黄海海表温度与冷水团年际变化关系的分析研究

基于NOAA提供的1982—2016年日平均OISST.V2数据、大面站观测数据以及FVCOM数值模拟数据,在分析黄海冷水团的年际变化规律以及SST变化特征的基础上,确定了黄海SST和冷水团特征参数,采用相关分析方法,探究黄海SST与冷水团的相关关系。结果表明:黄海冷水团8℃等温线包围面积年际变化幅度最大,9℃等温线次之,10℃等温线包围面积年际变化幅度最小;北黄海冷水团冷中心大小和位置均比南黄海冷水团更稳定;受到地形限制,冷水团冷中心虽然每年位置变化较大,但活动范围较为固定。通过对黄海SST和冷水团特征参数的相关分析,发现冬季9℃等温线到达的纬度与黄海暖流流量和冷水团面积之间均存在较好的相关关系,尤其是冷水团与前一年冬季表层9℃等温线到达纬度相关程度更高,这说明冬季黄海SST不仅能够反映黄海暖流的强弱,也能够反映第二年夏季黄海冷水团的强弱。     

黄海冷水团环流——Ⅰ.冷水团中心部分的热结构和环流特征

冷水团环流是我国近海海况的重要现象之一,它几乎控制着整个黄海辽阔的海域,对国民经济有着重要影响。弄清我国近海的这一重要现象的生成和发展的机制,不论在实践上或理论上都是很有意义的。 通过近40年的调查研究,特别是建国以来我国海洋工作者的努力,对这一重要海洋现象已有了许多可贵的论述。在赫崇本等的论文中首先指出,黄海冷水团是冬季在黄海本地形成的;而后,在管秉贤的论文中又将这一结论推广到整个年度,认为冷水团,特别是冷水团中心部分,夏半年的主要水文特征是冷水团本地演化的反映,并指出,在分析水温     

夏季南黄海深层冷水团内部的水文结构

在整个黄海水域，夏季存在着范围广阔的深层冷水块。习惯上根据地域分布的不同，把地处北黄海的冷水块叫“北黄海冷水团”，地处南黄海的叫“南黄海冷水团”这两冷水块连成一体通称“黄海冷水团”。赫崇本是我国最早分析黄海冷水团的基本属性和消长变化的学者之一；而后，管秉贤分析了黄海冷水团的水温变化和环流结构，并进一步确认黄海冷水团是冬季保留下来的。近几年来我国学者对黄海冷水团的成因和水文、环流结构又有不少新的研究。例如，袁业立提的热生模式较好地讨论了北黄海冷水团中心区域的热结构和环流结构；Guo Binghuo(郭炳火)根据南黄海冷水团分裂成两个低温中心，指出：围绕南黄海冷水团存在着大小两个气旋式冷水团环流。万国铭等1)依据经典的水团分析技术指出：南黄海冷水团仅分布于123°E以西的狭小区域，而123°E以东的广阔水域则为黄海暖流底层水所占据。赵保仁提出潮混合对黄海冷水团的边界起着重要的控制作用。以上几种观点，对进一步分析黄海的水团和环流结构都有着启发意义。 本文的主要目的，是依据1984年7月中美联合调查所获得的水文资料(站位见图1)和部分历史资料来阐明南黄海冷水团内部的复杂结构。分析结果表明，夏季南黄海深层冷水团内部，仍然存在着春季保留下来的具有高温高盐性质的黄海暖流水系的扩张现象。这一扩张现象似可理解为与黄海暖流同源但已被切断联系的黄海暖流残迹在黄海冷水团内部继续前进的反映。因此，夏季黄海冷水团可进一步划分为具有高温高盐性质的“黄海暖流水”和具有低温低盐性质的“黄海本地冷水”两个次级水团。在这两种水团之间，存在着明显的锋面和显著的混合现象，在锋面处还可以观测到由双扩散产生的两水团之间的相互侵入现象。     

黄海冷水团演变过程及其与邻近水团关系的分析

黄海冷水团是出现在黄海的一种独特的水文现象.文中利用覆盖整个黄海的GDEM三维水温资料,结合近期一些大型调查所获得的有关观测研究结果,首先较系统地分析了黄海冷水团的形成和演变过程,并对冷水团3个冷中心的季节演变提出了一些与前不同的认识.同时,通过对黄海冷水团形成、发展和消亡与该海域温跃层演变关系的分析,进一步揭示了黄海冷水团演变的机理.然后,探讨了黄海冷水团演变过程中与青岛和仁川东南海域冷水团以及东海北部底层冷水的关系.分析表明,在黄海冷水团发展的鼎盛时期,青岛冷水团和仁川东南海域冷水团以及东海北部底层冷水皆包络其中.     

黃海冷水团的水温变化以及环流特征的初步分析

夏季潜居于黄海深底层的冷水团(“黄海冷水团”),是我国近海水文特征中一个突出而重要的现象。有关这一冷水团的调查工作,日本学者早在1921年春就开始了;在北黄海的个别断面上,迄今已累积了一定数量而比较系统的资料。但就整个黄海而论,特别是南黄海,系统性的资料还很缺乏。     

青岛冷水团的生成与演变研究

本文基于现场观测资料并结合FVCOM三维海洋模式的模拟结果,研究了2010年青岛冷水团生消过程和演变机制。结果表明,山东半岛东南海域的中层冷水是青岛冷水团的雏形,于4月中旬演变为青岛冷水团,位于青岛东南外海40m以下的盐度锋面中;刻画了青岛冷水团的消亡过程:5月青岛冷水团的北部底层水并入南黄海底层冷水中,构成南黄海的西部冷中心;而南部水团面积大幅减小,温盐特征大幅上升;6月上旬,青岛冷水团完全被南黄海底层冷水吞并,青岛冷水团完全消亡;揭示了青岛-石岛近海反气旋涡、黄海冷水团锋面密度环流对青岛冷水团的作用,前者是青岛冷水团存在的动力机制,后者加剧了底层海域的水平热量交换,促使了青岛冷水团的消亡。     

海洋岛海域在受黄海冷水团影响时期的水温特征

黄海冷水团作为夏季存在并有规律地逐月影响黄海海域的特殊水团,对于它的整体水文特征、形成原因、运动方式以及影响其强度的环境因素,曾有过许多研究和报道[1-4].但是,关于冷水团势力影响海洋岛海域,在海洋岛海域形成的特殊水温特征却未见报道.本文将根据我们几年的水温观测结果结合有关冷水团的资料对黄海冷水团影响海洋岛海域所形成特殊水温特征及其形成原因做以下报道和分析.     

春季北黄海西部冷水团强度的年际差异及其预报

位于北黄海西部的烟威渔场,在渔业生产中占有重要地位。但鱼虾集群条件和渔场位置的变化,受北黄海冷水团的强弱影响很大。尤其是春季,是冷水团形成的初期,水体不稳定,其影响就更为明显。在冷水团强度强的年份,鱼群活动偏向近岸,垂直活动较差;在冷水团强度弱的年份,鱼群分散,垂直活动明显。所以,摸清冷水团强度的变化,对了解春季     

黄海冷水域水化学要素的垂直分布特性

黄海夏季深层冷水(简称黄海冷水), 又称为黄海冷水团, 已为海洋物理学家进行过较多的研究。该水域化学研究开展较晚，近年来顾宏堪首先报道了黄海夏季溶解氧垂直分布最大值与黄海冷水密切相关。黄海冷水与其它水团一样，理、化、生物等特性是相互关联的统一体。遗憾的是，迄今尚未见到有关于此的多学科综合性的研究报道。 本文根据1959年海洋调查资料，对黄海冷水域主断面水文化学要素的垂直分布特性进行了研究，并讨论了该冷水形成及诸参数变化的原因。     

黄海潮生陆架锋的分布

潮汐的搅拌作用,即潮混合,常常在中纬度陆架浅海中形成一种重要的水文现象——浅水陆架锋,亦称潮汐锋。黄海是一个半封闭的中纬度陆架浅海,水温的季节变化非常显著。黄海的潮能消耗又非常可观。据此,作者指出:夏季黄海的层化现象与潮混合有关;年复一年,黄海冷水团边界基本稳定,并且在冷水团边界附近海面总是存在着一些冷水分布,这类现象也是由潮混合形成的;由于近岸冷水的形成,在黄海冷水团边界附近海面还存在着浅水陆     

黄海南部及东海北部夏季若干水文特征

本文就近几年作者在黄海南部和东海北部进行调查研究(夏季)的主要成果予以阐述,结论为:(1)南黄海底层冷水可进一步划分为三个次级水团;(2)潮混合对黄海冷水团边界和黄海温跃层等有重要影响,它还形成海面的陆架锋;(3)夏季南黄海上层存在着闭合的密度环流,而黄海沿岸流性质上属锋面强流,济州岛西南存在着气旋式海水运动;(4)黄海暖流不再深入黄海冷水团内部,但其内部可能存在着方向相反的一对弱环流;(5)长江口海区存在着可能是因台湾暖流逆坡行进产生的上升流现象。     

南黄海中部泥质沉积成因和物源研究综述

当前南黄海沉积学研究的核心问题是泥质沉积的形成过程和动力机制及其物质来源。许多学者对南黄海中部泥区的成因和物源进行了大量研究,但比较局限,缺少系统性。现有研究认为南黄海泥质沉积的形成受黄海冷水团和上升流的影响,但黄海冷水团并不是其形成的必要条件。对泥区物源的研究,主要考虑现代黄河物质、老黄河物质以及长江物质对其的影响,并且仅是定性的研究。对于朝鲜半岛物质对南黄海中部泥区的影响,国内的研究更是寥寥无几。海水对海底基岩的侵蚀沉积以及黄海暖流对海底沉积物的改造和再悬浮作用对南黄海中部泥区沉积的贡献仅是个别学者的观点。     

渤海沿岸流季节变化对青岛冷水团影响的初步分析

青岛冷水团位于青岛外海海域,具有独特的温盐结构和生消规律,对近海水文和周围渔场有重要的影响。利用世界海洋数据库(WOD2013)和中国科学院海洋研究所开放航次的黄海断面观测资料,及ROMS区域海洋模式,对青岛冷水团的形成机制和演化过程进行了研究。结果表明,青岛冷水团3月初现,4月形成,5月达到鼎盛,6、7月逐渐与黄海冷水团融合,8月开始衰减至10月消亡。渤海沿岸流秋冬季为北风驱动的正压流,其携带的山东半岛北岸的低温水为青岛冷水团的形成提供水源;春夏季为冷水团密度环流,输运到青岛冷水团和黄海西侧冷水团之间的低温水促进了两水团的融合,加快青岛冷水团的消亡。     

南黄海西部36°N断面生态环境特征及其季节变化

重点研究了南黄海西部36°N断面水文、生源要素的四季变化特征,阐明了该断面诸参数四季变化的主控因素,并以此反映和指示了与其相关海域的生态环境特征.结果表明:黄海冷水团及黄海暖流具有季节性演替变化规律;秋季跃层以下水体是一部分夏季冷水团残留水和黄海暖流水的混合水;断面西侧在四季均存在小范围的低盐冷水现象(即青岛冷水团),...     

黄海冷水团新生产力及微食物环作用分析

为了进一步揭示黄海冷水团水域浮游生态系统能流、物流循环的基本动力学特征,利用水层-底栖耦合生态系统垂直3层模型,模拟分析了该水域生源要素的基本特征及年变化特点,并着重分析了初级生产力、新生产力及微食物环作用。通过对黄海冷水团水域初级生产力和新生产力的模拟分析,估算出黄海冷水团年平均初级生产力为228.47mg.m-2.d-1,并根据模型中营养盐的来源估算出f比约为33%。分析模拟结果还表明,在黄海冷水团存在的季节,冷水团水域水层营养盐匮乏,浮游植物生产受限制,仅在晚秋出现了不十分明显的“秋华”。然而,在此时段内,浮游动物的生物量基本和浮游植物为同一量级且量值比较接近,由此可推断微食物环在黄海冷水团能流、物流循环过程中担当了重要的角色。模拟结果表明,浮游动物生长所需的碳约有60%是通过微食物环供给的。与实测及文献结果相比较,模型的模拟结果是合理可信的。     

秋末南黄海冷水团区溶解氧垂直结构及其最大值的分析研究

南黄海溶解氧垂直分布上的中间高氧层及其最大值是黄海冷水团区的一个突出现象。毛汉礼等(1964)认为：在夏季，凡是黄海冷水盘踞的地方，几乎都有一个中间高氧层，其深度与温跃层有关，大致都在温跃层的下界附近；中间高氧层可作为黄海冷水的一项指标。后来，顾宏堪(1966, 1980)专题讨论了黄海的夏季溶解氧垂直分布中最大值问题。他认为这一最大值主要是由冬季保持而来。但是，由于当时的资料垂向取样间隔大，因而对冷水团区溶解氧的垂直结构及其分布特征等问题没有进行详细的讨论。 本文试图在前人工作的基础上，利用1983年11月中美南黄海环流和沉积动力学联合调查所获取的CTD资料，和与其同步取样(每秒钟抽样一次，深度间隔约在0.3-0.8m之间)的溶解氧资料，对秋末南黄海冷水团区溶解氧垂直结构及其最大值分布特征，以及它们同水系的关系等问题作进一步的分析研究。 调查海区和站位分布如图1所示。由于种种原因，调查海区仅限制在124°30''E以西海域，这对研究上述问题，特别是同水系的关系，带来了一定的困难。     

南黄海西部的陆架锋及冷水团锋区环流结构的初步研究

本文依据1984年7月的实测水文资料和卫星图片,指出了南黄海西部存在着因潮混合形成的浅水陆架锋,分析了陆架锋区的水文结构,指出在冷水团锋面区域海洋上层存在着一个因下层冷水上升而形成的低温、高盐、高氧带,沿陆架锋及冷水团边界区域,是黄海的主要上升流区。本文还指出,夏季黄海沿岸流主要是一支沿黄海冷水团锋面南下的强流(jet)。在冷水团衰退时期,随着冷水团的退缩,这一沿锋面的流动将向外海推移。     

黄海冷水团对长江冲淡水扩展的影响

利用作者已建立的σ坐标系下三维非线斜压陆架模式,研究黄海冷水团对长江冲淡水扩展的影响。数据试验结果表明,黄海冷水团产生的余流,与黄海冷水团的强度和海底地形有关。     

北黄海冷水团温、盐多年变化特征及影响因素

基于1976~1999年的海洋调查资料,主要研究了北黄海冷水团温、盐的多年变化特征,并结合该时间区间内黄河径流量及海洋站的气温、风速等资料探讨影响北黄海冷水团温、盐变化的因素.结果表明,北黄海冷水团在这24 a间温度稍呈上升趋势(0.005℃/a),盐度升降趋势则不明显.其温度主要受冬季气温影响,黑潮现象会使温度变异.盐度主要受黄海暖流、渤海热通量、海域冬季大风的共同作用;黄河径流量可能不是影响北黄海冷水团盐度变化的主要因素,但其径流量的大幅度变化也会影响北黄海冷水团的盐度变化趋势.     

黄海冷水团附近沉积物中的趋磁细菌及磁小体的特性研究

对黄海冷水团附近海域的沉积物进行了富集、荧光显微镜观察、电镜观察,并对其中大小均匀、形状规则的高密度颗粒进行了能谱分析。结果显示,在黄海冷水团附近有趋磁细菌和磁小体的存在。