流量和其附近中尺度涡的相互作用.最后指出在琉球群岛以东、以南海域,经常出现各种不同的中尺度反气旋式和气旋式涡,讨论了它们在时间与空间尺度上变化的特征.     

流核位置和流量变化对东海黑潮锋面弯曲影响的研究

本文运用简化的η坐标POM模式研究了东海黑潮锋面弯曲的产生与成长机制。主要考察了在给定的地形下,流核位置和流量变化对锋面演变的影响。当黑潮流核远离陆架时,因其锋区正好在陡的陆坡之上,斜压不稳定贡献减小,此时不论黑潮的流量强弱,其锋面都不会出现如观测所示的弯曲;当黑潮流核接近陆架时,因其锋区爬上陆架,斜压不稳定加强,小扰动能够充分发展并导致锋面弯曲,它的三维结构和观测的结果基本一致。平均波长约为250km,位相速度约为17km／d。扰动成长的主要机制是斜压不稳定,锋面弯曲的主要能源是平均有效位能。     

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。     

东海黑潮主段环流子结构研究

通过对多种调查资料的综合分析,提出了东海黑潮主段子环流系统的物理模型,它是由较稳定的东海黑潮主段、经常出现(大概率)的右侧逆流和有条件出现(小概率)的外陆架逆流所构成的一个双环环流结构。部分黑潮水由主段北部进入陆架区形成外陆架逆流,或转向黑潮以东海域形成右侧逆流;由主段南部进入黑潮的陆架水,一部分来自外陆架逆流闭合了双环结构的外陆架部分;黑潮右侧逆流水大部分形成反气旋流动重新进入主流,闭合了双环结构的东部部分。     

Role of Kuroshio frontal eddy in exchange between shelf water and Kuroshio water in East China Sea

Basic patterns of the reversal of the Kuroshio water toward the shelf, intrusion of the shelf mixed waterinto the Kuroshio and uplifting of the near-bottom nutrient-rich water into the upper layer by the pumping of the frontal eddy are analyzed on the basis of satellite infrared images and hydrologic, chemical and biological observations. Results show that the Kuroshio frontal eddies play a very important role in the exchange between the shelf water and the Kuroshio water. The estimation of the average volume transports for three frontal eddy events indicates that the shelf mixed water entrained by an eddy into Kuroshio is 0.44×10~6 m3/s and the reversal Kuroshio water onto the shelf region only 0.04×10~6 m3/s. Along the whole shelf edge, the volume transport of the shelf mixed water entrained by the eddies into the Kuroshio is 1.8×10~6 m3/s. The nutrient (NO3-N) flux pumped to the euphotic zone and input to the continental shelf through a column with 1 m wide is 974 μmol/(s·m) when there is frontal eddy and only 79 μmol/(s·m) in the case of no frontal eddy. Yearly nutrient (NO3-N) flux input to the shelf area caused by the frontal eddy is 1.7×10~5 t/a.     

Study on interaction between the coastal water, shelf water and Kuroshio water in the Huanghai Sea and East China Sea

The main processes of interaction between the coastal water, shelf water and Kuroshiowater in the Huanghai Sea (HS) and East China Sea (ECS) are analyzed based on the observation and study results in recent years. These processes include the intrusion of the Kuroshio water into the shelf area of the ECS, the entrainment of the shelf water into the Kuroshio, the seasonal process in the southern shelf area of the ECS controlled alternatively by the Taiwan Strait water and the Kuroshio water intruding into the shelf area, the interaction between the Kuroshio branch water, shelf mixed water and modified coastal water in the northeastern ECS, the water-exchange between the HS and ECS and the spread of the Changjiang diluted water.     

A two-layers model for the summer circulation of the East China Sea

Ａｔｗｏ－ｌａｙｅｒｓｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅｓｕｍｍｅｒｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＥａｓｔＣｈｉｎａＳｅａ￥ＬｉａｎｇＸｉａｎｇｓａｎａｎｄＳｕＪｉｌａｎ（ＳｅｃｏｎｄＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｃｅａｎｏｇｒａｐｈｙ，ＳｔａｔｅＯｃｅａｎｉｃＡｄ...     

Intrusion of less saline shelf water into the Kuroshio subsurface layer in the East China Sea

The possible origin and cause of the less saline shelf water detected in the Kuroshio subsurface layer around the shelf edge of the East China Sea are investigated using observational results obtained in May 1998–2001 in conjunction with a dataset archived by Japan Oceanographic Data Center and a numerical model. The observations show that subsurface intrusions of less saline water are always detected in May in layers above 24.5σθ isopycnal surface, and that salinity inversions (i.e., areas in which the less saline water lies beneath the saline water) are detected around the trough of the Kuroshio frontal eddy (or wave). Analyses of the archived dataset reveal that the isopycnal surface of 24.5σθ is the deepest layer of the Kuroshio pycnocline outcropping to the sea surface on the shallow shelf in early spring. Outcropping isopycnals above 24.5σθ encounter a less saline water plume originating from the Changjiang, especially in the western East China Sea. Thereafter, the less saline water moves along isopycnal layers and reaches the Kuroshio front around the shelf edge. Numerical models demonstrate that, when the frontal wave captures the less saline water, the shelf water takes the form of a salinity inversion in the trough because isohalines in the frontal wave have a phase lag between the upper and lower layers in consequence of the baroclinic instability.     

台湾以北黑潮水与陆架水的混合与交换

本文根据日本气象厅在台湾以北获得的调查资料及近几年国家海洋局在该海域获得的调查资料,结合卫星图片,分析了夏季和冬季台湾以北海域陆架水与黑潮水的混合与交换过程以及涡旋在水交换过程中所起的作用。结果表明,夏季陆架水从表层向外海方向扩展,与黑潮水进行混合与交换;在陆架底部,黑潮次表层水涌升陆架后与陆架底层水进行混合。冬季由于黑潮表层水大举入侵陆架,低温的陆架水只能沿陆架向南流动,并在台湾西北部转向东沿台湾北岸向东流动,该海域存在的涡旋就象一个旋转泵,在陆架水与黑潮水的混合与交换过程中起了重要的作用。最后,文中还对陆架水与黑潮水的交换量进行了估算。     

台湾东北部黑潮次表层水入侵的季节变化规律

台湾东北部,黑潮次表层水常年入侵东海陆架。但是黑潮次表层水入侵的季节变化规律,尚存在很多不明之处。本文基于2009至2011年间东海4个航次的CTD实测数据,研究了黑潮次表层水入侵东海过程的季节变化规律,发现:黑潮次表层水入侵在春末夏初开始加强,夏季最强,秋季开始减弱,冬季最弱。入侵的黑潮次表层水起源深度也随季节变化有所不同。另外,结果还表明黑潮次表层水入侵存在明显的短期变动。     

夏季对马暖流区黑潮水与陆架水的相互作用──兼论对马暖流的起源

根据1994年8月28日至9月7日韩国“Onnuri”号海洋调查船获得的CTD资料及在调查期间投放的11个卫星跟踪漂流浮标资料,分析研究了东海东北部黑潮水的分离及其与陆架水的相互作用,进而探讨了夏季的对马暖流的形成过程。     

Intrusion of Kuroshio water onto the continental shelf of the East China Sea

As a fundamental study to evaluate the contribution of the Kuroshio to primary production in the East China Sea (ECS), we investigated the seasonal pattern of the intrusion from the Kuroshio onto the continental shelf of the ECS and the behavior of the intruded Kuroshio water, using the RIAM Ocean Model (RIAMOM). The total intruded volume transport across the 200m isobath line was evaluated as 2.74 Sv in winter and 2.47 Sv in summer, while the intruded transport below 80m was estimated to be 1.32 Sv in winter and 1.64 Sv in summer. Passive tracer experiments revealed that the main intrusion from the Kuroshio to the shelf area of the ECS, shallower than 80m, takes place through the lower layer northeast of Taiwan in summer, with a volume transport of 0.19 Sv. Comparative studies show several components affecting the intrusion of the Kuroshio across the 200 m isobath line. The Kuroshio water intruded less onto the shelf compared with a case without consideration of tide-induced bottom friction, especially northeast of Taiwan. The variations of the transport from the Taiwan Strait and the east of Taiwan have considerable effects on the intrusion of the Kuroshio onto the shelf.     

黑潮与邻近东海生源要素的交换及其生态环境效应

黑潮与东海生源要素的交换对东海的生态环境有重大影响,交换主要是经台湾东北部海域输送至东海陆架和通过日本九州西南海域由东海陆架向外海的黑潮输出两个通道。中国科学院海洋先导专项对黑潮与邻近东海生源要素的交换特征进行了系统的调查和研究,获得了一些新的认识:(1)在台湾东北部区域,碳主要以表层水-次表层水为载体输入,秋季的输入量高于夏季;黑潮溶解态营养盐的输入占据绝对主导地位,且以黑潮次表层热带水-中层水的输入为主,输入通量春季高于夏、秋季,可为东海春季水华提供一定的物质基础,但输入到东海的黑潮水其氮磷比与Redfield比值(16:1)接近,这些"正常水"——黑潮的输入显然对调和东海异常高的氮磷比有重要的作用,从而对东海的生态环境起到"稳定和缓冲"作用。所以,黑潮水对东海的输入不仅维持补充了东海生态系统运转所需的生源要素,更为重要的是缓冲了受人为影响强烈的东海海水的高氮磷比,使东海本已失常的营养盐结构向合适的氮磷比方向转变。因此,黑潮与东海生源要素的输入在一定程度上起着稳定和缓和东海生态环境的作用。(2)通过构建的海水Ba-盐度新指标体系,定量细致刻画了黑潮对东海生源物质在台湾东北部区域的输入范围和程度,黑潮次表层水从台湾东北陆架坡折处沿底部向北偏西方向入侵东海,其近岸分支可以入侵到浙江近岸,其黑潮次表层水占比仍可达到65%左右。垂直方向上,陆架外侧站位受黑潮次表层水的影响范围更大,黑潮水占50%比例位置可延伸至外侧TW0-1站位(122.59°E,25.49°N)表层,而内侧靠近大陆的站位则只限于陆架中部位置底层。