对马暖流“东海段”的流路与流速

本文全面地分析了此段海流的流路与流速结构，首次提出研究海域近底层的环流示意图。指出在夏季，韩国南岸和日本九州北岸均存在着一支南下的逆流。九州西岸出现两种或多种形式的流路。对马暖流在源地流速很弱，流向不稳定，流路时隐时显不明显，只有离开源地后才逐渐显示出一支海流轮廓；强流区在朝鲜海峡附近。该海流可明显地划分为三段流速夏强冬弱，夏季度幅宽约８０ｋｍ．     

对马暖流“东海段”的流路与流速

本文全面地分析了此段海流的流路与流速结构，首次提出研究海域近底层的环流示意图。指出在夏季，韩国南岸和日本九州北岸均存在着一支南下的逆流，九州西岸出现两种或多种形式的流路。对马暖流在源地流速很弱，流向不稳定，流路时隐时显不明显，只有离开源地后才逐渐显示出一支海流轮廓；强流区在朝鲜海峡附近。该海流可明显地划分为三段。流速夏强冬弱，夏季流幅宽约８０ｋｍ。     

1998年冬季南海环流的三维结构

利用1998年11月28日至12月27日南海的调查资料,采用三维海流诊断模式,计算了冬季南海三维海流,所得结果如下:(1)冬季南海环流系统方面:1)南海北部,在吕宋西北海域分别存在一个气旋式、反气旋式涡.2)南海中部,在越南近岸存在较强的、南向的西边界射流.其以东海域出现较强的气旋式环流.南海中部东侧海域存在一个较弱的反气旋式环流.3)南海南部,一般流速较弱.在112°E以西受反气旋式环流所控制,加里曼丹岛西北海域存在气旋性环流.由于受调查海域所限,这两个环流只部分出现.(2)上述环流系统与200 m层水平温度、密度分布对应较好.(3)南海冬季环流垂向速度分布方面:1)表层,南海北部,在吕宋西北为范围较大的上升流海区.而在东沙群岛附近海域出现了下降流.海南岛以南及东南海域也存在下降流.南海中部,越南以东海域出现范围较大的下降流,其以东为上升流海域,而在巴拉望岛西北海域又出现下降流.南海南部,基本上被上升流海域所控制.2)次表层与表层不同,例如在次表层,海南岛东南部海域出现上升流.中层和深层垂向速度分布与次表层相似.(4)关于南海垂向速度分量分布的动力原因:在表层,风应力旋度场起着主要作用;在次表层,β效应与斜压场相互作用是重要的动力因子,而风应力旋度场和β效应与正压场相互作用也有一定影响;在南海中部等区域的中层以及在南海的深层,主要受B效应与斜压场相互作用和B效应与正压场相互作用的共同作用.     

2008年8—9月份吕宋海峡西南侧锚定ADCP的斜压海流观测

2008年8月份在吕宋海峡西侧大约4000m深的海域首次布放了两套深水潜标，对上层海洋进行了为期一个月的高频率ADCP海流采样。对数据进行了多重处理，分解得到平均流和逐层潮流，并分析了具有斜压性海流的频率分布。调和分析结果表明，该海域以不规则日周期潮流为主，潮流椭圆随深度旋转。海流的功率谱分析表明，内潮能量在温跃层附近最大，并随深度减小，同时海流有明显的近惯性振荡信号。该观测为了解吕宋海峡深层海洋的潮流、近惯性运动以及海峡水交换提供了第一手的资料。     

渤海风海流的数值计算

本文基于浅水方程建立了渤海风海流二维数值模型,并用以模拟了冬季和夏季风形成的平均风海流场和水位场,阐述了渤海风海流的一般性质。冬季风海流系统基本属于气旋型环流,而夏季则同时存在气旋型和反气旋型环流,涡度分析解释了海峡附近大涡旋的产生机制,认为海峡中的涡旋是风应力与底形梯度相互作用的直接结果。     

潮汐和风对马六甲海峡海流的影响

基于非结构有限体积法海洋模型FVCOM(Finite-Volume Community Ocean Model), 建立了马六甲海峡及其毗邻海域高分辨率水动力数值模型, 研究了风和潮流作用下的余环流结构以及水体输运特征。结果表明, 马六甲海峡航道中央潮流运动以往复流为主, 边缘存在旋转流; 主要研究区域内落潮流速略大于涨潮流速, 东南窄道处流速最大; 因峡道束窄变浅, 在涨落潮过程中潮流发生汇聚与分离; 主要研究区域东南段存在3个显著的潮致余环流; 东北季风驱动时模型响应为海峡海流整体向西北方向流动, 西南季风时反之; 季风期间潮致表层余环流结构被破坏, 但底层余流仍存在水平环流结构, 且随着风速增加, 底层余环流的数目、大小、形状、位置均会产生变化; 季风过渡期余环流结构也会发生部分改变, 尤其是小潮期间风场影响效果显著。     

热带气旋影响吕宋海峡输运的研究进展与展望

吕宋海峡是连接南海与西太平洋的唯一深水通道,也是调节南海环流及其热力特征的关键海洋通道。在大尺度西边界流、中尺度涡、热带气旋等众多因子的共同影响下,吕宋海峡输运表现出显著的多时间尺度变率特征,其中热带气旋是影响该海域强烈且频繁的天气过程之一,解析吕宋海峡输运与热带气旋之间的动力联系也是近年来南海海洋研究的热点之一。本文主要从吕宋海峡附近热带气旋活动特征及其对黑潮、吕宋海峡附近环流结构、吕宋海峡输运的影响等方面回顾最新的研究进展。最后,本文认为接下来应当在热带气旋调制吕宋海峡输运的机制,以及对吕宋海峡输运年际变化的贡献等方面加强研究。     

混合坐标模式HYCOM模拟COADS强迫下的南海平均环流

采用混合坐标模式(HYCOM)模拟南海环流,同时利用海表温度卫星资料和吕宋海峡Sb-ADCP观测海流数据来评估模式结果.地形敏感性实验表明,吕宋海峡地形数据对模拟黑潮入侵方式影响较大,在地形误差较大的情况下,模拟的黑潮可能以反气旋流套方式入侵.和Pathfinder海表温度卫星资料比较,模式输出的月平均温度在海盆区域误差较小.ERA-15资料强迫所模拟的吕宋海峡上层环流和Sb-ADCP观测一致,而COADS结果低估了吕宋海峡的体积输送.     

南海北部陆架陆坡区海流观测研究

针对2006-2009年期间,南海北部陆架陆坡区3个站ADCP海流连续观测资料,采用功率谱分析、潮流调和分析方法,重点分析了陆架陆坡区100 m,200 m和1 200 m水深海域海流的垂向结构,探讨了环流的季节变化和空间分布特征,特别讨论了南海暖流和北陆坡流的时空变化特征。结果表明,陆架陆坡区潮流类型属于不规则日潮,深水站点中层表现为正规全日潮类型,垂向为"三层结构",甚至更加复杂。O₁,K₁,M₂,S₂等分潮总体上为顺时针旋转,在深水站点,基本表现为西北－东南走向的往复流形态。从能量角度看,表层和底层海流中,潮流所占份额较大,分别占30%~40%和40%~50%,中层较小,约为20%。对东沙群岛西南陆架陆坡区环流,观测计算结果证实了西向强流的存在,且垂向结构具有显著的季节变化,在200 m水深处没有明显的南海暖流,只是10~30 m以上层次存在逆风海流。海南岛以东海域连续15个月表层环流的结果表明,冬季明显受到南海暖流的影响,存在东北向的逆风海流,夏秋季的环流表现为西南向,流速较强,夏季也存在逆风情况,造成上述情形的原因可能是该地南海暖流的流轴具有季节性变化——冬季偏南,夏季偏北。     

大西洋热盐环流年代际变化机制研究Ⅲ.北大西洋海气要素对热盐环流年代际振荡的影响

基于该系列文章前文研究中构建的海气耦合气候模式和所揭示的北大西洋热盐环流年代际振荡机制,针对海气要素对该振荡机制的影响问题进行了重点的探讨。为细致准确的研究北大西洋海洋要素同北大西洋热盐环流年代际振荡的关系,有针对性的定义了副极地海区表层密度指数和北大西洋暖流强度指数并对模式结果进行了全面分析。分析结果表明副极地海区表层密度变化领先大西洋径向翻转环流(MOC)变化7 a,北大西洋暖流的变化领先 MOC变化4 a,格陵兰－苏格兰海脊溢流水强度(包括丹麦海峡溢流水和法鲁海峡溢流水,是北大西洋深层水的重要来源)的变化领先 MOC的变化3 a;北大西洋大气要素变化对北大西洋热盐环流年代际振荡有非常重要的调制作用,当副极地流环和北大西洋暖流(NAC)达到最强的2 a之前,高纬度地区大气为气旋式环流异常,中纬度地区大气为反气旋式环流异常,海表热通量在大西洋副极地海区是负异常,这都有利于副极地流环和NAC的加强,更多高盐度的北大西洋水进入格陵兰-冰岛-挪威海(GIN)海域,由此可以导致GIN海域表层密度上升,使水体的层结稳定性减弱,有利于深层对流的发生,同时大气变化通过风应力旋度和海表热通量也直接影响GIN海域深层水的生成,进而导致格陵兰－苏格兰海脊溢流水的强度增加。     

琼州海峡海流的三维数值模拟

使用三维斜压陆架环流模式模拟琼州海峡的海流分布，结果表明，海峡内的海流基本为往复流；流向与海峡等深线走向近似平行；大潮退急的流速比大潮涨急的大。相同的风速，东风驱动的流速比西风驱动的大。风潮耦合驱动，潮位梯度力占主导地位。     

南海风生正压环流动力机制的数值研究

利用ECOM si模式 ,1 0′× 1 0′水平分辨率 ,垂向 2 0个σ层 ,由H/R( 1 983)气候学月平均风应力场和开边界流量驱动 ,模拟了南海风生环流的季节变化 ,并针对南海冬夏季风生正压环流的动力机制进行了数值实验。实验中考虑以下动力因子对南海冬夏季环流的影响 :1 )开边界入流和出流 ;2 )风应力旋度 ;3)地形 ;4)惯性效应 ;5 ) β效应。数值实验表明 ,通过开边界进入南海的流量与风应力在南海内部引起的流量量值相当 ,特别是冬季两者对北部陆坡边界流和南海西边界流均有重要贡献 ;冬季南海海盆尺度气旋式流圈主要是由风应力旋度引起的 ,但平均风应力可以加强卡里马塔海峡的出流 ,而北部反气旋风应力旋度可引起南海暖流 ;陆坡地形使得海盆尺度冬季气旋式流圈中心限制在深海区 ,南海北部陆架的存在大大削弱了南海暖流的强度 ;惯性效应对南海环流的整体结构无明显影响 ,但使得黑潮入侵和台湾西南的流套变弱 ;深海海盆环流中 β项是与风应力旋度平衡的基本项 ,且 β效应对环流的西向强化和吕宋海峡入侵作用至关重要     

海峡效应作用与局地水文气候特征分析

海峡对气流和海流的效应作用是明显的。由海峡效应作用使风力的增强和海况的恶性化，对海峡及邻近海区危害极大。但狭管效应又有得地调节了不同纬度和海区的气候和热状况。海峡效应作用与季节变化、盛行气流和天气系统不同季风天气过程的强度变化关系密切，与各海峡所处地理位置和走向有关等。     

东海环流的一个两层模式

本文用一个两层原始方程数值模式，对东海的环流现象进行了机制性的探讨。从整体上来看，海区的一些主要流态特征彼此密切相关，且在动力上都是比较稳定的。黑潮在台湾东北的入侵主要表现在下层。底斜联合效应（ＪＥＢＡＲ）、惯性效应、摩擦效应都是这支入侵流态的发生机制，而底形与行星β效应则使它表现出向岛强化的特征。下层黑潮入侵后，大部分作反气旋回转，成为台湾暖流（ＴＷＣ）下层的外海分支。ＴＷＣ下层沿岸分支能否形成，则取决于黑潮入流上下流速比γ的大小，以及上层海峡入流是否北上。ＴＷＣ上层流动的形成是海峡水入侵后在β效应作用下的结果，它在温州外海也将分出一支向外海流去。文章指出，台湾东北的冷水块不是“尾涡”所致，而是下层黑潮舌状入侵的具体表征；台湾北部的暖涡则是上层ＴＷＣ北上时与冷水块相互作用的结果。此外，本文对钓鱼岛以北的锋涡与逆流现象也作了一些初步的分析与讨论。     

南海东北部及台湾海峡附近环流的一个耦合模式Ⅰ.模式的建立及背景

通过对南海东北部及台湾海峡邻近海域环流产生影响的各个动力因子进行量级分析,在Hurlburt等人数值模式的基础上,建立起分区性的正压、斜压耦合模式,以便能反映大陆架、大陆坡变化剧烈的底形效应对边缘海环流的影响。将该模式用于南海东北部及台湾海峡附近环流的数值研究。初步的试验计算结果表明,耦合模式能克服两层模式易发生"交面"和"交底"等现象的缺点,同时能反映斜压效应及底形效应的影响,使模拟的计算结果更切合实际,即：（1）黑潮通过巴士海峡侵入南海海域,并导致东沙群岛附近终年存在一个气旋涡;（2）台湾海峡西南海域的大陆架－大陆坡底形效应十分重要;（3）海水在台湾海峡的流动基本上为N向流动,流量约为2×10~6m~3·s-1;（4）模式中有类似于南海暖流的海流出现。     

辽东湾北部海域单站海流谱分析

本文根据1989年1～4月和1989年12月～1990年3月,在辽东湾北部海域利用安德拉海流计所获取的两次海流资料,采用旋转谱分析方法,对该海区海流的内部结构作初步探讨,得到了该海域海流的一些运动学特性,并讨论了空间分布和时间变化。     

西南黄海夏季环流数值模拟研究

本文采用Regional Ocean Modeling System（ROMS）来研究西南黄海夏季环流,模拟的结果与浮标和锚定观测符合的很好。表层的海流流向东北,离岸一侧的流速大于近岸的流速,表层以下为约沿着25米等深线的气旋式流动。我们通过一系列过程导向实验研究海表风应力和底层温度锋面对环流的影响,结果表明,东南风驱动了表层东北向流动,底层温度锋面驱动了表层以下气旋式流动。底层温度锋面形成于近岸垂向混合充分水体和离岸层化水体之间。     

黑潮在吕宋海峡的形变及动力机制

根据１９９０年以来对吕宋海峡和中国南海（ＳＣＳ）北部的ＷＯＣＥ水文资料和其它海洋调查资料的分析，以及对同一海区的卫星遥测海表温度（ＳＳＴ）的资料处理，推断在吕宋海峡常年存在黑潮路径弯曲，西折进入ＳＣＳ并又流出ＳＣＳ的现象，作者将黑潮的这种变形称为“黑潮流套”。黑潮变形进入ＳＣＳ的位置在冬季位于海峡中部、南部附近，范围较大；在夏季略向北移，较集中于海峡中部，范围较小。作者认为，黑潮流套现象可用位涡守恒理论作定性的解释：当黑潮在吕宋海峡失去西边界支持后，其流轴以西贴近西边界的一部分流体，因具有较大的相对正涡度，会脱离黑潮主体在南海东北部形成反时针旋转或顺时针旋转的环流，而黑潮主体会以顺时针旋转的形式在海峡以西的海域出现。整个黑潮以弯曲、扩展的形式在海峡处产生形变，在海峡东侧出现反气旋涡旋的倾向。吕宋海峡黑潮流套及南海北部的诱生环流之流型，会因黑潮本身以及副热带环流整体的变化而变化，也与海峡的宽度有关。总之，吕宋海峡黑潮流套的形成是由当地特殊的地形条件和地转β效应这些内部机制决定的，它的常年存在有其必然性     

潮汐对吕宋海峡附近海域环流结构的影响

为了考察潮汐混合效应对吕宋海峡附近海域环流场的影响,本文使用ROMS区域海洋模式,通过无潮实验与有潮实验的对比分析指出,潮汐混合作用可以影响121°E断面上的水交换和120d平均的纬向流速分布;在模拟时段内加入潮汐后,模拟结果中台湾岛西南的反气旋涡强度大幅减弱,贴近黑潮东侧的涡旋强度明显强于无潮实验,证明潮汐作用可以引起吕宋海峡海洋环流场较大的改变,特别对黑潮以"跨隙"路径通过吕宋海峡有贡献。     

基于原位观测的黄河水下三角洲悬浮物浓度叠加锯齿模型

利用海底原位三脚架搭载水动力观测仪器,在黄河水下三角洲进行了为期134天的原位观测,获取了该海域波浪、潮汐、海流、海水温度、浊度等相关数据。并利用观测点海域的表层沉积物进行室内测试,发现该海域表层沉积物以粉砂为主,悬浮物浓度与海水浊度存在良好的线性关系,底层(距离海床约50cm处)悬浮物浓度在2~4g/L范围内变化。切应力计算结果与原位观测结果表明,强浪过程中波浪对泥沙起动起控制作用,进而显著提高悬浮物浓度;其余时间段,海流控制泥沙起动,悬浮物浓度随流速动态波动。该海域悬浮物浓度表现为叠加锯齿模型。因波浪作用而形成大锯齿,因海流作用而形成小锯齿。切应力计算结果可以较好地解释该模型。