夏季长江冲淡水年际变化的数值研究

基于区域海洋模式ROMS,本文对东中国海的水动力环境进行了长期(2004-2015年)模拟,分析了长江冲淡水扩展形态的年际变化特征和规律。研究发现,夏季长江冲淡水主要有三种扩展形态:东北方向、东南方向和东南-东北双向扩展,三种形态所占比例分别为37%,46%和17%。长江冲淡水的扩展面积具有显著的年际变化,近河口冲淡水(海表面盐度28)的扩展面积主要受径流量控制,在外海(28海表面盐度31)则主要受南风和西南风的影响。就淡水通量而言,向东北方向最多,向东南方向次之,二者7、8月份所占比例分别为40%、60%和33%、32%。夏季长江冲淡水向东北方向的扩展主要受东风或较强东南风的影响。年际尺度上,向东北方向的淡水输运与东南方向风分量具有很好的相关性,主要受东南风驱动的Ekman输运的影响。     

2000年8月长江口外海区冲淡水和羽状锋的观测

采用CTD、多参数环境监测系统 YSI等仪器设备 ,于 2 0 0 0年 8月在长江口外海区对长江冲淡水结构、羽状锋等进行了现场观测。 2 0 0 0年 8月长江冲淡水出口门后 ,朝东北偏北流动 ,而当年 8月为长江径流量偏小的月份。通过动力分析指出了近口门段长江冲淡水分布类型与径流量的关系。长江冲淡水主流在近口门附近朝东北偏北扩展后 ,在科氏力作用下朝东南扩展 ,在转向区域为沿水下河谷北上的高盐台湾暖流水。高盐的台湾暖流水和长江冲淡水混合 ,生成口外羽状锋 ,强度大 ,阻挡了长江冲淡水向东扩展 ,并使冲淡水在当年径流量偏小情况下朝东北偏北运动。部分台湾暖流水在中下层能穿越长江口外而向北流动。羽状锋主要存在于长江口外 1 2 2 .6°E附近的 1 5m水层之上。在浙江沿岸、长江口外水下低谷西侧、吕泗近岸存在着上升流现象     

夏季长江冲淡水扩展机制的初析

根据1975～1981年的温、盐度观测资料,初步判断了夏季长江冲淡水扩展的受控因子。分析表明,长江冲淡水的分布状况主要决定于台湾暖流的北伸程度和东海北部冷涡的位置及强度。在此基础上,把长江冲淡水的扩展形态归结为三种流型图式,并与实际流态作了对照。图9,表2,参考文献6,     

夏季长江冲淡水扩展的数值模拟

建立一个σ坐标系下三维非线性斜压陆架模式,研究夏季径流量、台湾暖流、黄海冷水团、风场对长江冲淡水扩展的影响。数值试验基本再现了夏季长江冲淡水低盐水舌伸向东北的现象和渤、黄、东海的环流结构。长江径流量只影响近口门附近冲淡木朝东南方向扩展势力和整个冲淡水扩展范围的大小。台湾暖流深受底形的影响,流动路径稳定,且不受自身强度的影响,又主流远离长江口,对长江冲淡水扩展的影响不大。黄海冷水团产生的余流在长江口海区阻碍着冲淡水沿岸向南扩展,在远离长江口海区诱导冲淡水向东南运动。总的黄海冷水团的作用是使长江冲淡水低盐水舌伸向东北。黄海冷水团越强,这种作用就越明显。夏季风场在冲淡水转向东北的过程中作用显着。     

2006-2007年长江冲淡水的扩展形态及季节变化

利用2006—2007年观测的高密集度CTD测站和海床基ADCP连续测流站资料,分析了长江冲淡水的扩展形态和垂向结构。结果表明,各季节观测时段内:春季、秋季和冬季的表层长江冲淡水扩展基本被限制在长江口、杭州湾及舟山水域附近。夏季长江冲淡水的扩展由内向外可分为3个阶段:射形流阶段,长江径流直接向东南冲入海;水舌形态扩展阶段,冲淡水以1个水舌的完整形态指向东北,其运动受台湾暖流和南黄海海盆气旋式环流等背景流场的影响明显;扩散阶段,冲淡水先以较大团块运动,后以不断变小的水块随着背景流场运动,其中一支向东北移动进入南黄海,另一支转向东偏南,绕东海东北部冷涡运动。     

风影响夏季长江冲淡水扩展的数值模拟研究

基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)数值模式建立了长江口及其邻近海域的三维水动力学模型,用于研究风对夏季长江冲淡水扩展的影响。基于实测资料的验证结果表明,模型能够比较真实的反映潮汐、海流、温度和盐度的变化过程。敏感性试验的结果显示,风对夏季长江冲淡水的扩展有着非常显著的影响。在Ekman输送的作用下,长江冲淡水将向风向的右侧扩展。5 m/s风速下,东风、东南风、南风和西南风4个风向下的冲淡水明显向外海扩展,而西风、西北风、北风和东北风下的冲淡水都被限制在近岸水域。Ekman输送的强度随风速增强而增强,冲淡水向风向右侧的扩展也越来越明显。舌轴区因为层结明显,湍流活动相对较弱,对风能量的耗散相对较小,所以相同的风速增量对舌轴区表层水的加速作用最强,这导致更多的淡水经由舌轴区输送,使得淡水舌宽度随风速的增加而变窄。对长江口海域表面风的气候统计分析表明,上述数值试验结果能够很好的解释气候态下长江冲淡水扩展方向与表面风变化的关系。     

春季长江冲淡水在口门外海域逐月变化及其影响因素分析

利用2015年4、5、6月在长江口外开展综合海洋调查获取的实测数据,分析春季口门外海域长江冲淡水（Changjiang diluted water,CDW）时空分布特征及扩散过程,并结合同期的多源环境观测数据,探讨各环境动力因素对春季长江冲淡水分布的影响,深化对冲淡水在口门外海域扩展及其动态变化的认识。观测结果显示,2015年春季长江冲淡水的扩散范围逐月增大,主体最远可到达123°E以东海域,其逐月变化主要受控于口外水文气象环境。长江径流量大小决定了冲淡水出口门后的分布范围以及表层水盐度,风向则控制冲淡水的扩展态势。在风场与径流的共同作用下,春季口门外海域长江冲淡水的扩散呈现三种模式：4月份的顺岸南下型（冬季型）、5月份的东北转向型（过渡型）和6月份的东南-东北双向分支型（夏季型）。春季台湾暖流深层水已到达长江口外海域,与表层冲淡水层相互作用较弱,但随着上升流的逐月增强,其与上层低盐冲淡水之间的跃层效应愈发显著,一方面抑制长江冲淡水的向下扩展,同时上升流的涌升也减薄了冲淡水的厚度。再悬浮泥沙向上扩散的厚度显示出春季潮混合过程难以影响至表层,但在大潮情况下,水位波动变化更为剧烈,使外海高盐海水向陆上溯更远,导致5月份12250E断面的水体盐度整体相对较高。     

《东海海洋》2002年总目次

海洋水文气象夏季东海 30°N断面的盐度分布类型…………………………………………………………浦泳修 1(1)……………………………………………………………………………………海面阻力系数的流体力学研究…………………………………………………………………纪文君 1(14 )……………………………………………………………………………………长江冲淡水扩展方向的周、旬时段变化………………………………………………………浦泳修 ,黄韦艮 ,许建平 2 (1)………………………………………………………………钱塘江河口护塘丁坝坝头异型块体…     

夏季风场对长江冲淡水扩展影响的数值模拟

建立一个σ坐标系下三维非线性斜压陆架模式，研究长江冲淡扩展的动力机制。数值试验再现了夏季长江冲淡水转向东北的现象，夏季风场对长江冲淡水扩展的影响，取决于风速的大小和动向，风速为３ｍ／ｓ的南风，对冲淡水向北扩展的影响比较明显，而当南风风速达到６ｍ／ｓ时，则起着十分显著的作用，西南风加强了冲淡水向东扩展，但对南北向的扩展影响甚微，东南风抑了冲淡水向东扩散，并使之偏向西北，明确阐明了夏季风场对冲淡水扩展     

长江口及其邻近海域营养盐的分布特征和输送途径

根据黄海、东海的最新现场调查资料,探讨了长江口及其邻近海域营养盐分布特征与输送途径.调查结果表明,在长江口以东及其东北部海域终年存在一个范围很大的营养盐高值区.分析表明,这些营养盐主要来自长江冲淡水的扩展及苏北沿岸流的输送.此外,还获得了1998年长江流域特大洪水期间,迄今被观测到的长江冲淡水中营养盐的最大扩展范围.     

《长江冲淡水扩展机制》

由华东师范大学朱建荣和沈焕庭完成的20万字的《长江冲淡水扩展机制》专著,已于1997年3月由华东师范大学出版社出版发行。该专著是第一部建立一个0坐标系下三维非线性斜压浅海与陆架模式、考虑多种动力因子、研究长江冲淡水扩展的专著。夏季长江冲淡水转向机制是物理海洋学界多年来悬而未决的问题,长期以来为国内外同行所瞩目。以往研究的方法,大多数是基于对观测资料的分析;对采用的一些数学模型,为了能求出其解析解,作了过多的近似,能够考虑的因子很有限;数值模式不够完善,考虑的因子也不够全面。著者在充分了解国内外研究动态的…     

基于FVCOM的夏季珠江冲淡水年际变化特征

珠江冲淡水对南海北部的物理、化学以及生物特性具有十分重要的意义。本文以1993至2012年连续20年的FVCOM(The Finite Volume Community Ocean Model)模型后报模拟数据为基础,将海表盐度32等值线与岸线所围面积定义为珠江冲淡水的扩展范围,对珠江冲淡水在夏季（6月、7月和8月）的年际变化特征进行研究,并分析了南海季风和珠江径流量等因素对珠江冲淡水的影响。在西南风和较大的珠江径流量的作用下,夏季是珠江冲淡水同时向粤西和粤东两侧扩展的唯一季节,冲淡水扩展范围最大,且夏季珠江冲淡水的扩展形态和扩展面积具有明显的年际变化特征,1994年的东风异常极大增强了冲淡水的西向扩展。通过对2008年台风“风神”的分析,发现热带气旋引起的表层对流和垂向混合对珠江冲淡水具有明显的作用,但是由于其持续时间较短,对年际变化的影响并不显著。1998年夏季的强厄尔尼诺事件导致6月、7月和8月均出现了西南风异常,强西南风阻碍了冲淡水的西向扩展,促进了区域的上升流和表层流。     

长江冲淡水的扩展及其营养盐的输运

本文根据长江口及其邻近海域硝酸盐和硅酸盐的平面分布特征,研究得出,除冬季外,长江冲淡水中的营养盐同时向两个方向输送,一、向北或北输入南黄海西南部;二、向同或东南输入东海。据此提出“长江冲淡水双向扩展的”观点,即长江冲淡水先顺河口走向朝东南方向流动,到达口门处分成两部分（冬季除外）,一部分穿过杭州湾口及舟山群岛一带沿岸南下,或自长江口向东南方向扩展;另一部分则左转向北或东北,进入南黄海西南部。南、北     

长江冲淡水路径问题的初步研究——Ⅱ.风场对路径的作用

本文从理论上研究了局地风场对夏季长江冲淡水路径变化的效应,主要结果如下:(1)对于长江冲淡水路径变化来说,夏季本区平均风场的效应与底形效应相比可以忽略。(2)当平均风涡度场的效应与底形效应相当时,所得的近似解表明,底形效应将使长江冲淡水的路径向左转向,而局地风场效应只对该路径作微小的订正。     

长江冲淡水的扩展及其营养盐的输运

本文根据长江口及其邻近海域硝酸盐和硅酸盐的平面分布特征,研究得出,除冬季外,长江冲淡水中的营养盐同时向两个方向输送,一、向北或东北输入南黄海西南部;二、向南或东南输入东海。据此提出“长江冲淡水双向扩展”的观点,即长江冲淡水先顺河口走向朝东南方向流动,到达口门处分成两部分（冬季除外）,一部分穿过杭州湾口及舟山群岛一带沿岸南下,或自长江口向东南方向扩展;另一部分则左转向北或东北,进入南黄海西南部。南、北两股冲淡水的水量大小及其比例,因不同季节而异。     

长江口邻近海域海水pH的季节变化及其影响因素

基于对2015—2016年长江口邻近海域现场调查数据的分析,探讨了其海水pH的季节变化和影响因素。结果表明:长江口邻近海域四季pH在7.76—8.32之间,其中夏季最高,秋季最低;夏季具有明显的分层现象,冬季水体pH垂直分布相对均一。长江冲淡水对长江口邻近海域水体pH的影响是局域性的。浮游植物光合作用是影响春、夏、秋季海水pH区域分布的重要过程。春、冬季节表层海水pH分布受海-气界面CO2交换的影响较大。温度、生物作用及长江冲淡水扩展是导致长江口邻近海域表层海水pH季节变化的主要因素。     

长江冲淡水转向原因的探讨

本文认为东海本身所存在的流场、风场和压力场是影响和控制长江冲淡水运移的环境因子,并将这些因子引入流轴运动方程。 台湾暖流、沿岸流和风海流给长江冲淡水一个推力,使其流轴运移方向夏天向左偏,冬天向右偏。黑潮控制着长江冲淡水的扩展。风的效应由直接和间接效应组成,其综合效应相当重要,不可忽略。     

长江口邻近海域夏、冬季水文特征分析

长江冲淡水和台湾暖流是我国陆架海上两个重要的海洋现象。二者在长江口邻近海域交汇并相互制约,其分布和变化控制着该地区的温盐、环流结构,也影响着长江径流所携带的泥沙、营养盐等物质向外海的扩散和输运,以及舟山渔场的形成和变化。 长江每年以巨量径流注入东海,在长江口外形成一股很强的冲淡水,以低盐、高营养盐、高悬浮体含量为特征。毛汉礼等(1963)首先对长江冲淡水的扩散与混合特征作了系统的描述,并指出,冬季长江冲淡水沿岸南下,其范围仅限于贴岸的一狭带内;夏季则在径流入海后不久转向东北,直指济州岛方向,到达对马海峡。众多学者通过资料分     

1999年与2006年间夏季长江冲淡水变化动力因素的初步分析

根据径流量,1999年和2006年夏季的长江分别处于显著洪季和旱季.此期间的月平均风向也有显著区别.根据同期的海洋现场观测:相对1999年8月,2006年同期的长江口以东、以南毗邻水域表层盐度显著较高,而在长江口东北部海域则相对偏低;长江口附近海域的底层盐度有所偏高,但在浙江中南部沿海底层盐度则相对偏低.利用Regional Ocean Modelling Systems数值模式,对1999年和2006年实际的径流量、风场和黑潮及其分支变化等3个因素对长江冲淡水扩展的影响进行了一系列模拟试验和对比.对比试验表明:相对1999年8月,2006年夏季长江流量大幅度减小是长江口毗邻海域表层盐度升高的主要原因;风场是导致长江冲淡水相对偏北,并使长江口北部出现表层盐度负异常的主要因素;黑潮及其分支在东海北部入侵相对增强、在东海南部入侵相对减弱,使长江口南部表层盐度正异常海域扩大,并促使长江淡水向江口北部扩散增强、而向东部扩散减弱.长江口毗邻海域环流和水团的变化可能对夏季低氧区位置变化产生一定影响.     

M2分潮对夏季长江冲淡水扩展影响的数值研究

利用σ坐标系下的斜压浅涨环流模式,研究Ｍ２分潮对夏季长江冲淡不扩展的影响,在“准定常流”作用下,模拟出能反映夏季长江冲水火水扩展的盐度场,并模拟出与黄、东海实测资料相符的Ｍ２分潮。在此基础上,用两种方案讨论Ｍ２分潮对冲淡水的影响。第一种方案,仅考虑Ｍ２分潮,计算它对冲淡水扩展的影响,第二种方案,将Ｍ２分潮和“准定常流”耦合,计算冲淡水的变化,结果表明,Ｍ２分潮对冲淡水扩展有一定影响,其中包括潮混合