北黄海冷水取水位置优选研究

在黄海冷水综合利用中,最佳取水海域的选取是关键环节。本文基于多年实测温度观测资料,重点分析大连、威海及成山头海域夏季黄海冷水分布特征。综合冷水的核心温度、分布位置、靠陆距离等因素,比选出黄海冷水综合利用最佳取水海域。结果表明:大连海域黄海冷水资源利用条件最佳,取水海域与距离陆地小于10km,冷水团持续时间长,底层水温10℃以下的时间可持续到8月底。成山头海域的黄海冷水利用条件次之,取水海域距离陆地35km,底层冷水可以持续到8月中旬。威海取水条件最差,取水海域距离陆地45km;冷水团持续时间最短,8月中旬底层海水温度升高至11℃。此外,利用温度链连续观测与垂直水温观测,对大连海域冷水的持续时间与垂向结构进行分析,8月底垂向仍存在较强温度跃层,底层温度为10℃,冷水可持续至9月中旬。     

南黄海春季水温分布特征的分析

利用美国海军的空间分辩率为10′×10′月平均的GDEM三维水温资料,研究了南黄海春季水温的分布特征及其演变过程。分析结果较清晰地显示了春季南黄海的水温分布如何从冬季的垂直均匀型过渡到夏季的层化结构。分析还表明:春季南黄海水温的水平和垂直结构皆比冬季更为复杂,并出现若干个较特殊的水文现象,例如,在34°40′~36°20′N的南黄海西侧出现了“青岛冷水团”,而在35°30′~37°20′N的南黄海东侧,初次发现存在着一个类似性质的冷水团,称其为“仁川外海冷水团”。此外,在冷水团的邻近海域还存在着中层冷水。     

渤、黄、东海水温季节变化特征分析

利用"908"专项所获取的CTD观测资料,系统地阐述了渤、黄、东海温度的分布特征及季节变化。结果显示,冬季,水平方向上,水温分布呈现多舌状:外海温度多暖舌结构,近岸等温线基本平行于岸线,并出现多个指向南方的冷水舌,且暖流区与近岸冷水区间形成了较强的温度峰。夏季,三大海域底层均出现了各具特色的冷水团和冷水块,最为典型的有"渤中冷水"、"辽东湾冷水"、黄海冷水团、青岛冷水团和东海北部底层冷水。春、秋季水温分布呈现过渡季节的特征。春季,跃层开始出现,"渤中冷水"及黄海冷水团等冷水现象开始形成。进入秋季,跃层明显下沉,直至消失,水温分布逐渐呈现垂向均匀状况。同时,分析还表明,三大海域的水温分布存在明显的区域性差异。水温分布的年变幅从北向南、从近岸向外海递减。     

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。     

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。     

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.     

南黄海和东海海水18O的组及其意义 O的组成及其意义

对2006年夏季采自南黄海和东海的海水进行了18O同位素组成的分析,结合温度与盐度的分布,探讨了影响研究海域海水δ18O分布的主要因素。结果表明,南黄海和东海海水的δ18O与盐度之间具有良好的线性正相关关系,据此确定出夏季黑潮水和陆地径流水的特征δ18O值分别为0.20‰—0.45‰和9.85‰。依据海水δ18O的分布,探讨了黑潮水、长江冲淡水和黄海冷水团对研究海区δ18O分布的影响,结果显示,夏季黑潮水仅影响到台湾东北部陆架坡折以外的海域,其影响路径可能以气旋式涡旋的形式出现;在长江口附近海域,长江径流水进入东海后,对长江口东北部海域的影响范围较其南部更为宽广,可到达济州岛西南部。在南黄海海域,海水δ18O的分布可清晰指示出南黄海冷水团的位置,黄海冷水团的形成可能与冬季的黄海暖流具有一定的联系。     

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.     

南黄海夏季温盐年际变化时空模态与气候响应

根据南黄海断面1977—2016年历年8月标准层温度、盐度与气候要素观测资料,采用时空分析等方法,分析了南黄海断面夏季温度、盐度年际时空变化与气候响应。断面温度主要有4种时空模态,夏季风生环流、冷水团强度、面积与断面冬季温度模态是主要温度模态年际变化的主要影响因素;夏季风生流场形态、春季PDO指数与断面冬季温度模态是次要温度模态年际变化的主要影响因素;温度模态时间分量均为准平衡态长期变化。断面盐度主要有4种时空模态,夏季苏北沿海低盐度水体、南黄海中部高盐度水体与夏季黄海风生流输送作用是盐度主要模态年际变化的主要影响因素;夏季南黄海降水量减少与风生流输送减弱是盐度次要模态年际变化的主要影响因素。盐度主要模态时间分量为准平衡态长期变化,次要模态时间分量存在显著线性低盐趋势变化。断面夏季温盐多年平均分布主要受到夏季多年平均风生环流影响。断面核心冷水团月平均温度为准平衡态长期变化;面积存在显著线性减小趋势,黄海风生流场季节与年际变化是南黄海核心冷水团年际变化主要影响因素,春季PDO指数对冷水团面积年际变化有显著非线性影响。断面冷水团、核心冷水团月平均盐度为显著线性低盐趋势周期年际变化。由于黄海温盐长期线性趋势变化,与30多年前状况相比,目前黄海温盐场季节循环时空变化形态可能已经发生显著改变。     

黄海冷水团大型鲑科鱼类养殖研究进展与展望

黄海中部洼地的深层存在一个巨大的夏季冷水团,面积约13万km~2,水质优良,可以利用现代海洋装备在此海域养殖大型鲑科鱼类。中国海洋大学黄海冷水团鲑鱼养殖团队研发了养殖工船,概念性地设计了海浪能驱动的5万m~3的全潜式钢构网箱"深蓝1号"和约17万m~3的养殖-能源-管理于一体的"深蓝2号"智能钢构网箱,成功地完成了黄海冷水团鲑科鱼类养殖技术路线的验证。为实现规模化安全生产,仍需对养殖容量与黄海冷水团变动、适养种类及其育种、养殖技术、病害防治、饲料研发、机械化生产与智能化管理等进行深入研究。     

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.     

南黄海冷水团海域溶解氧和叶绿素最大现象值及营养盐累积的季节演变

基于2006-2007年在南黄海冷水团海域开展的4个季度月的调查资料, 重点研究了该海域溶解氧(DO)、叶绿素a(Chl a)最大值现象和营养盐累积的季节演变规律。结果表明:春至秋季黄海冷水团海域DO和Chl a最大值层深度具有先加深后变浅的趋势, 出现最大值层的海域面积呈现出先增大后缩小的变化过程, DO和Chl a最大值层的深度及面积在夏季均达到最大, 至冬季DO和Chl a最大值现象消失;夏季冷水团海域深水区DO最大值处的氧含量整体高于春季, 而冷水团边界附近氧最大值处的氧含量整体低于春季;春至秋季冷水域深水区次表层Chl a最大值处的Chl a含量先降低后升高, 于夏季时最低, 入秋后开始升高, 而一年四季中冷水域边界附近Chl a最大值处的Chl a含量却在夏季时最高, 而且显著高于深水区。黄海冷水团海域的底层营养盐储库具有一定的空间异质性, 冷水域底层通常分别在深水区和西部边界处存在营养盐高值核心, 其中位于深水区的高值核心位置季节变化不明显, 而位于冷水域西部边界附近的高值核心位置则呈现出自春季至夏季向西移动、入秋后又向东部移动的季节变化特征。水文物理因素和生物化学过程对DO、Chl a最大值及营养盐储库的季节演变具有重要的调控作用。     

黄海冷水团对海洋变动的响应

本文利用历史资料,分析了黄海夏季底层冷水团水温的冷暖变化与海洋变动之间的关系.结果发现,黑潮大弯曲的第二年为黄海冷水团的暖年、埃尔尼诺事件出现的当年为黄海冷水团的冷年,最后讨论了冷暖年黄海冷水团环流特征.     

夏季黄海冷水团冷源估算及开发方式分析

通过分析2011年8月的出海调查数据,绘制了不同断面上的温度分布图及调查海域底部的温度分布图,基本了解了黄海冷水团西边界的空间分布特征;根据热力学及流体力学的基本理论,在忽略热量传递次要项的前提下,通过计算海水在输运过程中的"冷量"损失,得到了黄海冷水在输运过程中的温度变化情况;进一步结合青岛地区海水源热泵技术的具体应用情况,分析探讨了黄海冷水团的开发利用前景。结果表明:黄海冷水团边缘距离岸边较近,约20~40km,在冷水输运过程中"冷量"损失较小,管道内部末端水温仅升高5℃~6℃,并且青岛地区已经具备相对成熟的海水温差能利用技术,这些都为黄海冷水团的开发利用提供了理论与现实基础。     

夏季黄海不同水团溶解有机物分布特征

依据2017年8—9月对黄海海域溶解有机物(DOM)的调查，探讨了夏季黄海海水中溶解有机碳(DOC)和有色溶解有机物(CDOM)的空间分布特征。在表层海水中，受陆源影响较大的近岸海域CDOM含量相对较高，北黄海冷水团区域由于水产养殖的饵料引起DOC浓度升高，且该部分DOC以无色为主。DOC浓度随深度逐渐降低，而CDOM逐渐升高，该特征在冷水团区域更为显著，因此DOC和CDOM在冷水团区域的表底差异远大于浅水区的非冷水团区域。陆源输入和初级生产是引起表层DOC升高的主要原因，而光漂白则引起CDOM降低，同时光漂白还导致表层水体中CDOM分子量和芳香性低于底层。底层溶解氧饱和度在冷水团为80%～93%，均表现为弱不饱和状态。层化不仅阻碍了O₂向底层水体输送，还抑制了DOC和CDOM的垂向混合，这是引起冷水团区域表底层DOC和CDOM差异较大的主要原因。     

2007年春季南黄海中层冷水特征及成因

本文根据2007年南黄海的CTD调查资料,分析了南黄海中层冷水的10个示性特征及其分布特征,指出2007年春季中层冷水主要出现于35°N以北的海域,核心区主要位于50 m等深线附近,中心深度位于25～40 m,宽度约为100 km,厚度为10～25 m,跃变强度为0.04～0.14℃/m。对比分析冬季与夏季温度、盐度及实测海流资料,南黄海春季出现的中层冷水主要是黄海暖流、沿岸冷水以及春季表层升温等过程的综合作用结果。     

南黄海暖流水附近冷水块的分析研究

在南黄海东南部，呈现高温、高盐特征的南黄海暖流水(以下简称暖流水)终年入侵。冬半年，暖流水自济州岛东南沿西北方向大量涌入南黄海，并盘踞其大部海区，因此，该海域水文要素场(温度、盐度、密度)等值线的分布大多呈舌形。但在济州岛西北，朝鲜半岛西南海域外的水文状况则呈现低温、高盐特征。夏半年，黄海冷水团与南黄海沿岸流强盛，暖流水势力锐减，南黄海温、盐度等值线的分布不再大片地呈现明显舌形，舌状分布仅出现在34°N以南，124°E以东海区。此时，在暖流水附近，济州海峡西北部，朝鲜半岛西南海岸外，经常出现一个具有高盐特性的冷水块。此冷水块的出现与南黄海暖流水的变异有关，并且存在时间较长，因此，其温、盐性质构成了南黄海水文特征的一部分。本文试图分析研究这一冷水块的基本水文特征并对其成因提出初步看法。 本文主要引用1976-1979年在南黄海海域调查的部分观测资料以及朝鲜1934-1938年的近海观测资料。     

青岛冷水团强度的变化特征

青岛冷水团盘踞于山东半岛东南部近海的深底层。它是南黄海西部海域中的一个突出而重要的水文现象。青岛冷水团的存在和变动不仅使南黄海西部的环流结构和水文状况趋于复杂，而且还影响山东近海渔场春汛渔期的早晚和鱼群的集散程度(郑东等，1983；张元奎等，1989)。 目前，对青岛冷水团的温、盐特性及其成因早已有研究(郑东等，1983；张启龙等，1996；Zhang et al.，2002)，但有关青岛冷水团的长期变化特征尚未见报道。作者在已有研究结果基础上，利用1959~1995年间的水温资料，对青岛冷水团强度的变化特征进行分析，以期加深对青岛冷水团的认识以及为该海域海洋水产资源的合理开发利用提供科学依据。     

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),...     

南黄海物理-生物地球化学过程的时空异质性及内在关联和机制

研究多重物理过程控制下陆架边缘海生物地球化学过程的时空异质性及其生态响应，对于深入认识海洋生态系统具有重要的意义。基于相关历史观测资料和卫星遥感海表温度，本文综合分析了南黄海物理-生物地球化学过程的时空变化和空间异质性特征，探讨了该海域内部典型地理单元之间的内在关联和机制。结果显示，冷季沿岸流南向输送和暖季锋面上升流垂向输运的季节性交替是影响石岛外海与海州湾外侧海域生物地球化学和初级生产的重要物理过程。夏季苏北沿岸水的东北向扩展可形成浒苔离岸/跨区域输送的动力驱动。暖季水体层化显著影响着南黄海中部冷水团海域的生物地球化学过程，春至秋季冷水团海域底层水体中的营养盐逐渐累积，形成了营养盐的重要贮库；层化季节黄海冷水团边界锋区上升流系统的存在使得南黄海叶绿素a和初级生产力高值区位置同海表低温涌升流区总体相一致。冷季南黄海西部南下的冷水与中部北向入侵的暖水共同导致了“S”型锋面的形成；暖季黄海冷水团边界锋区的上升流系统是连接层化海域和近岸区的纽带，可实现对冷水团内部营养盐的提取，从而将冷水团内部和边界区的生物地球化学过程形成有机连接，并在成山角-石岛外海、海州湾外侧、苏北浅滩东部形成三个典型的物理-生物地球化学相互作用区。本研究细化和整合了南黄海区域海洋学研究，揭示了该海域物理-生物地球化学过程的空间异质性特征和不同地理单元之间的关联性及机制，获得了对南黄海水文-生物地球化学-生态过程的综合、系统认知。