山东半岛北及东沿岸海域冬季的逆温跃层及其与深底层逆流的关系

引用《渤海、黄海、东海海洋图集——水文》分册中有关逆温跃层分布变化图幅以及海流和温、盐度历史资料 ,指出山东半岛北及东沿岸区域冬季出现的逆温跃层现象与这里冬季潜伏于深底层暖流水有密切关系 ,并进一步认为围绕山东半岛北及东沿岸海域冬季的海水交换可能呈 2层模式 :在上层 ,低温、低盐的沿岸水自西向东南下 ;在深底层 ,相对高温、高盐的逆流水北上自东向西有直逼渤海海峡南部的势头。     

南黄海西部2007年4月的逆温跃层

利用南黄海西部2007-04的温盐实测资料,采用海洋层结谱表达法及自适应识别,得到逆温跃层的"五点三要素",形成强度要素平面分布图.分析表明,逆温跃层的存在与黄海暖流水有直接的关系:1)4月份,黄海暖流水受到的海面冷却仍是产生逆温跃层的普遍原因,在该海区黄海暖流向北延伸和向两侧拓展的区域都有该种类型的逆温跃层存在,位置相对较浅;2)但在偏南的黄海暖流主干区,海面冷却产生的效应被主流区的热量补充所抵消,逆温跃层很弱甚至消失,这是该月份逆温跃层分布区向北退缩并在南部中心附近呈现缺失区的主要原因;3)南下的鲁北沿岸流水的冷水叠加在黄海暖流水的暖水上方,使逆温跃层加强,使得冷暖水的作用区成为强逆温跃层区;4)黄海暖流左侧冷沿岸流水及右侧冷水的前端向黄海暖流楔入,其前端往往覆盖在底层高温高盐的黄海暖流水上方形成下逆温跃层,从而形成双逆温跃层.这些特点,较以前认知更加客观、全面、细致和准确.     

东海西部沿岸海域冬季的逆温跃层现象及其与环流的关系

本文引用《渤海、黄海、东海海洋图集──水文》分册（１９９２）中有关逆温跃层分布变化的图幅以及温盐历史资料,指出东海西部沿岸（２２～３２°Ｎ）冬季出现逆温跃层的区域北起长江口,南到南澳岛以南几乎相联成片的现象,论述了这一分布与中国东南近海冬季潜伏于深底层的暖流水的区域相吻合,从而从水文结构上证实了冬季在深底层粤东沿岸的南海暖流北上通过台湾海峡西部与闽浙沿岸的台湾暖流相接这一环流特征。     

长江口、济州岛海域温、盐分布探讨

分析了长江口及济州岛以南海域温盐分布特征,指出黄海沿岸水在向南运动过程与外海水混合变性的某些规律;指出表层长江冲淡水影响的厚度及范围;阐述了黄海低温低盐水与黑潮高温高盐水的侧向相互作用,在济州岛南部海域形成了多跃层结构和逆盐逆温现象,并对整个调查海区的跃层现象进行了分类和分析。此外还分析了黄海沿岸水下沉与黑潮次—中层水爬升对东海北部底层冷水的影响。     

渤海南部沿岸水运移及渤黄海水体交换的季节变化

针对渤海及附近海区的曲折岸线变化以及水文资料时空分布不均匀性的特点,使用四维客观分析LOESS方法得到逐月气候态盐度场。结果表明:渤海南部沿岸水扩展和运移受季风影响显著。冬季沿岸水向渤海湾和莱州湾堆积,形成沿山东半岛龙口海岸东向爬行的水舌,该水舌在蓬莱水域向东扩展;夏季沿岸水向渤海中部冲溢,特别是在黄河口附近,其核心区厚度可达8 m,可扩展到119°30′E处,同时莱州湾内的沿岸水向湾内西部收缩。冬季渤海海峡呈现显著"北进南出"水交换态势;夏季渤海海峡定常流方式的水交换特征不明显。     

东海北部底层冷水及双跃层初析

本文着重探讨东海北部区域底层冷水的形成和季节变化过程,指出北部冷水系冬季黄海沿岸水南下向东海输送低温水,并与外海高盐水混合变性形成的,它具有明显的移动规律。阐述了黄海沿岸水沿陆架下沉与黑潮次-中层水爬升的关系及其对北部冷水的影响。本文还分析了济州岛南部区域双跃层现象的类型及其波状结构的成因。发现上,下跃层之间存在着“跃层间环流”,它将导致双扩散的发生和有利于双跃层的维持。     

夏季渤海海峡大小潮影响下水体温盐浊分布特征及其水动力机制

渤海海峡沉积物输运及水体温盐分布特征与水体层化混合程度密切相关,大潮时期水体混合程度比小潮时期强,使得水体温盐分布自南向北、自底向上都存在着明显的大小潮差异。老铁山水道附近中低层入侵的高盐低温的黄海水团受混合作用影响,在大潮时期明显比小潮时期垂向作用范围大,且跃层明显;自北隍城岛向南,受渤海沿岸流淡水影响,水体盐度逐渐降低,温度逐渐升高,表层存在明显温盐跃层,且小潮跃层厚度较大。受混合作用影响,中底层水体浊度在大潮时期基本高于小潮时期,底层泥沙主要来自海底底质泥沙再悬浮,自南向北底质泥沙粒度渐粗,因此,底层浊度自南向北逐渐降低。     

2006年夏、冬季珠江口附近海域水文特征调查分析

根据珠江口外沿岸海域2006年夏季(7-8月)及冬季(2006年12月-2007年1月)航次的CTD调查资料,分析了调查海域夏季与冬季的温度、盐度分布,温度、盐度、密度跃层特征及其与上升流、中尺度涡旋和海流的关系.结果表明:1)夏季调查海域冲淡水扩展、上升流、中尺度涡等现象在温度、盐度分布中都有很明显的表征,并对跃层分布有显著的影响,形成了复杂的跃层类型;在冲淡水扩展的影响下,还形成了双跃层与障碍层现象.2)冬季海水混合剧烈,沿岸浅水区域跃层现象不明显,在陆坡深水区存在跃层现象.     

夏冬季北黄海水体浊度分布特征研究

应用2007年1月和7月国家908专项北黄海区块水体调查获取的浊度等资料,分析了夏季和冬季北黄海海域水体浊度的水平和垂向分布特征,初步阐述了夏、冬季北黄海水体浊度分布具有南北高,中间低的特征。无论是夏季还是冬季,山东半岛东北沿岸和辽东半岛东南沿岸为高浊度区,中部海域受北黄海冷水团的影响而维持低浊度。夏季,北黄海冷水团导致的水体层结效应产生了"水障"作用——悬浮物只能沿岸分布和输送;冬季,山东半岛东端外海的强海流切变锋阻碍了悬浮物的纬向输送。此外,研究还发现由于黄海冷水团和黄海暖流的作用,导致夏、冬季黄海中部的沉积动力环境有所差异。     

夏季北黄海水体浊度分布特征的初步研究

应用2007月7月国家908专项北黄海区块水体调查获取的浊度资料,与同步获得的悬浮物质量浓度进行拟合分析,结果表明,中底层水的相关系数在0.94以上,表层相关度较差.根据调查海域浊度的水平大面分布及选取的6个典型断面的垂直分布,初步阐述了夏季北黄海水体浊度的分布特征——近岸高和底层高,山东半岛北部沿岸、成山角海域和老铁山水道以及庄河河口附近海域为高浊度区.夏季北黄海冷水团对水体浊度分布具有控制性影响:调查海域水体垂向层结稳定,北黄海冷水团海域中下层表现为高盐、低温、高密特征,水体浊度小,且浊度锋面的分布与温度较为相近.同时,夏季北黄海冷水团对悬浮物的分布起到了屏障作用——在山东半岛北部沿岸和辽东半岛南部沿岸阻止了近岸悬浮物的经向输送,而在山东半岛东部沿岸则阻止了近岸悬浮物的纬向输送.     

冬季南黄海海水化学要素的分布特征及变化趋势

通过分析2007年1月12日—2月4日南黄海调查所得资料,对海水化学要素的分布特征及变化趋势进行了研究。结果表明:1)在大部分海域,表、底层海水化学要素分布基本呈现上下均匀状态,这是冬季强烈的垂直混合作用的结果,同时黄海西部沿岸流、台湾暖流前缘水、东海北部的气旋式涡旋和黄海暖流也对各要素的分布发挥着重要的影响。2)调查海域中北部122°30′～124°00′E,34°42′～36°42′N范围内,底层黄海暖流的增温增盐效应较强,且水体垂直混合作用并未到达海底,近底层有跃层存在,使底层水既保留了夏季黄海冷水团水的特性,同时又由于黄海暖流的入侵而具有暖水的性质,跃层和夏季冷水团残留水为溶解氧(DO)和pH低值区的产生以及营养盐高值区的出现提供了良好的水文条件或动力因素。生物化学作用则是形成上述现象的内在原因,而且该跃层也阻碍了各生源要素的垂向输运,使底层水与底层以上水体具有明显不同的生化性质。3)冬季南黄海各化学要素除具有垂直均匀分布的特点外,在中北部各断面东侧还存在层化现象或锋面结构,表现为上层的垂直均匀分布和下层的梯度分布,这也是该海域近底层水体层化以及黄海暖流较强的增温增盐效应所致。     

东海西北部中层冷水的成因

根据1959—1996年4—6月存在中层冷水的28°～30.5°N,124°E以西海域的温、盐、密度资料,对中层冷水的特征,深度与盐、密度跃层的配置及中层冷水的存在和发展与表层热含量和底层盐含量间的关系进行了分析。指出:中层冷水是存在于密跃层之中,高密度(台湾暖流)水的浮力效应使其叠置于它的上方;在春季,表层热含量和表征台湾暖流的底层盐含量的同步提加,提高了密度跃层的强度,是中层冷水得以维持的重要因素。中层冷水核心的温度与其对应冬季表层温度间的相关分析及三维流场的数值模拟结果揭示,研究海区中层冷水的来源为:(1)当地冬季表层水(南下黄海表层水与东海表层水的混合水)冷却对流;(2)几种水组成的浙闽沿岸水于冬季下沉和向东伸展。     

东北季风期台湾海峡的逆温现象

利用2006-2008年3个航次水文资料,结合日本海洋数据中心(JODC)的历史温度数据分析了东北季风期台湾海峡的逆温现象。结果显示,除台湾浅滩及海峡西岸浅水区外,几乎整个台湾海峡皆有逆温现象。逆温幅度和发生频率在海峡西部较高,海峡东部及粤东近海较低。逆温层上界深度春季较秋、冬季深,逆温频发区(发生频率大于60%)随着季节南北向移动,秋季频发区的最南端位于厦门近海,冬季扩展至台湾浅滩北部,春季回退至平潭近海。分析表明,浙闽沿岸水随季节南北向伸缩导致了逆温频发区的同步移动。除了季节变化外,逆温现象在2006年和2007年冬季有显著差异,2006年逆温仅出现在海峡西部近岸海域,2007年扩展至海峡东部且向南伸至粤东近岸,浙闽沿岸水的横向伸缩是造成此差异的主因。     

东海沿岸海区垂直环流及其温盐结构动力过程研究Ⅱ．温盐结构

对于本研究采用的动力学模型及其垂直环流的模拟结果已在第Ⅰ部分论述。作者将对与垂直环流对应的温、盐结构进行分析。温度和盐度模拟结果表明：冬季东海沿岸海区的温、盐分布均为近岸低、外海高;近岸温、盐呈垂直均匀分布,在外海出现分层,其温度为表层高、底层低,而盐度却为表层和底层高,中层偏低,长江口以南的近表层以下形成自近岸伸向外海的弱低盐水舌;长江冲淡水区及长江口以北和其以南外海的近表层有温、盐跃层生成,深底层温、盐呈均匀分布,且保持低温高盐特征;随着海区自北往南纬度的降低,岸坡和水深的增大及沿岸下降流的增强,温度和盐度自近岸至外海的垂直均匀分布跨度逐渐变窄;外海近表层的温、盐跃层强度自北至长江口逐渐增强,而自长江口至南逐渐减弱,其位置自北往南逐渐上移;冬季沿岸下降流使长江冲淡水区的盐跃层变厚。夏季海区的温度分布为近岸和外海高,近岸稍远出现冷水涌升,垂向上呈现显著分层,盐度分布为近岸低、外海高;长江冲淡水区及杭州湾以南外海的次表层存在温、盐跃层,其跃层以上出现混合层,且保持高温低盐特征,跃层以下温、盐大致呈均匀分布,并保持低温高盐特征;随着海区自南往北纬度的增高、岸坡和水深的减小及沿岸上升流自南至长江口和自长江口至北的增强和继而减弱,长江冲淡水区的温、盐跃层强度自南至长江口逐渐增强,而自长江口至北逐渐减弱,外海次表层的温、盐跃层强度却自南至长江口逐渐减弱,自长江口至北又逐渐增强,其温、盐跃层的位置自南往北逐渐上移;夏季沿岸上升流使长江冲淡水区的盐跃层变薄。     

北黄海西部海区营养盐季节变化及其影响因素探讨

根据2006-07-2007-10对北黄海4个航次调查资料,分析并讨论了北黄海西部海区营养盐四季变化及其影响因素。DIN,PO4-P和SiO3-Si的浓度从春季到冬季逐渐升高。春、夏、秋季营养盐底层浓度均远远大于表层的,冬季营养盐各层浓度相近。黄海冷水团是影响北黄海西部营养盐季节变化的主要因素,黄海暖流和鸭绿江水的输入对北黄海西部营养盐季节变化影响不显著;受北黄海跃层的影响,北黄海西部海区营养盐浓度除冬季外,垂直方向均呈现出分层现象,表层浮游植物吸收营养盐,使表层营养盐浓度低于底层的。     

沿岸海区冬季垂直环流及其温盐结构的数值研究──Ⅱ.温盐结构

冬季沿岸海区温度和盐度的数值计算结果表明：温度在近岸近表层大致呈垂直均匀分布,外海近表层形成较强的温跃层,近岸至外海的下层保持冷水特征。表层和底层盐度高,中层盐度低,在中层形成自近岸伸向外海且盐度逐渐由低变高的低盐水舌,河口冲淡水区形成较强的盐跃层。随着自南往北海区水深的逐渐变浅、岸界坡度的由大变小和沿岸下降流的由强变弱,近岸温度和盐度的垂直分布越来越均匀,外海近表层的温跃层强度越来越弱。盐度自南至河口区逐渐由高变低,而自河口区至北逐渐由低变高。沿岸下降流使河流冲淡水区的益跃层变厚。     

渤海、黄海热结构分析

在多年观测资料基础上,以月平均风应力和周平均海表水温(SST)作为外强迫,对黄海、渤海热结构进行了数值模拟.模拟结果显示渤海的热结构特征自10月至翌年3月为水温垂直均一的冬季型;5～8月为分层结构(由上混合层、跃层、潮混合层组成)的夏季型.4月和9月为两型的过渡期,最低水温出现在2月,最高水温表层出现在8月,底层则在9～10月.黄海沿岸浅水区与渤海有相似的热结构,黄海冷水团和黄海暖流对其中央槽深水区的热结构有重要影响.对底层水的影响而言,前者夏季显著而后者冬季显著,从而导致黄海(槽)的底层水与环境相比呈现夏季冷而冬季暖的特征,底层水温基本上与表面水温的年变化反相;深水区的热结构与渤海相比,均一型结构(1～3月)变短,分层型结构(5～11月)变长,底温年变幅(5℃以内)变小,跃层强度增强.模拟结果还表明,黄海暖流的动力仍然是季风环流,而对黄海冷水团的形成和发展有无动力影响提出质疑.     

秋季南黄海西部营养盐的分布及其与环流场的关系

重点分析和研究了秋季南黄海西部营养盐的分布状况和水文特征,并在此基础上探讨了营养盐分布及其运移规律与该海域环流场的关系.结果表明:长江冲淡水、苏北沿岸水以及鲁北沿岸水所引起的物质输入是导致南黄海西部近岸海域三个营养盐含量高值区形成的主要因素;由于跃层阻隔以及底层有机物的氧化分解,调查海域中部底层水体也存在较大面积的营养...     

渤黄海海域悬浮体季节性分布及主要运移路径

依据国家自然科学基金委公共航次2010年和2012年4个航次在渤黄海海域获得的现场悬浮体浓度数据及CTD海洋水文观测数据,结合MODIS L1B数据第4波段反射率值,建立了悬浮体浓度(SSC)与反射率强度的反演模型,反演了渤黄海海域表层悬浮体的月均分布。综合现场实测数据和遥感反演结果,研究渤黄海海域悬浮体的季节性变化特征。利用HYCOM数值模拟得到的各个层位流速数据,分析渤黄海海域主要断面的悬浮体扩散通量。结果表明,渤黄海海域表层悬浮体浓度高值区主要分布在黄河口莱州湾及渤海湾附近沿岸海域、山东半岛沿岸、苏北浅滩至长江口一带、罗洲群岛附近海域以及沿岸其他小河流入海口。渤黄海海域水体结构具有季节性变化特征。夏季,水体上下温差大、层化较强、水动力条件较弱,海域悬浮体浓度相对较低。而在冬季,海域气温较低,水体上下温差小,同时,渤黄海海域强劲的东北风盛行,水体混合强烈,海域悬浮体浓度较高。同时,黄海暖流和山东半岛沿岸流等流系加强,携带悬浮体的能力和效率均大大提高,冬季成为海域悬浮体输运的主要季节。在冬季,黄河三角洲沿岸、山东半岛沿岸以及苏北海岸等区域在强动力作用下的再悬浮成为海域的悬浮体主要来源。黄河三角洲沿岸再悬浮的沉积物通过渤海海峡的南端输入北黄海,在沿岸流的作用下悬浮体输送通量沿程增大,经过成山头海域后转向南输送,输送通量沿程减少,沉积物在黄海中部泥质沉积区汇聚。沉积动力的分析结果显示,冬春季节在山东半岛区域形成的混合锋面对悬浮体的输运路径有重要的影响。     

北黄海表层沉积物粒度分布特征及其沉积环境分析

对北黄海1140个表层沉积物样品的粒度进行分析,探讨其分布特征与物源和水动力环境的关系。结果表明,研究区底质类型主要有泥、粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂、砂五种类型,少数站位含有砾石。研究区东部沉积作用的主控因素是潮流,西部主要是山东半岛沿岸流。经过本区的黄海暖流限制了山东半岛沿岸流携带的细粒物质向东运移。研究区西部细粒沉积物的粒度分布是不均匀的,南北是不对称的,其形成受控于山东半岛沿岸流、黄海暖流和潮流。