台湾海峡西部沿岸上升流的研究

本文分析了台湾浅滩至闽江口南近海海水的温度、盐度和密度等要素的分布特征,获知夏季海峡西部沿岸存在着上升流。上升流最强的位置有两处:其一在平潭岛附近海域,另一处位于台湾浅滩西北侧东山岛以东海域。文中从底层海流逆坡爬升及风生海流引起的海水涌升等动力学因素方面,对台湾海峡西北部沿岸上升流形成的可能机制进行了探讨,并用等密度线位移估算了平潭岛附近海域上升流的速度为1.6×10~(-3)cm/s。     

粤东陆架边缘水域夏季上升流初析

粤东陆架边缘水域夏季的上升流位于东沙群岛北面陆架边缘从西南向东北的带状区,以台湾浅滩西南最强烈。其年际变化较大,通常6月较弱,7月最强,可上升至近表层,8月中旬以后又逐渐减弱。上升流影响的深度范围在不同年份和月份及不同区域均不同。1982年夏季大约可上升至30-50m。上升流速度又依不同深度范围而不同。1980年7月台湾浅滩西南为1.4-9.4×10~(-4)cm/s。 粤东陆架边缘水域夏季的上升流与陆架坡折有关,而海流和季风的变化是上升流消长的主要因素。     

福建沿岸上升流数值研究Ⅱ.台湾海峡上升流的三维数值模拟

用有限差分法结合新sine-σ坐标变换和三次样条函数性质,建立了适用于台湾海峡上升流计算的三维数值模型.为考察海峡内潮、风、北上的海峡暖流和地形等因子对上升流形成的影响,设计了多种实验方案.结果表明,潮的非线性效应对海峡内上升流的形成有相当重要的影响.潮流和海峡暖流的存在是台湾浅滩上升流形成的主要原因,也是非季风期福建沿岸上升流形成之主因.西南季风盛行期,福建沿岸上升流得以加强,范围扩大,台湾浅滩上升流中心位置南移;东北季风期,福建沿岸上升流在上、中层基本消失,但海坛岛和东山岛近岸下层仍有上升运动存在,台湾浅滩上升流出现范围向北扩展.由于东北风的连续吹刮,台湾西岸亦出现了范围较窄的上升流迹象.计算还表明,海峡内各上升流有明显的季节性和区域性差异.风对海峡内上升流的中、上层结构起主导作用,而潮和海峡暖流则对中、下层上升流的形成起支配作用,因而导致上升流垂向结构的上下异性.     

风和台湾暖流引起东海沿岸上升流数值计算

运用三维数值模型,首先计算了夏季风和台湾暖流引起的东海沿岸上升流。结果表明,风和台湾暖流的作用都可产生顺岸呈带状分布的上升流,风生上升流在２０ｍ至３０ｍ水层速度较大,其值一般为１．０×１０－３ｃｍ／ｓ;而台湾暖流形成的上升流则在３０ｍ以下速度较大,其值在浙南和闽北一般为１．０×１０－３ｃｍ／ｓ,在舟山近海为０．５×１０－３ｃｍ／ｓ。此外,运用Ｅｕｌｅｒｉａｎ－Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ方法数值探讨了东海沿岸上升流区海水的源地。逆追踪结果表明,潮因子和风因子对沿岸上升流的贡献都是局地的,即仅能将上升流区附近下层的海水带到沿岸上层;台湾暖流则可将台湾海峡北口的深层水带到闽浙沿岸上层,使闽浙沿岸出现低温、高盐水。     

2006年9月南海北部表层温盐场的走航观测

通过2006年9月南海北部开放航次的走航观测,得到了该海区多个断面的表层温度、盐度分布曲线.QuikScat海面风场资料显示观测期间处于西南季风向东北季风的转换阶段,走航观测所得的温、盐资料显示出在这一季风转换的特殊阶段该海区表层的水文特征.珠江口冲淡水的扩散范围在季风转向前后有显著的变化,低盐的冲淡水在西南季风阶段向珠江口外海区的东南方延伸较远,而在东北季风阶段则受珠江径流量、南海北部表层环流等因素的影响收缩至珠江口附近.闽南近岸和台湾浅滩南部表层具有低温高盐特征,但CTD资料表明台湾浅滩区域存在上升流,结合风场资料,可证实观测期间此处的上升流由海流-地形因素所造成.     

台湾海峡南部地区黑潮水和南海水混合的研究

台湾海峡海流的季节性变化是明显的。一般说,这里的海流主要由三种不同的流系组成,如图1所示。夏季西南季风盛行,南海季风流在季风的帮助下流向东北,与通过台湾南端的黑潮支流汇合,经台湾海峡后,在东海与黑潮主干相会。在台湾海峡南部地区黑潮海况的变化对闽南——台湾浅滩的海况以及闽南渔场的影响是很重要的。由于这个缘故,人们对这个地区的海洋观测极为重视,其中主要的是沿着22°40′N的断面     

厄尔尼诺对闽南—台湾浅滩变性水团的影响

笔者曾探讨闽南——台湾浅滩渔场上升流演变及其与渔业的关系。指出,非厄尔尼诺年,夏季在该渔场存在多处上升流,渔业丰收;反之,在厄尔尼诺年,夏季仅存在单一上升流,渔业歉收。厄尔尼诺现象既然会引起上升流结构如此变化,它与变性水团之间究竟存在什么样关系呢?我们根据1975～1976年闽南—台湾浅滩温盐调查资料,并参照一些有关历史资料,对上述问题进行初步分析研究。     

以各形态磷存量研究上升流水体老化变性指标

闽南-台湾浅滩渔场上升流区研究(1987年12月至1988年11月)及台湾海峡上升流区研究(1987年7月至1988年7月)结果表明,各种形态磷含量变化对上升流生态系具有重要作用.因此,提出以涌升水体中有机、颗粒形态磷和溶解无机态磷的相对比率来表示上升流水体的老化程度,即上升流水体老化指标(AIU)为(DOP+PP)与(DIP＋DOP＋PP)之比值.研究资料表明AIU这一表达式对于上述两上升流区是合适的,海域AIU的季节性变化与其近岸上升流的消长变化规律相一致.AIU较小的区域,其水体为新涌升水,与上升流中心位置相吻合.     

2011年夏季台湾海峡上升流的变化特征及其与风场的关系

根据2011年6月27日至7月4日台湾海峡航次的调查资料,结合6月1日至8月31日海表温度和风场的卫星遥感数据,分析了平潭附近海域、澎湖北部海域、东山附近海域、台湾浅滩东南部海域上升流的变化特征及其与风场的关系.以海表温度差值(SSTd)来反映上升流强度,该值负值越大,上升流强度越强,分析可知:在2011年夏季,平潭附近海域上升流的强度除了7月中、下旬和8月底外,其余时段较为稳定.SSTd值与局地沿岸风速存在滞后3 d左右的相关关系,特别是稳定持续的西南风对其强度有较大的影响.澎湖北部海域上升流的SSTd值在-1℃左右,强度相对较小,且6、7月比8月时强盛,局地风场对澎湖北部海域上升流有一定的影响,但不是主要影响因素,而是由地形和风共同作用.东山附近海域上升流的强度并不稳定,在6、7月变化较剧烈,到8月SSTd值稳定在-3℃左右,SSTd值的变化对于局地沿岸风的响应同样存在一个3 d左右的滞后时间,除此之外还与上升流中心的水平变动有关.而台湾浅滩东南部海域上升流虽有波动,但持续存在,且6、7月比8月时强盛,其变化与局地风场的关系不大,主要受海流和地形等其他因素的影响.     

春季长江口外上升流的月际变化——以123°E断面为例

上升流是长江口外海域的重要水文现象,为深入了解该海域上升流的活动特征及其月际变化,于2015年春季(4月、5月和6月)对长江口外海域的水文环境进行逐月综合调查,并以123°E断面为例进行分析。结果显示,在春季调查期间,长江口外海域始终存在上升流现象,是由台湾暖流挟带底层高盐海水自南向北不断推进,并在长江口外海域沿海底斜坡涌升而形成。上升流强度在春季逐月增大,表现为:上升流涌升高度逐月变浅,至6月高盐上升流水体的涌升高度已普遍抬升到约15 m以浅水层,最高达到约10 m水深处;其影响范围不断向北扩展。春季,上升流活动区上层海水的温、盐特征逐渐由相对低温、高盐转变为高温、低盐;位于下层的上升流水体的温、盐特征比较稳定,变化幅度较小;上升流活动区的温、盐跃层现象总体呈现出逐月增强的趋势,盐度跃层现象尤为显著,其水平分布呈现出自南向北逐月扩大的变化趋势;跃层深度不断抬升。调查结果的月际变化特征表明,台湾暖流北进强度的逐月增大是导致春季长江口外上升流活动不断增强的主要因素;随着春季低盐长江冲淡水的强度和范围逐月增大,其与下层上升流挟带的高盐涌升水之间的跃层效应逐渐增强,对下层上升流的涌升有抑制作用;春季苏北沿岸流活动对该海域上升流现象的影响不显著。     

长江口上升流海区的生态环境特征

根据 1 985年 8月的调查资料 ,讨论了长江口上升流海区的生态环境特征。研究表明 ,在长江口外 ,大约在 1 2 2°2 0′— 1 2 3°1 0′E、31°0 0′— 32°0 0′N海区存在着明显的下层高盐冷水的抬升现象 ;伴随这种上升运动 ,于 5— 1 0m层 ,在上述高盐冷水区明显地存在一个低溶解氧、高营养盐区。资料表明 ,该低氧、高营养盐海水不是直接来自表层的长江冲淡水 ,而是来自深底层的变性后的台湾暖流水。分析表明 ,长江口外的浮游植物高值区的分布位置与上升流区基本一致 ,两者比较浮游植物高值区略向东南方向偏移约 1 5— 2 0km。作者认为形成这种偏离现象的原因可能与上升流中心区水温偏低有关     

2005年7月台湾海峡西南部海域的上升流与冲淡水观测

根据2005年7月台湾海峡西南部海域CTD观测数据,绘制出相关温盐分布图,分析了调查期间该海域的温盐分布特征.结果表明,调查期间东山海域、南澳海域以及台湾浅滩东南侧海域存在明显的上升流现象;在近岸上层,一股较强的冲淡水从西南部进入该海域并影响至台湾浅滩.     

台湾浅滩及其邻近海域沉降颗粒物及絮凝体类型研究

2004年7月25日至8月10日在台湾浅滩及其邻近海域取得悬浮体样品,通过扫描电镜及能谱分析,探讨了台湾浅滩及其邻近海域沉降颗粒物类型及其絮凝沉积作用.结果表明:单颗粒沉降颗粒物类型有生物颗粒、矿物颗粒和其他颗粒等3种类型;沉降颗粒物絮凝体类型包括住囊类、粪球絮凝体、硅藻絮凝体、矿物碎屑絮凝体、有机包膜、混杂絮凝体、微型藻类絮凝体等7种.颗粒物类型受到地形、海流和陆源输入等海洋环境的影响,生物絮凝和上升流可能是导致悬浮颗粒聚集的主要原因.絮凝在悬浮体的沉积过程中起着十分重要的作用.     

关于浙江沿岸上升流的成因及动力结构的研究

上升流即海洋中持续垂直向上的海水运动,这种运动在海洋中是比较普遍的,但是，就其大小而言,却有着巨大的差异——可达几个数量级。所以,只有在那些量值较大的区域才引起人们的注意;而在量值较小的区域由于表象不够显著——对各种特征场特别是温度场的影响不太明显,往往被人们所忽视。 尽管上升流的流速与水平流速相比甚小,一般在10-5-10-2厘米/秒范围内(大约相当于每天1厘米至10米),但其作用却是巨大的。首先,就整个海洋来说,它是海洋环流不可分割的一个组成部分,是上层水与下层水沟通交换的渠道。其次，上升流在生产实践中具有十分重要的意义,它对渔业生产有着巨大的影响,它能将富含营养盐的中、下层水带到强光合作用层,为浮游植物提供充分的养料,从而促进鱼类佴料的繁殖。海洋中出现上升流的区域仅占世界整个海洋面积的1‰左右,但上升流区的渔获量却占全世界总产量的50%左右；我国浙江近海、海南岛东南水域以及汕头外海诸上升流区同时均为良好渔场。因此,沿岸上升流越来越引起人们的重视。 从现有文献来看,我国近海。在渤海、黄海、东海和南海四个海区都有上升流存在,如渤海中部、黄海冷水团区、浙江近海、汕头外海以及海南岛东南沿海等。但是,关于这一现象,除少数海洋工作者曾提及过外,至今还缺乏专门的研究。 本文旨在利用现有的海流、水温、盐度和气象资料,就浙江沿岸(见图1)上升流产生的动力来源及环流模式进行初步的分析研究,提出粗路估算上升流的方法、指标,并提出尚待进一步解决的几个问题。所用资料主要是1958-1960年全国海洋普查、1963-1966年标准断面以及我所六十年代以来(到1973年)观测的有关资料。此外,还用了国家海洋局和浙江省气象局所提供的部分海流资料及沿岸合站的水文气象资料。     

非线性作用对大洋内区跨赤道输运的影响

风生跨赤道输运是联系南北半球物质和能量交换的重要物理过程。本文通过理想模式实验,分析了定常风强迫下理想海盆风生环流的跨赤道输运结构,发现在传统热带流胞之外,存在连接南北半球的非对称环流,影响赤道两侧上升流,使得在风应力较弱的北半球存在比风应力较强的南半球更强的上升流,同时赤道存在表层向南深层向北的经向流,赤道区域表层与下层经向流速辐散位置偏离赤道位于1°N左右的北半球。进一步分析其成因,发现在赤道区域纬向动量方程中非线性项在赤道区域与科氏力项量级相当,非线性作用的经向输运是造成赤道非对称结构形成的主要原因。     

秋初台湾浅滩水体浊度和荧光叶绿素分布特征研究

阐述了台湾浅滩邻近海域秋初的水体浊度、荧光叶绿素a的分布变化特征,指出荧光叶绿素a的分布除与营养盐的限制相关外,温盐等水文动力条件对其分布特征也起着重要控制作用,尤其在控制荧光叶绿素a极值分布下界方面可能起着关键作用.而在上升流涌升强烈的地区往往出现了浊度最大值,这可能与底层物质的再悬浮有关.     

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.     

台湾东北海域冷涡-上升流系统冬、夏季温度三维结构

利用美国国家海洋大气管理局(NOAA)2007年发布的全球海域温度多年月平均数据库资料(WOA 05),研发计算机数值分析和图形可视技术,对台湾东北海域冬、夏季的温度分布进行数值分析,展示台湾东北海域冷涡-上升流系统冬、夏季温度分布的三维结构,分析黑潮、台湾暖流以及东海陆架水的影响,得出以下结论.(1) 夏季(8月)冷涡主要存在于13-100m深度以及138-150m深度;冬季(2月)冷涡主要存在于109-150m深度之间.(2)夏季(8月)上升流的拱形结构从表层向下都存在,其中由于台湾暖流与东海陆架底层水的影响,造成在深度100-138m之间的等温线不闭合;冬季(2月)上升流的拱形结构主要存在于100m水深以下.(3)在黑潮向西北方向入侵东海陆架的区域,冷涡-上升流系统消失.在冷涡-上升流系统作用的区域,黑潮向东北方向入侵东海陆架的程度越强,冷涡-上升流系统的势力也越强.     

“闽南-台湾浅滩渔场上升流区生态系研究”通过评审

1990年5月7日至9日,国家教育委员会和福建省科学技术委员会在厦门大学共同主持召开了“闽南-台湾浅滩渔场上升流区生态系研究”课题评审会议。出席会议的有来自全国8个主要海洋研究、教育单位的海洋水文、化学、生物、地质和渔业等学科的专家,其中有高级职称的38人。与会专家一致认为该课题是我国包括学科较多的一次上升流区生态系综合调查研究,其广度和深度与以往国内同类研究相比有发展和创新。整个课题的     

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。