潮致余流和潮混合对长江口外东北海域低盐水团的作用

长江冲淡水对黄海、东海水文环境有重要影响,它主要以羽状形态向外海扩展,在某些年份的特殊时间段也存在孤立的低盐水团现象。在低盐水团的动力机制研究中,风、径流量、台湾暖流、天文潮和斜压不稳定的作用已得到讨论。天文潮对冲淡水及低盐水团的影响主要包括潮致余流和潮混合,潮致余流作用仍缺乏讨论。本文对1983年8月低盐水团的动力机制进行数值模拟分析,重点讨论了潮致余流和潮混合的影响。结果表明:潮致Lagrange余流促使一部分冲淡水从口门向北输运,在32°N附近呈舌状转向东,有利于在口外东北海域形成低盐水团;小潮转大潮的垂向混合作用加强,浅水区表层盐度升高的速度快于较深水区,也有利于在口外东北海域形成低盐水团。     

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。     

苏北沿岸流对浒苔暴发及漂移过程的影响

根据2009年5月的温度、盐度和溶解氧观测数据,应用"对应分析法"对水团的分布范围和特性进行了分析,并探讨了苏北沿岸流对浒苔(Enteromorpha prolifera)暴发及漂移过程的影响。结果表明,春季苏北沿岸流向东南流动过程中,可以将海水中悬浮的浒苔繁殖体向南输运至长江冲淡水与苏北沿岸流交汇处,此处的浒苔繁殖体在适宜的条件下生长繁殖。在夏季风的作用下,长江口北部的浒苔与苏北沿岸海域的浒苔,随表层海流向北漂移,在地球偏转力作用下,漂移路径不断向右偏转,并最终在山东半岛南部海域聚集堆积。苏北沿岸流在浒苔暴发初期将繁殖体输送到条件适宜的生长区,并对浒苔向北漂移起到了重要作用。长江冲淡水向北扩展范围的增大对于浒苔的生长和繁殖起到了促进作用。查明浒苔扩散路径及输运机制不仅具有重要环境意义,而且对深入了解沿岸和河口区泥沙及污染物的扩散和输运机制具有指示作用。     

东海中陆架晚第四纪底栖有孔虫定量分析

利用东海中陆架EY02-1孔的柱状样品对底栖有孔虫动物群进行了定量分析研究,结合Q型因子分析及AMS“C测年数据,对东海中陆架古水团演化进行了初步探讨。Q型因子分析得到5个主因子．方差累积贡献为84．9％,这5个有孔虫组合在钻孔相关层位上反映特定的古水团特征。主因子1为Elphidium magellanicum组合,代表低温低盐沿岸水团(5～10m);主因子2为Bolivina robusta组合,代表中陆架水团(50～100m);主因子3为Protelphidium tuberculatum组合,代表外延的古黄海冷水团;主因子4为Florilus decorus组合,代表内陆架水团(0～50m);主因子5为Epistominella naraensis组合,代表水体较凉的水深大于30m的内陆架水团。结果表明,冰后期以古长江冲淡水为主体的低温低盐沿岸水团、中陆架水团及内陆架水团交替影响EY02-1孔附近中陆架。在氧同位素3期以古长江冲淡水为主体的东海沿岸流与外延的古黄海冷水团控制着有孔虫组合。在氧同位素5a-5c期间,EY02-1孔附近中陆架可能已受到古黄海冷水团的影响。该孔顶部11．4m含大量贝壳的细砂沉积可能对应氧同位素1期U2层潮流沙脊脊部沉积,细砂平均沉积速率高达0.877mm／a。     

长江冲淡水输运和扩散途径的分析

本文在总结前人成果的基础上，进一步分析了长江冲淡水输运和扩散的途径。文章指出，长江冲淡水输运和扩散的途径有两种：顺岸南下型在冬、夏季都存在，它主要以杭州湾的次级锋面流和沿岸锋密度流为代表；转向型从５～６月开始，台湾暖流低密水和东海高密水之间的密度锋是长江冲淡水向外海扩散的通道     

大洋性次-中层混合水团隶属函数的拟合及南海水团分析

讨论了铅直向叠置 3层水团 ,即次表层水团、次 中层混合水团和中层水团的分布与水团特征。改进了大洋性次表层水团和中层水团隶属函数的拟合方法 ,并进一步提出包络曲线法用以拟合次 中层混合水团的隶属函数 ,使铅直向叠置 3层水团隶属函数的拟合方法得以配套。应用新方法计算了 3层水团在南海全海域的分布 ,从整体上把握了次表层高盐水团、次 中层混合水团和中层低盐水团在南海中的分布及变化情况 ,讨论了它们的特征、差异和形成原因。     

2006年夏季珠江冲淡水扩展及生态响应

根据珠江口及其附近海域2006年夏季(7-8月)航次的调查资料,发现珠江冲淡水同时向粤西和粤东扩展,最东可扩展至红海湾中部海域,向西最远可扩展至阳江海陵岛东侧,在西南季风的Ekman驱动下,向外海扩展至21.2°N,冲淡水产生的羽状锋十分明显,大致位于10m水深之上;在陆架区存在上升流;在高栏列岛及担杆列岛东南海域分别存在孤立低盐水团;表层浊度、叶绿素a、溶解氧的间分布形态表明其输运路径受珠江冲淡水扩展路径的影响,叶绿素a高浓度区对应溶解氧高浓度区,其高浓度区分别位于上下川岛海域和万山群岛海域.     

南黄海春季水团分析

根据１９９２年５月在南黄海取得的ＣＴＤ资料和两个断面的温，盐度和溶解氧资料，和“对应在分析法”研究该海域的水团配置和特性，并对其中的某些问题进行探讨。结果表明：春季，南黄海海域存在８个水团，即黄海水、贰黄海冷水团，青岛冷水团，黄海暖流水以及长江冲淡水，苏北沿岸水，成山角冷水和朝鲜西岸沿岸水；     

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。     

北部湾东北部水团分布及季节变化分析

基于2016年9月—2017年8月北部湾海域棕囊藻调查9个航次的温度、盐度和密度等水文数据,通过K-mean动态聚类分析方法分析了研究海域水团的分布及季节变化过程。根据温盐资料将研究海域的海水类型分为低温高盐的陆架底层水团、陆架表层混合水团和低盐沿岸水团。通过20°10′N断面上多期次的温盐分布特征揭示了北部湾整体上逆时针环流在北部湾东侧陆坡的存在;通过大面水文调查的结果揭示琼州海峡的余流特征,并结合卫星漂流浮标运动轨迹揭示了珠江冲淡水对研究海区水团分布的影响。本研究丰富了对北部湾东北部水团分布和季节变化的认知,对研究该海域赤潮发生、发展规律有指导意义。     

夏季长江冲淡水转向机制的数值试验

利用普林斯顿海洋环流模式(POM)，通过一系列的理想试验，探讨了夏季长江冲淡水的扩展机制。结果表明：(1)倾斜底形是夏季长江冲淡水向东北偏转的一个必要条件；夏季冲淡水向东北偏转是南风、斜压效应和底形的共同作用的结果，其中风应力和底形的相互作用占主导地位；单纯的底形东倾不能使冲淡水向北偏转。平底时，南风和淡水浮力强迫都不能使冲淡水向北偏转。(2)无风时，人海淡水可以在河口附近强迫出一个反气旋涡旋和贴岸南下的狭窄的沿岸流，反气旋涡旋与淡水浮力强迫(斜压效应)有关，南下沿岸流则与质量输入有关；平底时，反气旋涡旋位于河口正东，倾斜底形时，反气旋涡旋向北拉伸，冲淡水的一部分沿岸向北扩展；人海淡水在河口附近强迫出一个闭合的垂直环流圈：上层为离岸流，淡水向外海扩展，约在离岸30—45km处有下降流；低层有高盐水沿海底流向河口，约在离河口。lOkm处与向海的径流相遇，引起上升流。     

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     

西南黄海近岸低盐水体的来源与输送机制

In the southwestern Yellow Sea there is a low-salinity and turbid coastal water,the Subei Coastal Water(SCW).The origins of freshwater contents and thus the dissolved terrigenous nutrients in the SCW have been debated for decades.In this study,we used a well-validated numerical model to quantify the contributions of multiple rivers,i.e.,the Changjiang River in the south and the multiple Subei local rivers(SLRs) in the north,in forming this yearround low-salinity coastal water.It is found that the freshwater contents in the SCW is dominated by the Changjiang River south of 33.5°N,by the SLRs north of 34.5°N,and by both sources in 33.5°–34.5°N.Overall,the Changjiang River contributes ~70% in the dry season and ~80% in the wet season of the total freshwater contents in the SCW,respectively.Dynamics driving the Changjiang River Plume to flow northward is the tidal residual current,which can even overwhelm the wind effects in winter seasons.The residual currents turn offshore near the Old Yellow River Delta(OYRD) by the collision of the two tidal wave systems,which transport the freshwater from both sources into the interior Yellow Sea.Water age experiments show that it takes 50–150 d for the Changjiang River Plume to reach the SCW in the spring and summer seasons,thus there is a 2-month lag between the maximum freshwater content in SCW and the peak Changjiang River discharge.In the winter and autumn seasons,the low salinity in inner SCW is the remnant Changjiang River diluted water arrived in the previous seasons.     

长江口海水比重的直接测定

海水的比重是海水的一个重要物理性质,也是研究海水运动所必需的一个参数。关于大洋海水比重及其与氯度、盐度和电导的关系已有许多报导[3,5-9],为了制定新的国际海洋学常用表,Cox等人对世界各海洋表层海水的比重、盐度和温度的关系又进行了重新研究[3]。他们指出,除去低盐海水以外,所得结果与Knudsen水文表数据吻合较好,但Knudsen水文表的比重数据平均偏低0.006σ_t。     

苏北沿岸水的去向与淡水来源估算

本文基于2006—2007年春、夏、秋、冬季CTD观测的盐度资料分析了苏北沿岸水盐度的季节变化特征,并利用冬、夏季盐度场变化估算了苏北沿岸水的淡水来源。结果表明:冬季苏北沿岸水在东北季风的驱动下顺岸南下,在离开苏北浅滩后转向东南进入东海;夏季低盐的苏北沿岸水分多支向北、向东流出沿岸区,后者汇入南黄海夏季冷水团环流中。估算结果表明苏北沿岸水的淡水来源主要是苏北沿岸的入海径流水,约占总量的65%,次之是降水/蒸发量通量和长江冲淡水沿江苏沿岸的北向扩展。     

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。     

Offshore detachment of the Changjiang River plume and its ecological impacts in summer

The Changjiang Diluted Water (CDW) significantly influences the chemical, biological, and sedimentary processes in the Yellow and East China Seas. Based on in situ observations during the summers of 2006 and 2008 and associated satellite-derived data, the offshore detachment of the CDW plume and its mechanisms are investigated, and the related ecological impacts associated with the detached CDW are examined. We show that the detached low-salinity water from the CDW plume can partially reach the seabed, with its volume gradually diminishing from the surface to the seabed, and with a horizontal distribution that initially shifts eastward and then southward. The double-upwelling system, combined with the prevailing southerly wind and the anticyclonic eddy off the Changjiang Estuary, favors the detachment of the CDW plume. In particular, the anticyclonic eddy provides a habitat or venue for the formation and maintenance of the detached low-salinity water, and is responsible for the local presence of low-salinity water along the seabed. Data analysis indicates that this detachment can induce phytoplankton blooms and that enhanced chlorophyll a (Chl-a) contents were significantly associated with moderate nutrient concentrations and good light conditions in the offshore low-salinity water. This study also demonstrates that the variability in the vertical distribution of Chl-a off the Changjiang Estuary is related to the offshore detached CDW, and that the local deepening of the DCM (depth of Chl-a maximum) and the peak primary production occur within the offshore CDW. More importantly, we find that high Chl-a concentrations in the bottom water can be induced by the anticyclonic-eddy-featuring offshore CDW. Our results may facilitate a better understanding on the role of the detached CDW in local marine biogeochemical processes.     

长江口北槽一期工程后滩槽沉积物分布特征及其影响因素

根据2000年7月和2001年5—6月份长江口北槽航道及两侧滩地进行的沉积物采样分析结果,对长江口深水航道一期工程实施后的滩槽泥沙交换情况以及在自然与工程双重影响下的沉积物分布情况进行了较为详细的讨论。长江口深水航道工程的实施,影响了长江口尤其是北槽及两侧滩地的水沙条件和沉积物分布。强劲的径流和潮流作用和风浪作用造成航槽及两侧滩地的冲淤转换及沉积物分布的变化;深水航道治理工程的实施使工程段内航槽泥沙粒径粗化,两侧滩地和工程段下游泥沙中值粒径变细,这反映了在工程实施后滩槽泥沙交换的变化。     

长江口水动力及污水稀释扩散模拟

利用Delft3D数学模型对长江口水动力条件、上海市现有及拟建排放口污水排放的稀释扩散场进行了模拟。模型利用潮汐数据和排放口附近的现场实测数据进行了率定和验证，分别对丰水期、枯水期的大、小潮情况下的流速场、潮位场及污水扩散场进行了研究。结果表明：长江口的水动力条件有利于污水的稀释扩散；现状排放量对长江口水环境影响不大；但如果污水在排放前不进行一定的处理，规划排放量排人长江口将会严重恶化其水质，特别是枯水期小潮时最为严重。建议根据长江口和杭州湾的环境容量，结合排放口的稀释扩散能力，合理确定污水排放方案。     

人类活动对海洋生态系统影响的空间量化评价——以莱州湾海域为例

本文针对海域管理中难以量化人类活动对海洋生态系统影响的问题,提出人海关系空间量化模型,通过完善概念模型、构建指标体系、确定权重及标准,最终利用作用强度和位置关系量化人类活动对海洋生态系统的影响,数值在0—1之间,等分为四个影响程度,由弱到强依次为微弱、中等、强烈和极强,并将该模型和量化方法应用于莱州湾海域。研究结果表明:整个莱州湾受人类活动的综合影响均值为0.425,处于中等影响程度;其中污水排放、围填海工程及港口航运是对莱州湾生态系统影响比较强烈的人类活动;研究海域中40%受到人类活动的强烈影响,44%为中等影响,16%为微弱影响。空间量化分析显示,人类活动对莱州湾近岸海域的综合影响比邻近外海强烈,其中影响较强烈的区域出现在西南近岸海区,而影响较微弱的海区则为莱州湾北部外海。该方法空间量化结果与莱州湾实际情况相符,说明人海关系空间量化模型适合定量化评估人类活动对该海域生态系统的影响,可为"山东半岛蓝色经济区"海域管理提供技术支持。