台湾东北海域夏季冷穹及上升流的数值模拟

夏季,黑潮在台湾东北向东海陆架的入侵表现为黑潮次表层水的强烈涌升,并在陆架上形成明显的冷穹。本研究利用ROMS(Regional Ocean Modeling System)模式,模拟了夏季黑潮入侵所形成的冷穹及上升流的三维结构,并讨论了上升流形成的动力机制。结果表明,冷穹中心在50 m以上的深度位于25.5°N,122.5°E附近,最大降温5 ℃以上;在50 m以下的深度,冷穹的中心位于台湾岛北缘。表层黑潮在台湾北缘不存在明显入侵,在陆坡东向转向附近则以气旋式环流入侵至陆架以上。此外,上升流主要位于陆坡坡度最大的区域,且黑潮次表层水的涌升存在两个较为明显的路径,分别位于台湾岛以北的100 m与200 m等深线之间以及东向转向的陆坡区域。在上层,平流作用是上升流产生的主要机制;而在近底层,平流作用与底摩擦都对上升流有贡献。     

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.     

台湾岛附近海洋对0908号台风“莫拉克”的响应特征

在模拟2009年登陆我国东部沿海的台风"莫拉克"的基础上,利用AVHRR/AMSR和SODA再分析数据和模拟结果,初步评估了GRAPES-ECOM海-气耦合模式(上海台风研究所基于GRAPES-TCM区域台风模式和ECOM海洋模式开发而成)模拟台风期间海洋响应的能力,并分析了台风期间台湾岛周围海域的海温、上升流、中尺度冷涡等的变化特点。分析结果表明,GRAPES-ECOM耦合模式较好地模拟了表层海温对台风的响应,与深水海洋响应比较,揭示了近海对台风响应的一些新特征:(1)在台湾以东海域,台风活动改变了黑潮海域海水的垂直运动,诱导黑潮南部沿岸上升流,而北部先于台风存在的上升流减弱,导致不同水深海温的最大降温位置都出现在路径左侧,与深海偏向路径右侧不同;(2)位于台湾岛东北面的彭佳屿冷涡因其形成与大陆架和黑潮有关,当台风在台湾以东洋面活动时,冷涡位于台风右前方,黑潮表层海水辐合流向大陆架,冷涡中心温度上升,强度减弱,当台风转折北上,冷涡位于台风东南侧,表层海水辐散,加强底层冷水上涌,从而增强了该冷涡的强度;(3)台风不仅加深了台湾海峡的混合层深度,还使得海水的垂直热力结构改变,并使整层海温趋于一致。     

东海冬季环流的一个四层诊断模式

本文依据国内外学者的研究成果,特别是近年开展的“中日黑潮联合调查研究”的成果,在球面坐标系下建立一个斜压、分层的诊断模式。该模式采用了0.25°×0.25°经纬度的细网格,并考虑了实际地形和风场的影响,较好地模拟了东海冬季流场的水平与垂直特征,而且还模拟出台湾暖流的北上途中大约在29°N、124°30'E附近存在一个反气旋涡旋,另外该模式分别试验了地形、风场、边界流量和纬度效应对东海环流的影响,还对台湾暖流、对马暖流的来源以及沿岸陆架上升流进行了探讨。     

吕宋和台湾岛以东黑潮季节与年际变化规律的对比分析

黑潮是北太平洋副热带环流系统的一支重要的西边界流。前人对不同流段黑潮的季节和年际变化进行了诸多研究,然而基于不同数据所得结论仍存在差异,尤其是不同模式计算所得流量差别很大,而且以往研究往往着眼于某一流段,对不同流段黑潮变化之间的异同及其原因涉及较少。本文基于卫星高度计数据,评估了OFES(Ocean generalcir culation model For the Earth Simulator)和HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model)两个模式对吕宋岛和台湾岛以东黑潮季节与年际变化的模拟能力,进而对两个海域黑潮变化的异同及其物理机制进行了分析。结果表明:HYCOM模式对黑潮季节变化的模拟较好,而OFES模式对黑潮年际变化的模拟较好。吕宋岛以东黑潮和台湾岛以东黑潮在季节与年际尺度上的变化规律均不相同,且受不同动力过程控制。吕宋岛以东黑潮呈现冬春季强而秋季弱的变化规律,主要受北赤道流分叉南北移动的影响;而台湾岛以东黑潮呈现夏季强冬季弱的变化特点,主要受该海区反气旋涡与气旋涡相对数目的季节变化影响。在年际尺度上,吕宋岛以东黑潮与北赤道流分叉及风应力旋度呈负相关,当风应力旋度超前于流量4个月时相关系数达到了-0.56;而台湾岛以东黑潮的流量变化则受制于副热带逆流区涡动能的变化,且滞后于涡动能9个月时达到最大正相关,相关系数为0.44。本研究对于深入理解不同流段黑潮的多尺度变异规律及其对邻近海区环流与气候的影响具有重要意义,同时对于黑潮研究的数值模式选取具有重要参考价值。     

夏季闽浙沿岸上升流的数值研究

将闽浙沿岸作为研究海区,采用σ坐标下三维斜压非线性的浅海陆架数值模式研究风、边界流(台湾暖流、黑潮、长江冲淡水)、潮及地形等动力因子对上升流形成的影响。结果得出：西南季风是影响夏季闽浙沿岸近海岸区域上升流形成的重要因子;台湾暖流对闽浙沿岸上升流的形成起主要作用：黑潮对台湾岛以东海域上升流的形成影响较大;长江冲淡水不利于夏季闽浙沿岸上升流的形成,尤其是浙江沿岸;地形对闽浙沿岸上升流的形成作用较显著;M^2分潮对闽浙近海岸区域及台湾澎佳屿附近海域上升流的形成影响较大;本文在对夏季闽浙沿岸海区水文结构的模拟中,同样得出夏季沿岸的低温高盐区与本文所计算出的三个较强的上升中心一致。     

东海和南黄海夏季环流的斜压模式

基于拉格朗日余流及其输运过程的一种三维空间弱非线性理论，引进了黑潮边界力及长江径流，给出了东海和南黄海的夏季环流及上升流区的分布。计算结果表明：在黑潮西侧存在着台湾－对马暖流系统；进入朝鲜海峡的对马暖流来自台湾暖流、黑潮、东海混合水和西朝鲜沿岸流；黄海暖流主要来源于东海混合水，表面有部分来自对马暖流；闽浙沿岸存在上升流区且构成一带状区域；在长江口外、东海东北部和陆坡上也存在在上升流式；陆坡处上升流     

冬季黑潮海温场对台湾地区流场及降水影响的数值模拟

本文用ＰＳＵ／ＮＣＡＲ中尺度模式ＭＭ４对冬季黑潮暖流海温场对台湾地区流场和降水的影响进行了数值模拟分析。结果表明：冬季黑潮暖流海温场明显改变台湾地区的局地流场特征;台湾岛上的降水分布特征取决于台湾岛的地形特征,而黑潮暖流海温场的分布对台湾岛上降水量的大小有着决定性的影响。     

黑潮对环台湾岛海域温跃层影响的数值研究

利用97版POM海洋模式，本文分别对有、无黑潮影响环台湾岛海域三维温度结构进行数值计算，经对比分析得出，由于黑潮的流入，致使整个海域次表层冬季平均水温比无黑潮影响时提高了5－6℃，黑潮对台湾岛东部深水区的水洋跃层有决定性作用，并对台湾海峡及其南部浅水区的季节性温跃层的强度有一定影响。     

黑潮暖流对台湾海域大气流场影响的数值模拟

本文利用加以改进的中尺度模式分析讨论了20.5°～26.5°N、119°～125°E范围内黑潮暖流对中尺度流汤的影响.地势陡峭的台湾岛对岛屿上空的局地环流特征起主要作用;在冬季,当大尺度背景风较弱时,近台湾岛海域的流场主要受黑潮暖流的影响,这种流场便得台湾岛的东岸和南岸较少发生雾和雷暴等天气现象.     

东中国海拉格朗日环流数值模拟Ⅱ.环流模拟

依据自适应数值模型，模拟了东中国海冬、夏季三维斜压Lagrange环流。模拟发现：台湾暖流的上层水来自台湾海峡入流和台湾东北黑潮的表层水；50m以下的深底层水主要由台湾东北黑潮的次表层水入侵陆架生成。冬季对马暖流外海一侧主要由黑潮水构成，而其近陆一侧由台湾暖流和陆架混合水构成，西朝鲜沿岸流在济州海峡汇入对马暖流；夏季它还包含转向后的长江冲淡水。冬季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，这与传统观点相悖，而与中韩黄海水循环动力学合作调查结果一致。黄海暖流东西两侧分别为2支向南流动的滑岸流。夏季黄海环流构成基本封闭的逆时针环流。冬季渤海环流主要有一逆时针大环流，但辽东湾的环流是顺时针向的。渤海环流冬强夏弱，水流在渤海海峡北进南出。     

Hydrological analysis of Kuroshio water intrusion into the South China Sea

IN~crIONInvestigation of physical oceanography in the sleuth China Sea can be traced back tO the early17th century. America, England, Japan and Russia all carried out investigations in the sea. Butthe survey areas were limited and the data were scrappy. After entering this century big progresshas been achieved in the investigation of the sea both in the scale of survey and the depth ofstudy. So far the papers such as "Wind and drift currents in the mouth China Sea" (Dale, 1956)and "Phys…     

中国东部海域中239+240Pu的来源与沉积过程研究

本文对东海及毗邻海域中239+240Pu比活度、240Pu/239Pu原子比值和239+240Pu累积通量或沉积通量数据进行整理,首次从大气沉降、海水中、生物体中、沉积物捕获器中以及沉积物中的239+240Pu 5个方面阐述了东海及毗邻海域中239+240Pu的地球化学行为。研究结果表明,全球大气沉降和太平洋核试验场输入的239+240Pu是东海海水和沉积物中239+240Pu的两个主要来源;在长江径流、浙闽沿岸流、台湾暖流、黑潮与上升流等水团的混合作用以及清除作用的影响下,东海近岸海水中239+240Pu浓度在时间上呈现被清除而减少的趋势,相应近岸浅水区沉积物中239+240Pu的埋藏深度高于远岸深水海域。在黑潮入侵和上升流的作用下,冲绳海槽区尤其是台湾岛东北部,沉积物中的239+240Pu比活度与沉积通量显著增大。同时,利用东海表层沉积物中239+240Pu比活度和240Pu/239Pu原子比值的相关关系证实了台湾东北部黑潮底层分支流的存在,并指示出台湾暖流与黑潮底层分支流可能交汇的海域位置。     

Three-dimensional numerical calculations of currents east of Taiwan Island in December 1997

numerical calculationsI~IOXAInong the numerical studies Of the circulation east of Taiwan Island, there were some studies, such as Yuan et al. (1998a, b), Wang et al. (1998). In their work, the Kuroshio east ofTaiwan Island and the currents southeast of Rgukyu-guntO were computed by using three-dimensional diagnOStic, semidiagnostic and prognostic model, respectively, based on the wind and hydrographic data obtained from two cruises, i. e., one cruise during October 1995, and the otherin…     

南海上升流研究概述

本文对近40a来南海上升流研究结果进行了概述，重点介绍了南海北部陆架区上升流的时空分布特征，及其消长和形成机制等研究成果．这些研究成果揭示上升沈是整个南海北部陆架区夏季的普遍现象，具有南海海盆的空间尺度．引起南海北部陆架区夏季上升流存在的动力因素是盛行的西南季风．该上升流在空间和时间上的分布是不均一的，海南岛东北和闽、粤边界海域是上升流中心区；台湾浅滩周围的上升流呈多元结构，各上升流区海水的理化性质存在看明显差异；在粤东，上升流的影响可达沿海港湾内部，并支配看这些港湾的夏季水文条件．南海除了在其北部陆架区存在看夏季上升流外，夏季在越南东部沿岸和冬季在吕宋岛沿岸均存在看上升流。     

Source water of two-pronged northward flow in the southern Taiwan Strait in summer

It is generally accepted that the flow is northward in the Taiwan Strait during summer and that the strongest current is detected in the Penghu Channel between the Penghu Islands and the Taiwan Island. This current, the eastern prong flow, is made up of waters from the South China Sea (SCS) and the Kuroshio. North of the Penghu Islands, the current veers to the west before turning northward again because of the shallow Chang-Yuen Ridge, and extends westward off the coast of Taiwan. There is a second prong of northward flow existing between the Taiwan Bank and the China mainland coast. Here, we show with observational data as well as results from a numerical model that this water receives little influence from the Kuroshio and is distinctively cooler, fresher, less oxygenated and more acidic, and contains more dissolved inorganic carbon than waters at the same density level of the eastern prong. Evidence is provided to show that the source water of the western prong should be the subsurface water from the strong upslope advection flowing northward from the SCS to the southern Taiwan Strait and upwelling along the coast during the favorable southwesterly wind. Subsequently, the upwelled water flows over the saddle west of the Taiwan Bank and joins the main flow northwest of the Penghu Islands.     

台湾岛东西两岸的海流

本文收集、整理和分析台湾岛东、西两岸的海流资料，获得以下主要结果；（１）台湾东岸的黑潮路径，无论是表层或深层，都是冬季偏酉（距台湾东岸较近），夏季偏东，春、秋两季的介于冬、夏季的路径之间。（２）台湾东岸黑潮的流速，具有夏、春强而冬弱的特点。（３）台湾西岸近海的海流，除表层受风的影响较大外，１０ｍ层开始，尤其是近底层，冬、夏两季皆以北向或东北向流为主，呈现出一派北向流的路径。这与传统观念不同。     

夏季台湾海峡南部海区的海流结构

本文根据台湾海峡南部海区夏季的海流调查资料,参考温、盐、密度等的历史资料和有关方面的研究成果,论述了表层、中层和下层的海流结构。结果表明,南海暖流继续沿着海区中部向东北延伸,但在粤东、闽南近岸的表层这支海流还受到沿岸低盐海水的影响;而黑潮南海分支北段的边缘部分可以影响到本海区的南部海域,这一部分还可能有一支流分出并沿着台湾岛西岸北上。     

Slope-Current fluctuations northeast of Taiwan winter 1990

During the winter of 1990, two current-meter moorings were deployed in the outer shelf region across a canyon northeast of Taiwan. The data indicate that a steady flow exists in the southward, along-slope direction, opposite to the nearby northward-flowing Kuroshio current. Tides run transverse to the mean flow. Fluctuations in subtidal current mostly occur on the south side of the canyon, concentrated in the synoptic (2–4 days) band and oriented in the cross-slope direction. From the nearby winds and coastal sea-level observations, it is clear that the rotating-wind field associated with the passage of winter cold front is responsible for generating the observed energetic fluctuations. The northeasterly monsoon wind is very effective in piling up water against the northern coast of Taiwan and establishing an out-flowing geostrophic current. Trailing wind behind the high-pressure system has exactly the opposite effect. The investigation suggests that due to the winter-weather pattern, the area northeast of Taiwan is an important region for water exchange between the East China Sea and the Kuroshio.