台湾东北海域冷涡及其变异的遥感信息研究--Ⅰ.冷涡的季节性变化

利用NOAA卫星AVHRR传感器反演的MCSST图像 ,分析了台湾东北海域冷涡的季节变化。结果表明 :( 1 )台湾东北海域冷涡终年存在 ,出现在彭佳屿附近海域、台湾岛北部沿岸海域和东岸北部沿岸海域 3处 ,夏、秋季有 3涡或双涡并存现象。 ( 2 )彭佳屿附近海域冷涡 ,最早出现于 3月底 ,最迟发生于 1 1月中 ,冬季消失 ,表层形态、尺度、位置和强度有明显的季节性变化。 ( 3)冷涡的季节性变化可能与黑潮锋面弯曲的摆动和台湾海峡水入侵东海陆架间的动力平衡有关。     

台湾东北海域冷涡的分析

根据海洋调查历史资料，地我国台湾东北海域的冷涡基本状况－－季节变化、类型结构与特点进行探讨，主要结果如下：（１）首次２提出该海域的冷涡有三处；在春季和夏季，有时出现双涡并存现象。（２）首次划分该海域的冷涡有二类６型。（３）该海域的冷涡民黑潮流轴摆动有关，并认为那里的冷涡一上升流，是黑潮对我国近海海洋环境影响的典型实例之一。（４）该海域的冷涡具有低温、高盐、高密、低氧、高磷、高硅，高氧等特性。     

中国近海及其附近海域若干涡旋研究综述 Ⅰ.南海和台湾以东海域

综述了南海和台湾以东海域若干气旋型和反气旋型涡旋研究.在南海存在着许多活跃的中尺度涡,我们分别对南海中、南部海域和南海北部海域中尺度涡作了评述.在南海北部海域,目前最感兴趣的问题为:南海水与西菲律宾海通过吕宋海峡的交换的物理过程,以及黑潮是否以反气旋流套形式进入南海.这些问题目前尚不清楚,尤其是这些问题的机理.这些问题必须通过今后深入和细致的、长时间的海流和水文观测,以及长时间卫星遥感观测资料的论证才能逐渐认识清楚.台湾以东海域,黑潮两侧经常出现中尺度涡,而且变化较大而复杂.文中着重讨论兰屿冷涡和台湾东北的气旋式冷涡.     

南海东北部及台湾海峡环流机制的数值研究

利用１个正压的数值模式研究风应力、黑潮对南海东北及台湾海峡环流的影响。结果为：（１）以风应力为驱动机制时其流态特别是在台湾海峡的流动具有季节性，但未反映南海黑潮分支的存在，在冬季也未见有南海暖流出现，但在东沙群岛附近海域终年存在着１个气旋涡；（２）以黑潮为驱同制时，黑潮通过巴士海峡侵入南海海域，并导致东沙群岛附近气旋性涡旋的形成，另外，模式体现黑潮东海分支，南海暖流及台湾暖流的存在，并表明广东沿岸     

南海中尺度涡的季节和年际变化特征分析

以11a(1993—2003年)TOPEX/Poseidon、Jason和ERS1/2高度计的融合资料为基础,统计了南海中尺度涡的时空分布,分析了南海中尺度涡的季节和年际变化,并结合QuikSCAT、ERS1/2风场资料初步探讨了南海中尺度涡形成的可能机制。研究结果表明,南海中尺度涡存在明显的季节和年际变化,而季风强迫是这种变化的主要驱动因素。冬季冷涡(气旋涡)主要分布在吕宋岛西北和越南东南海域,而暖涡(反气旋涡)主要在18°N以北出现。春季暖涡在南海中部开始出现并得到充分发展。夏季暖涡明显多于冷涡,暖涡主要分布在越南东南和吕宋岛西北海域,而冷涡分布于越南以东和南海东北部。秋季冷涡主要分布在越南沿岸,暖涡则分布在南海东北部;11a海面高度异常均方根的时空分布变化也显示了南海中尺度涡存在较强的年际变化。     

东北季风初期台湾北部沿岸海域浮游动物的特点

本文报道台湾北部沿岸海域东北季风初期浮游动物的特点。台湾西北沿岸海的浮游动物生物量和密度高于台湾岸海域,但是浮游动物种类在东北沿岸海域却较丰富。台湾西北沿岸海域浮游动物属于暖水近岸种类,来自在台湾海峡从南到北暖流。台湾东北沿岸海域浮游动物群落包含来自东海陆架水的种类例如中华哲水蚤、太平洋磷虾, 含有黑潮水的热带暖水近岸种。     

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。     

福建北部沿岸与台湾北面海域的水化学特性

根据１９８８年夏季台湾海峡海域的调查资料讨论福建北部沿岸和台湾北面海域水化学的区域性特征。结果表明，福建沿岸上升流是西部海域诸化学要素分布的控制因素，台湾北面海域（２５′５０′－２６°４０′Ｎ，１２１°４５′－１２２°３０′Ｅ）水体下层出现局部冷水抬升，福建沿岸和台湾北面海域都具有低溶解氧且不饱和，高营养盐、低温，高盐的特征、溶解氧，诸营养盐与温度、盐度分别有良好的相关关系。     

福建北部沿岸与台湾北面海域的水化学特性

根据１９８８年夏季台湾海峡海域的调查资料讨论福建北部沿岸和台湾北面海域水化学的区域性特征。结果表明，福建沿岸上升流是西部海域诸化学要素分布的控制因素。台湾北面海域（２５°５０′－２６°４０′Ｎ，１２１°４５′－１２２°３０′Ｅ）水体下层出现局部冷水抬升，福建沿岸和台湾北面海域都具有低溶解氧且不饱和、高营养盐、低温、高盐的特征，溶解氧、诸营养盐与温度、盐度分别有良好的相关关系。     

1998年夏季南海环流的三维结构

利用1998年6月12日至7月6日南海的调查资料,采用三维海流诊断模式,计算了夏季南海三维海流,结合卫星海表面高度距平资料,得到结果如下:(1)南海北部,在吕宋岛以西海域和东沙群岛附近海域,分别存在一个反气旋式涡和东沙群岛西南的气旋式涡.(2)南海中部,越南以东海域出现由暖涡W3和冷涡C3组成的一个准偶极子.在冷涡C3和暖涡W3以北分别存在一个暖涡W2和冷涡C2.(3)在越南近岸存在较强的、北向的西边界射流,此北向射流在14°N附近离岸转为东,并流入两涡W3和C3之间.(4)南海南部,在巴拉望岛的西南海域,100m以浅水层存在反气旋式涡,而在其较深水层,此处变为气旋式涡.(5)南海环流的动力机制有两个:最重要的动力因子为斜压场与地形相互作用项,其次为风应力与地形相互作用项.(6)讨论了夏季南海环流垂向速度w分布,例如在30m层,Ekman抽吸对垂向速度w分布起着重要作用.(7)与2000年夏季南海环流的比较,1998年夏季计算海域涡旋W3,C3,C2等的位置变化并不大.     

闽北附近海域悬浮体输运及通量的季节变化

基于2015年9月和12月闽北附近海域3条断面上的同步连续沉积动力学观测,结合对应时段的卫星遥感海表温度资料,研究了闽北近岸海域冬季和夏季悬浮体分布和输运通量的变化规律。结果表明,该区域的悬浮体浓度存在明显的季节性变化,冬季季风活动对水体扰动强烈,水体垂向混合较为均匀,近岸沉积物再悬浮活跃,其浓度值明显高于外海;而夏季近岸悬浮体浓度明显降低。在50m以深的外海海域,悬浮体浓度无显著的季节差异,且空间变化幅度很小。受东北季风和闽浙沿岸流的影响,冬季悬浮体总体上沿东北向西南的沿岸方向输送,输运通量由近岸向外海逐渐减小;在夏季,闽北近岸海域悬浮体输运方向与冬季一致,但输运通量显著减小;外海海域的悬浮体输运方向指向东北,输运通量明显高于冬季。在离岸断面上,中间站位(水深约50m)的悬浮体浓度低于其两侧站位的浓度,这是由于在近岸一侧主要受控于闽浙沿岸流,而外海海域主要受控于台湾暖流,50m等深线为闽浙沿岸流和台湾暖流相互作用的交汇处,受闽浙沿岸流和台湾暖流的共同影响。温度锋面与闽北附近海域内的泥质区对应关系较好,温度锋面对悬浮体向外海扩散有明显的抑制作用,温度锋面西北侧悬浮体浓度较高且沉积速率较高。     

1998年夏季季风爆发前后南海环流的多涡特征

利用南海季风实验（SCSMEX－IOP1、IOP2）期间（1998年4月底－7月初）所获得的温盐深（CTD）、声学多普勒流速剖面仪（ADCP）资料及TOPEX／POSEIDON卫星高度计遥感资料，分析了南海表层、1．0MPa层和3．0MPa层得力势异常场的分布格局，探讨了夏季季风爆发前后南海的环流特征。结果表明：在夏季季风爆发前（IOP1期间）南海北部以气旋试流动为主，并在此气旋式环流的东部镶嵌着一个较小的反气旋型涡；南海中部和南部以反气旋式流动为主，其中越南以东海域存在着两个南北对峙分布的反气旋型涡，在它们的东侧伴随一气旋型涡。季风爆发后（IPO2期间），南海北部仍然以气旋式流动为主，黑潮水越过巴士海峡南北中线，一部分可能入侵南海北部，另一部分向东北折回黑潮主干；南海中部和南部仍以反气旋式流动为主，越南以东海域北部的反气旋型涡消失，但南西的反气旋型涡加强，与IOP1类似，仍伴随着一个气旋型涡。总体而方，强流区出现在巴士海峡西北侧和南海西部（尤其是越东南东沿岸），南海东部和东南部为弱流区。     

山东半岛沿岸流强度与悬浮体时空变化特征

基于2014-2018年NOAA/AVHRR遥感数据，在山东半岛海域选取6条剖面，结合海表温度和表层悬浮体的时空变化特征，详细研究了山东半岛沿岸流的年周期变化规律与移动路径。研究结果表明，山东半岛沿岸流年周期变化可分为4个阶段：成长期（10-12月）时开始形成于黄河口附近，沿莱州湾南部向东运移；强盛期（次年1-3月）时山东半岛沿岸流完全成型，扩散带最宽，鼎盛时期北部可以至38°N附近，东部可以至123°E附近，在35°～36°N附近分成NE-SW向的2个分支，主干部分最远可到达胶州湾东部海域，余流沿岸向西南方向转折；衰退期（4-6月）时沿岸流强度减弱，只在山东半岛北部和东部小范围内有微弱的显示；消亡期（7-9月）时基本消失。山东半岛沿岸流在冬季时对悬浮体扩散具有强烈的驱动作用，使其在黄河口南侧与山东半岛北岸-成山头东部海域分别形成呈“弧形”和“条带状”分布的2个高浓度区域。     

钓鱼岛东北冷涡特征及其生长消亡规律

利用1987到2011年期间7个航次的调查数据揭示了夏季钓鱼岛东北海域存在冷涡的事实,首次将其命名为钓鱼岛东北冷涡,并初步分析了钓鱼岛东北冷涡特征及其生长消亡规律。结果表明:钓鱼岛东北冷涡是由底层海水涌升形成的中尺度冷涡,但其凸起的温盐等值线不能在海表面露头,不能从海表层水文特征识别该涡;该涡尺度在150km左右,其水团特征盐度为34.70—34.80,特征温度低于20°C;该涡是季节性冷涡,每年夏季都会出现,该涡5、6月份开始形成,到8月份强度最强,此时其向上涌升的趋势可以达到水深30m以浅,然后开始减弱,可以持续到10月份左右,其它时间则不存在;从50m层的温盐特征来看,不同年份夏季冷涡核心位置稍有不同,整体位置在123.2—124.2°E,26—27°N的范围内。     

泰利台风对台湾东北黑潮入侵东海陆架影响的研究

本文利用卫星高度计数据和分析数据,并结合同时期现场深水潜标的流速观测数据,研究了超强台风泰利过境前后台湾东北附近海域流场、位势密度场、位势涡度场以及黑潮入侵东海陆架强度的变化。分析结果表明,泰利台风通过改变台湾东北陆坡附近海域的流场、位势密度场,显著地削弱(增强)了西段(东段)陆坡附近的位势涡度梯度,从而使得西段(东段)陆坡黑潮入侵东海陆架的强度显著增强(减弱)。此外,本文还区分了台湾东北西部陆坡附近表层的跨陆坡“上凸型”位势涡度分布与次表层的跨陆坡“下凹型”位势涡度分布,并认为次表层的跨陆坡“下凹型”位势涡度分布也应作为台湾东北西部陆坡附近“位势涡度障碍”的重要组成部分。本文的研究结果揭示了大气中的台风过程对台湾东北黑潮入侵东海陆架产生显著影响的关键过程及机制,相关结论可为台湾东北黑潮入侵东海陆架变化规律的研究提供有价值的参考。     

南海东北部及台湾海峡环流机制的数值研究

利用1个正压的数值模式研究风应力、黑潮对南海东北部及台湾海峡环流的影响，结果为：（1）以风应力为驱动机制时其流态特别是在台湾海峡的流动具有季节性，但未反映南海黑潮分支的存在；在冬季也未见有南海暖流出现，但在东沙群岛附近海域终年存在着1个气旋涡；（2）以黑潮为驱动机制时，黑潮通过巴士海峡侵入南海海域，并导致东沙群岛附近气旋性涡旋的形成。另外，模式体现黑潮南海分支、南海暖流及台湾暖流的存在，并表明广东沿岸大陆架坡折区底形效应的重要性；（3）以风应力及黑潮入流作为联合驱动机制时，模式的结果似为第1，2种情形结果的叠加。     

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.     

埃尔尼诺现象与东海黑潮区及其邻近海域水文结构和环流的变异──东海黑潮区及其邻近海区ENSO渔场学问题之一

本文阐明ENSO现象与台湾岛东北部冷涡关系,在EN年（包括EN2年次年）夏季仅能出现东北型及该型双涡Ⅰ型,而非EN年和EN年（除夏季外）则出现东侧型和西侧型及双涡Ⅱ,Ⅲ型。此外还在前人研究基础上,给出东海东北部（非EN年和EN年除夏季外）环流图式和在EN年（包括EN2年次年）夏季环流图式。还对海洋锋等进行初步讨论。     

东海北部冷涡海域夏季水文结构及涡动混合的研究

东海北部大陆架上存在着一个较大的冷涡,近十余年来,国内、外的海洋学专家依据多年调查所获得的温、盐度及海流资料对此冷涡进行了分析研究,得出该冷涡终年存在和中心位于32°00′N,126°00′E附近的结论(毛汉礼等,1986;蓝淑芳等,1984)。 夏季,该海域自温跃层所在深度至海底为东海北部底层冷水,苏育嵩等(1989)曾对该水团的形成及其季节变化作了详尽分析。冷水的存在和发展伴随产生反时针的密度环流。另外,冷水的东侧为西北向流动的黄海暖流,西侧为流向东南的黄海沿岸流,两者之间的切变效应以及反时针密度环流的存在是这里形成气旋型冷涡的主要原因。 1980年7月2-6日,中国科学院海洋研究所在东海北部冷涡附近海区布放了浮标阵(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ站),进行了同步测流,同时在A，Ⅲ，Ⅳ站进行了温、盐度连续观测;随后于7月6-23日又做了大面水文观测。作者引用上述资料进一步分析研究了该海区温、盐度分布特征及水团、海流结构,并重点讨论了冷涡附近海区的涡动混合问题,这对进一步揭示该典型海区的温、盐度逆转現象具有学术意义。调査站位如图1所示。     

南海北部海区波高与厄尔尼诺关系探究

以欧洲中期天气预报中心的23年再分析风场数据为基础,采用HIRHAM风场模式和SWAN海浪模型对南海北部海域的波浪场进行推算,并将南海北部海域的有效波高与厄尔尼诺指数作对比,探究两者的关系,分析结论如下：（1）南海海域波高具有较强的季节性变化特征,冬季波高大于夏季波高;（2）南海北部海域月平均波高与Niño3.4指数呈负相关,大部分海域呈中度相关,台湾和菲律宾之间的部分海域呈高度相关;（3）在强厄尔尼诺年,南海北部海域的有效波高明显偏小,且厄尔尼诺指数变化越大,波高越小;反之,在强拉尼娜年,南海北部海域的有效波高较大。