黄、东海域春季水团的划分、判别与分析

本文对黄、东海邻接海域5—6月份的水团进行了划分和分析。水团的划分是用经过改进的逐步聚类分析法。对划分的结果,再用Bayes多组判别方法进行判别分析检验。证实所划出的11个水团,具有统计学要求的差异显著性,回代判别成效高达90％以上,说明划分是有实际意义的。这11个水团是:沿岸冲淡水(D),黄海表层水(Y),黄海底层冷水(YC),黄—东海混合水(YE),东海表层水(E),东海次表层水(EU),黑潮表层水(KS),黑潮次表层水(KU),黑潮次—中层混合水(KM),黑潮中层水(KI)和黑潮深层水(KD)。 用地理学和统计学的方法,对各水团进行了综合分析。给出了各水团特征的统计指标,讨论了它们的形成机制与分布变化特点。可将它们归并为三个水系:冲淡水系;混合水系和黑潮水系。对各水系、水团之间的相互关系进行了讨论,指出它们具有逐级变性的明显的规律性。     

应用对应分析法划分夏季东海水团的初步研究

本文综合分析四个断面16个标准层的因子点聚,表明在整个海区有九个水团,即:黑潮表层水、黑潮次表层水、黑潮中层水、黑潮深层水、大陆沿岸水、台湾暖流水、黄海水、对马暖流水和东海混合水,前6个水团是该海区的主要水团。本文还详细讨论了每个水团的分布特征。     

水团多元隶属函数的拟合与应用

探讨多元隶属函数的拟合,提出了变性水团三元隶属函数的三种拟合方法,其中模糊平面截割拟合方法可适用于更多要素的水团划分及分析。使用1987年5～6月的调查资料,对黄、东海邻接海域的水团建立了、S、O_2三元隶属函数,得出了一些有益的结论;尤其在划分该海区的三大水系及对东海次表层水团和黑潮次-中层混合水团的鉴别中,更显示了模糊分析的优越性。     

对马暖流水起源的模糊分析

应用模糊集的数量指标分析方法和模糊识别的择近原理,采用1987年夏、冬季和1988年春、秋季“向阳红09”号黑潮调查资料,定量地分析了对马暖流水的源区的模糊特性及其起源.结论是:(1)对马暖流表层水位于其源区的强混合区中,其水体具有混合水的特性.(2)对马暖流水的来源一年四季不尽相同,具有复杂的结构.春季在近表层主要来源于东海沿岸水(包括东海陆架水),而东海混合水与黑潮表层水次之(属沿岸型);夏季由于表层盐度锋的影响,在近表层主要来源于黑潮表层水,而东海混合水次之(属黑潮型);在秋季与冬季,因大陆径流影响减弱,海水的对流与涡动混合逐步加剧,对马暖流表层水的来源呈现出东海型与黑潮型交错的复杂状态.此外,对马暖流深层水一年四季均由黑潮次表层水演变而来. 本文将水的混合性质与水的来源区别开来,以利于对传统的看法和近几年流行的新观点作进一步讨论.     

模糊数学方法在南海北部海区水团分析中的应用

本文将模糊数学的多种方法,用于南海北部海区的水团分析.在用模糊聚类方法划分水团时,提出了基于欧氏距离的相似关系,同时提出了基于F-检验而决定水团个数的方法.以模糊聚类划出的水团为基础,再用软划分方法,对水团边界和测样归属进行合理调整.根据上述结果及区域海洋学的分析,在该海区划出了8个水团:沿岸冲淡水团F、近岸混合水团M、暖表层水团WS、表层水团S、表次层混合水团SU、次层水团U、次中层混合水团UI和中层水团I.将各类水团在-S图解上的点集,归结为变形椭圆凸点集、半无界凸点集和单侧凹点集3种类型.分别提出了建立相应隶属函数的方法,并给出了拟合结果.计算了各季节各水团的熵,讨论了高熵和低熵水团的特征及形成原因.计算了各季节不同水团之间的格贴近度,借以讨论水团变性的特点和它们之间的相互关系.可将8个水团归纳为3种类型:径流冲淡型(F),浅海变性型(M、WS、S和SU),深海大洋型(U、UI和I).     

南海北部海区水团分析

以模糊聚类为主要方法,在南海北部海区划出8个水团:沿岸冲淡水团(F)、近岸混合水团(M)、暖表层水团(WS),表层水团(S)、表次层混合水团(SU)、次层水团(U)、次中层混合水团(UI)和中层水团(I).对各水团的形成、基本特征、变性特点以及消长变化和分布规律进行了综合分析.可将它们分为3种类型:径流冲淡型——F,浅海变性型--M、WS,S、SU和深海大洋型——U、UI和I.     

1984年夏季台湾浅滩周围海域水团的多维模糊聚类分析

本文应用多维模糊聚类方法分析了1984年8月台湾浅滩周围海域海水的7个海洋学参数,进而讨论了该海域水团的划分及海水的交汇情况.分析结果表明观测期间研究海域的主要海水类型为南海陆架水,内斜上升冷水及粤东上升流水,此外,在外斜一带还有一支上升冷水.南海陆架水属浅海混合水团,主要分布于上层,其影响只达东山-台湾浅滩一线.内斜上升冷水位于浅滩北侧,从东向西楔入研究海区,可能源于黑潮.粤东上升流水则位于粤东近海下层,观测期间影响海峡南部的主要是从台湾浅滩以东海域进入海峡的黑潮或南海(海盆)水.     

南海北部海区水团分析

以模糊聚类为主要方法,在南海北部海区划出8个水团:沿岸冲淡水团(F)、近岸混合水团(M)、暖表层水团(WS)、表层水团(S)、表-次层混合水团(SU)、次层水团(U)、次-中层混合水团(UI)和中层水团(I).对各水团的形成、基本特征、变性特点以及消长变化和分布规律进行了综合分析.可将它们分为3种类型:径流冲淡型——F,浅海变性型——M、WS、S、SU和深海大洋型——U、UI和I.     

黑潮源区海域水团分析

水团划分是深入了解一个海域海水生化性质的重要方式。它对于进一步的海水动力环境要素的研究具有重要的作用。黑潮是一强西边界流,黑潮源区海域一直以来都是海洋学家研究的重点。根据1995年中日合作副热带环流调查的资料,应用模糊数学的方法对黑潮源区海域的水体进行了水团划分,并对水团的分布特征进行了研究。研究表明,黑潮源区海域存在5个主要水团,分别是：表层水团(S)、次表层水团(U)、次一中层混合水团(M)、中层水团(I)和深层水团(D)。     

舟山渔场及其邻近海域水团的季节特征

根据2001年夏季和2002年冬季两次现场调查所收集的CTD和营养盐资料,利用模糊聚类分析法,对舟山渔场及其邻近海域水团的季节特征进行了分析.结果表明,舟山渔场及其邻近海域水团的配置、分布范围、温盐特性和营养盐含量都有明显的季节特征.其中,冬季在全海域共有3个水团(江浙沿岸水、台湾暖流表层水和黄海混合水),而夏季则存在4个水团(江浙沿岸水、台湾暖流表层水、台湾暖流深层水和黄海混合水);冬季,江浙沿岸水的分布范围较小,温度偏低,盐度略高,营养盐偏高,而夏季,其分布范围较大,温度偏高,盐度偏低,营养盐偏低;冬季,台湾暖流表层水北伸最强,厚度最厚,温度最低,盐度最高,硅酸盐和硝酸盐偏高,而夏季,则北伸最弱,厚度最薄,温度最高,盐度最低,硅酸盐和硝酸盐偏低;台湾暖流深层水是一个季节性水团,它含有较丰富的营养盐;黄海混合水的分布范围和营养盐含量也都呈现出明显的季节特征.     

应用Argo资料分析西北太平洋冬、夏季水团

应用Argo剖面浮标观测的温、盐度资料,分析了西北太平洋海域冬、夏季的温、盐度分布、水团结构及其分布。首先采用T-S点聚图法分析了该海域水团分布的基本情况,由点聚分析结果可知,该海域至少存在6种以上水团;再用模糊聚类软化法对水团作进一步划分,分别计算了该海域6至11类水团的F和△F值,结果表明,冬、夏季的△F值都以划分为8类时为最大,这与大洋水团的稳定性是一致的,因此,该海域冬、夏季水团以划分为8类最佳,它们分别是北太平洋热带表层水、北太平洋次表层水、北太平洋中层水、北太平洋副热带模态水、北太平洋深层水和赤道表层水,以及南太平洋次表层水和南太平洋中层水。     

冬季东海黑潮上层水变化特征的分析

东海黑潮水团是东海海域的主要水团。夏季,东海黑潮水团一般划分为四层结构:黑潮表层水、黑潮次表层水、黑潮中层水和黑潮深层水。在冬季,由于大陆沿岸水系势力减弱,以及强烈的表层冷却产生的垂直对流作用,使黑潮表层水变性而和次表层水融为一体,从而使海面至400米层左右的黑潮水体呈现高盐特征。因此,冬季的东海黑潮水团变为三层结构,即黑潮上层水、黑潮中层水和黑潮     

应用Argo资料分析西北太平洋冬、夏季水团

应用Argo剖面浮标观测的温、盐度资料，分析了西北太平洋海域冬、夏季的温、盐度分布、水团结构及其分布。首先采用T-S点聚图法分析了该海域水团分布的基本情况，由点聚分析结果可知，该海域至少存在6种以上水团；再用模糊聚类软化法对水团作进一步划分，分别计算了该海域6至11类水团的F和△F值，结果表明，冬、夏季的△F值都以划分为8类时为最大，这与大洋水团的稳定性是一致的，因此，该海域冬、夏季水团以划分为8类最佳，它们分别是北太平洋热带表层水、北太平洋次表层水、北太平洋中层水、北太平洋副热带模态水、北太平洋深层水和赤道表层水，以及南太平洋次表层水和南太平洋中层水。     

热带西太平洋18°20'N断面上部的水团特征及其对埃尔尼诺和反埃尔尼诺的响应

笔者根据1986～1989年间中-美联合TOGA调查的CTD资料,应用模糊聚类法划分热带西太平洋中近黑潮源地(18°20'N断面)上部水域的水团,并描述它们的分布和主要特征以及其对1986～1989年发生的埃尔尼诺和反埃尔尼诺事件的响应。结果表明,该海域的1 000m以浅分布着三个水团:北太平洋热带表层水(包括黑潮表层水)、北太平洋次表层水(包括黑潮次表层水)和北太平洋中层水(包括黑潮中层水)(分别简称为NPTSW、NPSW和NPIW);它们的交界分别位于100和350m左右。在1986/1987的埃尔尼诺年,海区的温跃层明显上移,暖水量明显减少;NPTSW的垂直厚度大约减少了20m,上均匀层中的盐度略有增加,而温度则没有多大的差别。在1988/1989年发生的反埃尔尼诺事件的后期,温跃层上部的强度变弱,上均匀层则变薄,海区中的暖水量也明显减少;近海表面的盐度异常低,而温度略有降低。由此可见,不管是在1986/1987的埃尔尼诺年还是在1988/1989的反埃尔尼诺年,研究海区的暖水都减弱,也即都反映为“冷水年”。     

热带西太平洋18°20′N断面上部的水团特征及其对埃尔尼诺和反埃尔尼诺的响应

笔者根据1986～1989年间中-美联合TOGA调查的CTD资料,应用模糊聚类法划分热带西太平洋中近黑潮源地(18°20′N断面)上部水域的水团,并描述它们的分布和主要特征以及其对1986～1989年发生的埃尔尼诺和反埃尔尼诺事件的响应。结果表明,该海域的1 000m以浅分布着三个水团:北太平洋热带表层水(包括黑潮表层水)、北太平洋次表层水(包括黑潮次表层水)和北太平洋中层水(包括黑潮中层水)(分别简称为NPTSW、NPSW和NPIW);它们的交界分别位于100和350m左右。在1986/1987的埃尔尼诺年,海区的温跃层明显上移,暖水量明显减少;NPTSW的垂直厚度大约减少了20m,上均匀层中的盐度略有增加,而温度则没有多大的差别。在1988/1989年发生的反埃尔尼诺事件的后期,温跃层上部的强度变弱,上均匀层则变薄,海区中的暖水量也明显减少;近海表面的盐度异常低,而温度略有降低。由此可见,不管是在1986/1987的埃尔尼诺年还是在1988/1989的反埃尔尼诺年,研究海区的暖水都减弱,也即都反映为“冷水年”。     

水团分析中的模糊数学方法

使用多年平均温盐资料,应用模糊数学的一系列方法,对渤、黄、东海整个海域逐月进行了水团划分与分析。用移动格域法和模糊积分法确定水团的聚类中心,依Fuzzy-F统计判定海区内水团的个数;用模糊ISODATA聚类法调整软划分矩阵,依模糊贴近度衡量水团之间的相近程度,用模糊熵讨论水团的不均匀程度,从而给出了在水团分析中系统地应用模糊数学方法的实例和计算流程。     

1998年夏、冬季南海水团分析

为了解南海水团的特征和分布 ,基于 1 998年夏季和冬季两个航次的实测资料 ,采用聚类分析、判别分析和模糊分析方法 ,对南海的水团进行了分析。结果表明 ,南海外海水可划分为 6个水团 ,即南海表层水团、南海次表层水团、南海次 中层混合水团、南海中层水团、南海深层水团和南海底盆水。越南附近夏季存在一个暖涡 ;1 998年夏季还可鉴别出黑潮表层水团和黑潮次表层水团 ,但在冬季观测期间无黑潮水越过 1 1 9.5°E经线进入南海 ;这些现象可能与厄尔尼诺现象有关联。夏季有苏禄海海水在 5 0— 75m层经由民都洛海峡侵入南海     

舟山渔场及其邻近海域水团的气候学分析

根据多年(1958—1990)月平均温、盐度资料，采用模糊聚类分析法划分了舟山渔场及其邻近海域的水团，并对该海域水团的配置、主要特性及其季节变异特征进行了气候学分析。结果表明，舟山渔场及其邻近海域共存在4个水团，即江浙沿岸水、台湾暖流表层水、台湾暖流深层水和黄海混合水；全年水团的配置可归纳为冬季型、夏季型和过渡型3种类型；江浙沿岸水的主要特征为低盐，其分布范围和盐度的季节变化与长江入海径流密切相关，而温度的季节变化则主要受太阳辐射的影响；台湾暖流表层水具有高温、次高盐特征，其北伸程度和温、盐特性均具有明显的季节变化，即冬季北伸强、温度低、盐度高，夏季北伸弱、温度高、盐度低；台湾暖流深层水以低温、高盐为主要特征，仅存在于4—9月，其温、盐性质较稳定；黄海混合水的主体不在研究海域。     

1984年夏季东海水团的聚类分析

利用Q型聚类分析中的夹角余弦法,以相似矩阵为主要依据,对1984年夏季东海82个大面温盐测站,进行了水团的聚合归类。仅表层就二级分割为5个水团:黑潮表层水,台湾暖水表层水,大陆沿岸水,东海陆架变性水和黄海表层混合水。表层之下的水团类型与其上类似。该结果与T-S图解和地转流法获得的结果吻合良好,表明本文引用的方法是可行的。     

黄、东海海域水团发育对底质沉积物分布的影响

通过对黄、东海海域底质沉积物中的细粒级粘土矿物组合特征和全粒级碳酸盐含量分析、对比上覆水团和悬浮体资料，探讨研究区水团发育消长对底质沉积物分布的影响作用。结果表明研究区可以划分为长江冲淡水影响的长江型物质沉积区；黄海水影响的黄河型物质沉积区和黑潮水以及东海次表层水影响的残留型物质沉积区。而水团发育消长可直接影响下伏底质的分布特征。黄河型物质沉积区与残留型物质沉积区的分界相应于黄海冷水向东南扩展与黑潮次中层混合水向陆架爬升互为消长的长期综合平衡位置，而黄海冷水向东南的扩展范围代表着黄河物质在陆架向东南扩展沉积的最大范围．