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。     

1986年7月黄海南部及东海北部海况的主要特征

本文简要阐明了1986年7月中美南黄海合作调查所得的东海北部和南黄海的海况特征。给出了2m,50m,底层及主要断面的温、盐度分布图、T-S图解、动力计算和漂流浮标的观测结果。从这些图表可以看出:夏季黄海暖流不再进入南黄海内部,但有经济州海峡重新回归对马暖流的迹象;黄海冷水团内部结构复杂,黄海的陆架锋对黄海水文要素的分布变化有重要影响;南黄海上层存在着封闭的密度环流;济州岛西南依然存在着气旋型海水运动等。     

南黄海陆架沉积学研究

黄海中部、济州岛西南,存在厚层的泥质沉积,它们分别与上述地区的冷涡活动区相对应。在两个泥质沉积区之间又出现连接它们的通道,形成别有特征的“冷涡-通道”沉积体系。经分析发现,这个沉积体系,完全受控于黄海暖流、冷涡及其相关的环流体系。此外,在黄海西南部及东海北部海底发现大面积砂岩及其砾石,揭示了黄、东海陆架沉积物的新源地。     

渤、黄海冬、夏季节风生流场年际变化时空模态与环流变异

根据1975—2017年冬、夏季节渤、黄海沿岸25个气象站风观测资料,采用二维非线性垂直平均风生流模式、旋转经验正交函数(REOF)等方法,研究了渤、黄海冬、夏季节平均风生流速度势与流函数场年际变化时空模态与环流变异.由于冬、夏季节渤、黄海风应力场强度年际变化显著线性减弱趋势,冬季渤、黄海平均速度势与流函数强度年际变化线性减弱速率大于夏季,黄海冬、夏季平均速度势与流函数强度年际变化线性减弱速率大于渤海.渤、黄海冬、夏季节平均风生流速度势与流函数场年际变化主要有两种时空模态,冬季渤海垂直环流显著线性减弱以及水平环流准平衡态年际变化是主要分量,冬季黄海垂直与水平环流准平衡态年际变化是主要分量.夏季渤海垂直环流显著线性减弱以及水平环流准平衡态年际变化是主要分量,夏季黄海大部分海域垂直环流显著线性减弱与局部垂直环流显著线性增强年际变化是主要分量,夏季黄海水平环流形态此消彼长显著线性增强及减弱年际变化是主要分量.冬季黄海暖流暖水向南黄海西侧以及向渤海中部输送过程是在3～4个环流之间传递形成,并非由单一环流输送形成.冬季渤海中部辐散下沉反气旋环流与黄海中部至渤海海峡的气旋环流、黄海东部辐散下沉反气旋环流是冬季黄海暖流强度与范围的控制环流,夏季渤海中部辐散下沉反气旋环流与黄海中部辐合上升气旋型环流是夏季渤、黄海冷水团强度与范围的控制环流,冬、夏季节渤、黄海控制环流年际变化形态的变换形成冬季黄海暖流与夏季渤、黄海冷水团暖年或冷年的年际变化.     

黄、东海环流的数值研究Ⅲ——正压环流的数值模拟

依据黄、东海环流的的动力学模型 ,运用“流速分解法”对黄、东海正压环流进行了数值模拟。计算结果表明冬季黄海正压环流主要受风应力影响 ,基本形态为黄海暖流由济州岛西南进入南黄海中部 ,其东西两侧分别为两支向南流动的沿岸流 ;夏季主要受到潮致体力的影响 ,为一逆时针涡旋。东海环流主要是边界力作用驱动的结果 ,东海黑潮、台湾暖流和对马暖流较稳定。冬季风应力对东海环流表层流场有消弱作用 ,在夏季则有一定增强作用。     

南黄海环流的若干特征

主要根据近几年来中韩黄海水循环动力学合作调查结果,结合有关历史资料,对南黄海环流的若干特征进行了分析。所得主要认识为:(1)南黄海环流存在明显的季节变异。冬、夏季环流的基本形态有着较大的差别。(2)黄海暖流的路径和强度均有一定的年际变化。分析显示,1997年冬季,暖流路径明显偏于槽的西侧;而1986年冬,暖流的主流路径则沿槽北上。(3)黄海暖流并非对马暖流的直接分支。黄海暖流水是对马暖流水和陆架水混合而成。而且,它主要是在济州岛西侧海域,从锋区中衍生出来的。(4)夏季黄海表、底层环流大致皆是由一大的道时针向流系构成。但在其表层海盐尺度的气旋式环流内部还存在小的气旋和反气旋流环。分析亦表明,不论表层或底层,皆无高盐暖水从济州岛邻近海域进入黄海东部的明显迹象。     

南黄海及东海北部夏季若干水文特征和环流的分析

利用“中韩黄海水循环动力学合作研究”1 997年 7月航次和“黄海综合环境调查”1 998年 8月航次观测所得的CTD资料 ,对南黄海及东海北部夏季的水文特征和特大洪水年长江冲淡水扩展特征进行探讨。同时还根据夏季所施放的卫星跟踪漂流浮标的轨迹、底层人工水母的漂移路径及等密面深度的分布对夏季环流作了阐述 ,提出夏季南黄海环流并非单一的气旋式系统 ,其内部还存在着气旋、反气旋的多个较小的环流 ;东海北部交替出现气旋、反气旋涡旋。     

夏季南黄海海水化学要素的分布特征及影响因素

基于2006年7月对南黄海调查所得资料,对南黄海海水化学要素的分布特征及影响因素进行了探讨.结果表明:(1) 调查海域底层122°E～123°E,33°N以南范围内存在明显的DO亏损现象,证实了长江口外低氧区向南黄海的扩展态势.(2) 南黄海西南部上层水体中的营养盐主要来源于长江冲淡水及苏北沿岸流的输运,且营养盐与盐度之间呈较好的负相关,具有一定的保守性,同时发现表层无机氮盈余状况的分布与该海域环流的扩展途径密切相关;南黄海西南部底层东北向的高营养盐水舌是长江冲淡水、台湾暖流前缘水以及底层有机物分解释放营养盐综合作用的结果;南黄海冷水域因有机物分解而积聚了大量营养盐.(3) 根据南黄海冷水域海水化学要素的断面分布,指出自DO最大值层开始产生至观测之时该层之下、真光层以内光合作用产氧在温跃层下界的积累和保存在氧最大值形成过程中具有极其重要的作用.     

渤、黄海风生流场季节循环时空模态与变异

根据1978—2015年渤、黄海沿岸观测风应力场与二维非线性垂直平均风生流模式，以及旋转经验正交函数（REOF）、调和分析等方法，研究了渤、黄海月平均风生流速度势、流函数场季节循环时空模态与年际变异.渤、黄海月平均风生流速度势、流函数场主要有两种时空模态，季节周期分量是时空模态的主要分量.由于风应力场季节循环变异，渤海流函数场季节时空循环变异程度大于速度势场，速度势、流函数场第二模态是季节变异的主要分量，黄海速度势场季节时空循环变异程度大于流函数场，速度势场第二模态是季节变异的主要分量.由于月平均风应力场强度年际变化显著线性减弱，渤、黄海季节平均风生流场强度年际变化也显著减弱.渤、黄海暖流与冷水团季节生消是风生流水平环流与垂直对流对冷 暖水体输送与汇集共同作用的结果，渤、黄海春、夏季辐合上升环流延缓及减弱了浅层暖水向深层传播，是春、夏季冷水团与温跃层形成的重要动力因素，因此，速度势是研究渤、黄海风生流场十分重要的因素.冬季渤海中部、黄海东部反气旋型及辐散下沉环流与黄海中部气旋型环流、辐合上升环流是黄海暖流季节转换与强度的主要动力控制因素，夏季黄海东部气旋型环流、辐合上升环流与黄海中部反气旋型环流、辐散下沉环流是黄海冷水团季节转换与强度的主要动力控制因素.     

渤、黄海冬季海冰对大气环流及气候变化的响应

受全球气候变暖影响,渤、黄海冬季气候呈明显的变暖趋势。在1951-2010年共60年中,后30年较前30年,气温升高了1.6℃,升幅异常显著。与此相对应,渤、黄海冬季海冰的冰级下降了0.6级。渤、黄海冰情持续偏轻与全球气候变暖趋势相当一致。冬季渤、黄海气温异常是对全球大气环流变化的响应,直接受同期东亚大气环流制约。研究表明,渤海海冰和大气环流的关系是清楚的,这对预测渤、黄海海冰具有重要意义。     

台风过境对黄海冷水团及其环流结构的影响

台风能够对黄海的水文结构及人民群众的生产生活产生重要的影响,严重威胁了人们的生命财产安全。利用ROMS(regional ocean modeling system)模式,分析了台风"灿鸿"在过境黄海期间对黄海温度及环流结构的影响过程。结果表明,台风期间强烈的风致混合能够使温跃层的深度增大,强度减弱,同时,使得近岸的底层温度迅速升高,推动底层的温度锋面向黄海内区移动。台风过境也会对黄海冷水团环流产生重要的影响,台风过境前,混合层中的北向流会迅速加深增强,同时伴随着混合层及温跃层的下移,从而使得黄海冷水团环流的流核下移至跃层以下。当台风过境时,黄海上空的气旋式风场会加剧黄海上层的气旋式环流,导致黄海冷水团环流的流幅及流量迅速增加。当台风登陆后,黄海上层的温度及黄海冷水团环流的结构开始逐渐恢复。     

南黄海及东海并部夏季若干水文特征和环流的分析

利用“中韩黄海水循环动力学合作研究”1997年7月航次和“黄海综合环境调查”1998年8月航次观测所所得CTD资料，对南海及东海并部夏季的水文特征和特大洪水年长江冲淡水扩展特征进行探讨，同时带根据夏季所施放的卫星跟踪漂流浮标的轨迹，底层人工水母的移路径及等密面积深度的分布对夏季环流作了阐述，提出夏季黄海环流并非单一的气旋式系统，其内部还存在着气旋，反气旋的多个较小的环流，东海北部交替地出现气旋，反气旋涡旋。     

利用卫星图像对黄海表层水系的分析

根据1984年2月 - 1987年11月期间卫星遥感磁带资料，利用美国全球SST模式反演海表温图像，对黄海区表温及水系（包括流系、冷水带和海洋锋）的分布特征及其季节变动进行分析，分析结果为：黄海区存在暖水系与沿岸水系，冬季构成西部环流与东部环流。黄海夏季表层东西两侧存在两条南北向的冷水带，在冷水带中出现几个低温中心，其中以辽南低温中心持续时间最长（从4月至12月），黄海区海洋锋有冬季型与夏季型之分。     

东海和南黄海冬季环流的斜压模式

基于文献[1]所给出的环流模型,引进黑潮边界力和长江径流,获得了东海和南黄海冬季三维环流结构.计算结果较好地再现了主要流系的基本特征;对台湾暖流、对马暖流和黄海暖流的路径及起源进行了分析;给出的环流垂直分量揭示了在浙江和福建沿岸冬季都存在明显的上升流区,并指出了上升流区的位置和强度.     

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。     

南黄海冬季温盐结构及其流系

本文主要根据中美联合考察的温盐资料,分析了调查海区冬季温盐结构及其所表征的流系,主要结果如下:(1)传统上作为表征外海水进入南黄海的温度和盐度的水平分布均显示出双峰特征,但这并不意味着存在着相应的流场;(2)黄海沿岸流的范围不仅比通常认为的更狭窄,而且更贴近海岸,而朝鲜西岸沿岸流看来比过去认为的弱一些;(3)南黄海表层环流的图案可能不是由一个环型而是由两个环型构成的。亦即,除了在南黄海西侧存在着通常认为的气旋型环流外,在其东侧还存在着反气旋型环流。     

黄海冷水团热结构及其环流解析研究

本文从一般的流体动力学－热力学方程组出发，通过对历史资料的分析，确立了描述黄海冷水团热结构及其环流的非线性控制方程组，得出近似解析解。理论计算结果表明，夏季北黄海冷水团区域存在中心上升边缘下降的气旋式密度环流。     

渤、黄、东海夏季环流的三维斜压模型

基于拉格朗日时均观点描述环流，建立起潮流与准定常流共同占优势系统中的陆浅海环流模型，并诊断计算了夏季渤、黄、东海的三维环流图。模拟结果较好地再现了渤、黄、东海主要流系的特征。对照冬季结果，对渤、黄、东海环流的季节变化做了阐述。从环流垂向分量的分布图上，可发现渐闽近海、长江口外存在较明显的上升流区。另外，对夏季渤、黄、东海的热盐环流和潮致余流分别进行了模拟，发现它们均能在黄海构成一逆时针向的五流系统，这对形成和维持夏季黄海冷水团的存在有重要作用。热盐环流的模拟结果表明，黄海冷水团环流含有“热成流”的成分；通过Lagrange余流的计算发现环绕黄河冷水团的环流还含有“潮成流”的成分。     

Chinese Journal of Oceanology and Limnology

邢磊,赵美训等：通过对南黄海YE-2柱状样的生物标志物分析,发现在5000～6000年黄海的生产力和陆源输入发生明显变化,指示黄海的现代环流体系大约形成于5000～6000年前。由于环流体系的变化,黄海的浮游植物群落结构在早全新世以甲藻为主,中晚全新世颗石藻的贡献上升。     

黄海冷水团的环流结构

运用定性分析和数值模拟，对黄海冷水团的环流结构进行了探讨，结果表明黄海冷水团的垂向环流结构为双环结构：跃层以上区为中心上升，边缘下降的弱环流;跃层以下区为中心下降，边缘上升的强环流；在冷水团的中心区域，流动很弱，且无穿越温跃层的垂向流动。同时也对以往有关黄海冷水团垂向环流结构的工作进行了讨论。