琼东上升流和越南沿岸上升流对超强厄尔尼诺事件响应的对比分析

利用海表温度(SST)、海面高度(SSH)、风场、热通量等数据,比较分析琼东上升流和越南沿岸上升流对1998年和2016年两次超强厄尔尼诺事件的响应。结果发现,两个上升流对同一厄尔尼诺事件的响应以及同一上升流区对两次厄尔尼诺事件的响应均不同。1998年夏季,琼东海域风场异常利于上升流发展,上升流增强,越南沿岸风场异常不利于上升流发展,上升流减弱;2016年夏季,两个上升流区均为利于上升流的风场异常,但琼东沿岸冷水区却大幅缩小,SST明显升高,越南沿岸冷水区变化不大,但总体温度也升高。这表明,除风场外,琼东和越南沿岸上升流还受其他过程影响。海洋动力过程分析发现,同一时间同一上升流区的海表温度异常(SSTA)变化与海面高度异常(SSHA)变化最为一致。1998年夏季,琼东的负SSHA和越南以东的正SSHA均与风场异常作用一致,从而琼东上升流增强,越南沿岸上升流减弱。2016年夏季,琼东和越南以东均为正SSHA,抵消了利于上升流的风场异常,使得琼东和越南沿岸上升流减弱。同一时间不同海区相比,风应力旋度异常对琼东上升流SSTA影响更大,SSHA和沿岸风应力异常则对越南沿岸上升流影响更明显。海面高度异常表征的中尺度涡和风场异常(尤其是沿岸风应力异常和风应力旋度异常)是超强厄尔尼诺后沿岸上升流变化的重要影响因素。     

琼东上升流的年际变化及长期变化趋势

全球变暖背景下沿岸上升流的年际变化是近年来的研究热点。本文基于1982—2012年的海表面温度和风场资料,分析了琼东上升流的强度和中心位置的年际变化规律以及沿岸风应力及其旋度的作用。结果显示,近30年来,琼东上升流强度总体减弱,相比于沿岸风应力,其变化与减弱的局地风应力旋度相关性更高;琼东上升流强中心位置最大概率发生在19.2°—19.3°N,与最大风应力旋度位置接近,且存在北移趋势。琼东上升流强度和位置的年际变化还存在周期约3年、5年和10年的本征模态,以3年周期变化为主。局地风应力旋度在琼东上升流的年际变化中发挥了重要作用。     

南海北部陆架区夏季上升流数值研究

采用三维斜压非线性数值模式并结合卫星遥感资料分析,对南海北部陆架区夏季上升流进行了初步研究.研究结果表明,上升流是南海北部陆架区6-9月的一个规律性现象,而不是个别年份的特殊现象;海南岛东部沿岸及雷州半岛以东广州湾东南部一带海域(琼东上升流区)、汕头沿岸直至福建沿岸南日群岛附近海域(粤东上升流区)夏季表层及次表层海水均表现出明显的低温、高盐、高密等陆架上升流特征;上升流中心主要位于海南岛以东清澜湾至七洲列岛之间111°10'E、19°45'N附近,陵水湾至陵水沿岸110°15'E、18°25'N附近,粤东汕头沿岸116°45'E、22°50'N附近及澎湖列岛以西118°E、23°40'N附近.同时通过对模拟结果与QuikSCAT风场的比较分析发现,沿岸上升流与局地风场有着密切的关系,夏季西南风及风应力旋度对琼东沿岸上升流的形成有着非常积极的作用;而粤东沿岸风应力旋度较小,但夏季西南风仍是诱生粤东沿岸上升流的重要因素之一.     

粤西阳江海域春夏季沿岸激流现象及机理分析

通过分析2018–2019年粤西阳江沿岸流海域多站点周年观测水文气象实测资料,发现2019年春季和夏季阳江沿岸流海域存在激流现象。研究结果表明:（1）2019年5月5日凌晨6时,观测站点2 m水深处流速达到164.7 cm/s,9 m水深处流速达到127.6 cm/s。2019年8月1日凌晨4时至5时,阳江沙扒海域2 m水深处流速达到161.8 cm/s,9 m水深处流速达到156.6 cm/s。（2）粤西沿岸流阳江20～30 m水深海域春夏季突发性强流具有典型的激流特征。激流在涨急时刻发生在海洋表层,持续2～4 h。（3）在西南风与东北风转换期间,粤西沿岸海域容易形成海水幅聚带,近岸海域海平面上升,外海海域海平面下降,强劲的自岸向外水平压强梯度力导致近岸海水加强向西运动,从而产生激流。     

琼东和粤西海表温度锋的季节与年际变化特征分析

以2006—2013年卫星遥感海表温度资料(GHRSST SST)为基础,通过数字图像处理的边缘检测方法提取温度锋面的核心位置,分析了琼东、粤西海域海表温度锋位置及强度的季节变化和年际变化特征,并进一步结合海面高度异常资料和海面风场资料探讨了温度锋变化的可能机制。分析结果表明,琼东、粤西海域温度锋的空间分布及锋面强度存在显著的季节变化,沿岸风应力是影响该海域锋面变化的主要动力因素。夏季温度锋面主要分布于琼东沿岸的东部及南部海域近岸50m到100m等深线之间,而冬季则主要分布在琼东的东部海域和粤西沿岸20m到100m等深线之间,春秋两季为其过渡季节;锋面强度的季节变化表现为冬季最强,春季、夏季次之,秋季最弱,其冬季锋面强度平均值可达到3℃?100km–1,夏季为1.7℃?100km–1;同时,锋面核心位置及强度的分析结果表明,琼东和粤西海域温度锋也存在较强的年际变化。     

夏季琼东上升流的高频变化特征研究*

以往对上升流的研究更多的是关注其年际或季节变化, 高时间分辨率遥感产品的出现使得研究上升流的高频特征成为可能。本文基于融合的逐日海表温度数据, 结合多尺度分割方法, 提出了一种探测上升流冷信号异质性的新算法, 通过上升流面积和强度指数展示了一个完整的琼东上升流过程。分析SST(Sea Surface Temperature)图像的结果表明, 夏季琼东涌升到海面的上升流存在间断期, 平均间隔为6d。每年夏季(6—9月)平均有98d在海表面识别到上升流, 其平均面积为7698km², 平均强度为1.0℃, 两者存在较高的相关性。琼东上升流发生频率与离岸距离成反比, 琼东北海域为高发区。不同上升流的影响因子可能不同, 离岸风、风应力旋度、热带气旋均与上升流短期变化密切相关。     

2007 年长江口邻近海域夏季上升流演变机制研究

研究长江口邻近海域夏季上升流强度和空间分布的变化,对渔业生产和赤潮的防治具有重要的指导意义.采用2007年6~10月高分辨率卫星遥感资料 NGSST 海表温度和 CCMP 风场,通过经验正交函数(EOF)分解和区域海洋数值模式(ROMS)研究了该海域夏季上升流的短期演变机制及其与 SST 异常的关系.结果表明,夏季上升流强度和范围存在明显变化,是引起该海域 SST 异常的重要原因;风场对上升流短期演变起着关键作用,风应力旋度对局地上升流变化的影响与沿岸风应力同等重要;地形变化影响着上升流中心的分布,陡而窄的海底凸起容易在顺流侧形成较强的上升流中心,并在逆流侧诱发下降流.     

ENSO发展期琼东上升流的动力过程响应差异

上升流是海洋中最重要的海洋现象之一,通过ROMS数值模型模拟并研究了2000—2013年间琼东上升流对ENSO信号(2002和2009年作为典型El Nio年; 2008和2010年作为典型La Nia年)的响应。结果表明,琼东上升流对ENSO气候事件有明显的响应。在El Nio信号较强时琼东上升流减弱,近岸海域水温升高;而在La Nia信号较强时琼东上升流加强,沿岸海域水温降低。对海面风场以及琼东海域沿岸流的分析表明,ENSO信号通过局地海面风场以及沿岸流对琼东上升流产生影响,并且风和沿岸流对琼东上升流的影响是协同的,在El Nio期间均不利于上升流的发展,而在La Nia期间二者的变化均有助于上升流的强化。     

我国夏季最低表层水温海区——琼东沿岸上升流区的研究

在琼东沿岸,夏季存在风生上升流,流速达3.8×10~(-3)cm/s,由于强烈的海水上升,使地处热带海区的琼东沿岸夏季表层海水水温低于20℃,是我国夏季最低的表层水温,形成一年中出现两个“冬天”的独特生态环境。海水上升的“施肥”作用可提高海水的初级生产力,但上升流的变异,却会给海洋生物的生态环境带来不利的影响。     

南海西北部陆架区沿岸流和上升流对中华哲水蚤分布的影响

中华哲水蚤(Calanus sinicus)是广泛分布于西北太平洋大陆架水域的浮游桡足类,在海洋生态系统的物质循环和能量流动中具有重要作用。根据2006年7月至2007年10月4个季节使用网目孔径为0.505mm的浮游生物网采集的样品,分析了南海西北部陆架区中华哲水蚤的水平、季节和昼夜垂直分布以及与季风、海流和温度的关系。中华哲水蚤丰度季节变化显著,整个调查海域春季的平均达(22.30±77.78)个/m3,夏季的降低,平均为(13.74±45.10)个/m3,秋季消失,冬季调查期间仍未出现。中华哲水蚤的区域分布差异十分显著,将调查海域划分为粤西近海、琼东近海、粤西-琼东外海三个亚区,在粤西近海亚区春、夏季中华哲水蚤的平均丰度分别为(115.63±145.93),(68.12±84.00)个/m3,远高于另外两个亚区。夏季琼东沿岸上升流区的中华哲水蚤没有昼夜垂直移动行为,呈底层分布,以躲避表层高温的伤害。南海西北部陆架区是中华哲水蚤的季节分布区,冬春季东北季风期间由广东沿岸流从东海沿岸携带而来,出现的时间从北往南逐渐推迟;夏季西南季风期间雷州半岛东部近海的冷涡和琼东沿岸上升流区成为中华哲水蚤度夏的避难所;秋季季风转换时期上升流减弱或消失,中华哲水蚤因耐受不了高温(>27℃)死亡而消失。因此,中华哲水蚤对东北季风时期的沿岸流和西南季风时期的上升流均具有良好的指示作用。     

用沿岸上升流指数分析中国东南沿岸风生上升流的特征

对1968年1月到2007年12月中国东南沿海(17°N～30°N,109°E～123°E)上升流指数月平均数据进行分析,结论如下:(1)风生沿岸上升流主要在4-8月间发生于海南岛东部、雷州半岛东部、汕头以北至浙江沿岸.(2)风生沿岸上升流的强度具有时空分布变化特征,其中海南岛东部沿岸上升流最强,浙江沿岸其次;整个中国...     

Characteristics and influencing factors of frontal upwelling in the Yellow Sea in summer

Frontal upwelling is an important phenomenon in summer in the Yellow Sea (YS) and plays an essential role in the distribution of nutrients and biological species. In this paper, a three-dimensional hydrodynamic model is applied to investigate the characteristics and influencing factors of frontal upwelling in the YS. The results show that the strength and distribution of frontal upwelling are largely dependent on the topography and bottom temperature fronts. The frontal upwelling in the YS is stronger and narrower near the eastern coast than near the western coast due to the steeper shelf slope. Moreover, external forcings, such as the meridional wind speed and air temperature in summer and the air temperature in the preceding winter and spring, have certain influences on the strength of frontal upwelling. An increase in air temperature in the previous winter and spring weakens the frontal upwelling in summer; in contrast, an increase in air temperature in summer strengthens the frontal upwelling. When the southerly wind in summer increases, the upwelling intensifies in the western YS and weakens in the eastern YS. The air temperature influences the strength of upwelling by changing the baroclinicity in the frontal region. Furthermore, the meridional wind speed in summer affects frontal upwelling via Ekman pumping.     

南海上升流研究概述

本文对近40a来南海上升流研究结果进行了概述，重点介绍了南海北部陆架区上升流的时空分布特征，及其消长和形成机制等研究成果．这些研究成果揭示上升沈是整个南海北部陆架区夏季的普遍现象，具有南海海盆的空间尺度．引起南海北部陆架区夏季上升流存在的动力因素是盛行的西南季风．该上升流在空间和时间上的分布是不均一的，海南岛东北和闽、粤边界海域是上升流中心区；台湾浅滩周围的上升流呈多元结构，各上升流区海水的理化性质存在看明显差异；在粤东，上升流的影响可达沿海港湾内部，并支配看这些港湾的夏季水文条件．南海除了在其北部陆架区存在看夏季上升流外，夏季在越南东部沿岸和冬季在吕宋岛沿岸均存在看上升流。     

2002年夏季粤东外海的海洋状况

本文利用2002年7月22日至8月2日对粤东外海进行的水文观测资料，分析了调查海区的水温、盐度和跃层的分布状况，并对粤东沿岸的上升冷水、海洋锋等海洋现象进行了探讨．结果表明，整个粤东沿岸都存在着下层冷水的涌升现象，该现象在大亚湾外海附近和广东总来外海附近尤为明显，从而导致粤东沿岸水等温线非常密集，产生上升流锋．上升流锋随着深度的增加有向外海扩展的趋势．此外，在台湾浅潍的南部，陆架的坡析处和东沙群岛的东例以及西南部海战似乎也有下层冷水涌升的迹象．东沙群岛的北侧和西部海战有暖水中心存在，该暖水中心可能是离岸的表层水离异一定距离后发生下沉所致．珠江口的东例出现高温低盐水，其低盐水舌向东伸展，可达大亚湾口外海，等盐度线非常密集，是一个非常强的冲淡水羽状锋。     

Response of the cold water mass in the western South China Sea to the wind stress curl associated with the summer monsoon

1Introduction TheSouthChinaSea(SCS)isasemi enclosed tropicalmarginalseawithcomplextopographyand numerousislands(seeFig.1)andtheonlydeep channelbetweentheSCSandtheadjacentPhilippine SeaistheLuzonStrait.TheclimateoftheSCSis controlledbytheEastAsianmonsoonsy…     

Seasonal cooling and blooming in tropical oceans

The relative importance of tropical pelagic algal blooms in not yet fully appreciated and the way they are induced not well understood. The tropical Atlantic supports pelagic blooms together equivalent to the North Atlantic spring bloom. These blooms are driven by thermocline tilting, curl of wind stress and eddy upwelling as the ocean responds to intensified basin-scale winds in boreal summer. The dimensions of the Pacific Ocean are such that seasonal thermocline tilting does not occur, and nutrient conditions are such that tilting might not induce bloom, in any case. Divergence at the equator is a separate process that strengthens the Atlantic bloom, is more prominent in the eastern Pacific, and in the Indian Ocean induces a bloom only in the western part of the ocean. Where western jet currents are retroflected from the coast off Somalia and Brazil, eddy upwelling induces prominent blooms. In the eastward flow of the northern equatorial countercurrents, positive wind curl stress induces Ekman pumping and the induction of algal blooms aligned with the currents. Some apparent algal bloom, such as that seen frequently in CZCS images westwards from Senegal, must be due to interference from airborne dust.     

2013年南沙群岛海域温跃层的季节变化及形成机理

利用调查数据及遥感数据揭示了2013年南沙群岛海域温跃层的季节变化特征,温跃层上界深度平均值春、夏、冬季基本一致,介于45~47 m之间,秋季最大,达60 m;温跃层厚度平均值夏、秋、冬季基本一致,介于85~87 m之间,春季相对较小,为78 m。温跃层强度平均值春、夏、秋、冬季几乎一致,介于0.13~0.15℃/m之间。调查海域温跃层上界深度季节变化的形成机理为:春季西深东浅的原因是西部受净热通量较小、大风速、负的风应力旋度以及中南半岛东部外海的中尺度暖涡和反气旋环流共同作用,东部近岸海域净热通量高值、风速相对较小及风应力旋度引起的Ekman抽吸效应共同控制;夏季深度分布较均匀的原因是10°N以北风致涡动混合强但受Ekman抽吸影响,10°N以南风致涡动混合弱但风应力旋度为负值;秋季深度较其他季节平均加深15 m的原因是南沙群岛海域被暖涡占据,暖涡引起的反气旋式环流使得温跃层上界深度被海水辐聚下压;冬季正的风应力旋度产生的Ekman抽吸和冷涡引起的气旋式环流共同作用,使得温跃层上界深度较秋季平均抬升15 m。     

青岛近海物理-生物地球化学过程及其生态响应

近些年来，夏季黄海浒苔大规模暴发，并在青岛近岸海域大面积聚集，引起了广泛的关注。本文基于在夏季和冬季所获得的多学科调查资料，重点研究了青岛近海的水文-生物地球化学过程及其生态影响，阐明了该海域物理-化学-生物等多参数之间的耦合响应。研究显示，夏季黄海冷水团的边界可扩展至青岛近岸海域，并在局部涌升至上层水体，形成沿岸上升流；该上升流可对上层营养盐产生一定的补充，进而促进浮游植物的繁殖，并于底层海域对应形成溶解氧（DO）和pH的低值。夏季青岛近海的上升流可能还有利于随南风漂移至此的浒苔的生长，并在一定程度上引起浒苔的局地旺发；同时，夏季该海域特定的锋面系统对浒苔聚集的影响也不容忽视。冬季黄海暖流在苏北浅滩外侧向山东半岛南部海域延伸，扩展至青岛近海的暖水舌与近岸低温水之间的锋面特征明显，而且在向岸暖水与近岸冷水间还对应形成了明显的营养盐和叶绿素（Chl-a）锋面。该项研究从多学科交叉的视角，增进了对青岛近海物理、化学和生物过程之间耦合关系的认识。