东海黑潮温度锋的三维结构特征分析

结合卫星遥感海表温度、三维再分析温度资料和数值模拟结果,研究了东海黑潮温度锋从海表到底层的三维结构特征.结果 表明:东海黑潮海表温度锋在冬季和春季较强,秋季次之,夏季消失.多年平均的东海黑潮海表温度锋区范围主要在70～700m水深区域,温度锋的中心线与黑潮的流轴大致平行,在济州岛以南的黑潮中段区域有北上的分支.受台湾暖...     

基于WOA13数据的东海黑潮主轴温度锋特征分析

利用WOA13(1955-2012年)月平均数据提取东海黑潮主轴温度锋信息,并结合海表面温度、PN断面温度结构的季节变化特征,研究东海黑潮主轴温度在垂直方向和水平方向的季节变化,探讨黑潮主轴温度锋季节变化特征,为开展黑潮相关研究提供基础。结果表明WOA13数据对东海黑潮主轴温度锋信息的提取具有较好的效果;在PN断面上,冬、春季节的流核结构最为明显;在130~170 m深度上,东海黑潮主轴温度锋具有明显的季节变化特征,并且可以明显看到黑潮大弯曲的存在;温度锋在150 m上下的深度对黑潮路径的表征较为合理。     

东海黑潮区温度的月际变化特征

使用美国海洋大气局2010年发布的海洋温度数据库、地球物理数据中心2006年发布的海底地形数据库,研发三维体积、切面可视和分析技术,探讨东海黑潮区温度逐月空间变化。得出,从东海黑潮的入口到出口,表层平均温度的差值在4—5月份最大,8—9月份最小,反映黑潮与东海热交换的月季变化;表层温度的年较差和月差值在128°E附近最大,指示了黑潮与东海陆架水热量交换最多的部位。以深度220m为转换层,从东海黑潮的入口到出口,在转换层以上同深度温度呈下降趋势,以下呈上升的趋势;反映黑潮进入东海后中层水的扩张。从温位差判断,在表层,东海黑潮区的热交换在3—4月份最大,在9月份最小;热交换主要出现在靠东海大陆架一侧,热交换最大的区域在台湾东北海域、127°E附近的海域和吐噶喇海峡东北侧。从平均温位差推断,在东海黑潮区,热交换主要出现在30—150m层,在7—9月份最大,11—1月份最小。     

基于海色融合数据的东海黑潮锋面检测研究

海洋锋是典型的海洋中尺度现象之一。目前卫星遥感主要利用海表温度数据分析海洋锋,但由于西北太平洋海域夏季海表温度的趋同特性,不能进行有效的锋面监测;而不同水团所具有的生物光学特性往往是不同的,且不具有太阳辐射引起的显著性季节变化,因此海色资料也成为检测海洋锋的有效数据源。文中以东海黑潮为例,详细说明了基于叶绿素a浓度融合数据,采用梯度法进行海洋锋面检测的过程,通过比较不同季节不同梯度阈值得到的东海黑潮锋结果,从保持锋面的完整性及对零碎锋区的剔除效应方面,选取了不同季节较优的梯度阈值。总体来说,文中检测出的东海黑潮区域海色锋与海流黑潮强流区较吻合,12月至4月东海黑潮海色锋检测结果不如海温锋,而5-11月东海黑潮海色锋检测结果优于海温锋,特别是台湾以东黑潮区域,不论什么季节海温锋都没有体现,而海色锋始终很明显。利用文中提出的海洋锋检测算法、分析方法及选择的梯度阈值可以有效地检测东海黑潮区域的海洋锋面,结合海色锋和海温锋,可以监测分析东海黑潮强流区的时空变化。     

东海黑潮表层盐度分布特征及其影响因素

利用美国国家海洋大气管理局2007年发布的全球海域温、盐数据库资料,美国地球物理数据中心2006年发布的海底地形数据库资料以及日本海洋科学与技术机构2003年发布的1997—2002年东海地区月平均降水量资料,研究东海黑潮表层盐度的月季分布特征,并分析其影响因素。结果表明,东海黑潮表层盐度存在明显的月季变化特征。总体而言,12月至次年3月表层盐度高,6—9月表层盐度低,4、5月和10、11月为过渡阶段;表层盐度高值分布在东海黑潮主段靠近东边界一侧;6—9月入口段的表层盐度高于出口段的表层盐度,其他月份入口段的表层盐度低于出口段的表层盐度。东海黑潮表层盐度主要受表层温度、降水、径流的影响。冬、春、秋季的表层盐度分布在黑潮主段靠近陆架一侧区域受表层温度影响大;降水对东海黑潮表层盐度产生局部小范围的影响,时间主要集中在1月和6—8月份,区域分布在低纬25°N以南和30°N附近。长江冲淡水夏季对东海黑潮表层盐度的影响大于其他季节对东海黑潮表层盐度的影响,7月长江径流量达到最大值时,对应的黑潮扇形区的盐度最低。     

东海黑潮区硝酸盐含量及其高值区的季节分布特征

利用2010年NOAA发布的全球海域营养盐数据, 对东海黑潮区硝酸盐含量及其高值区的季节分布进行分析。结果表明: (1) 东海黑潮区NO3?-N平均浓度夏季最高、冬季最低, 陆架高、外海低, 硝酸盐浓度随深度而增高, 增高趋势秋季最强, 春季最弱。(2) 在东海黑潮区100—300m水层之间存在着硝酸盐跃层和深层水的涌升; 深层水涌升强度越大, 跃层位置深度越浅。(3) 在东海黑潮区, 从表层至深层的NO3?-N高值区主要分布在台湾东北海域、黑潮中段海域和九州西南海域, NO3?-N高值区和高值中心呈明显的季节性变化; 上述区域是今后东海黑潮区需要密切关注的海洋渔业资源丰富的海域。     

基于MODIS卫星遥感数据的西北太平洋初级生产力与环境参数的相关性

为掌握西北太平洋初级生产力的变化规律,科学预防赤潮灾害频发和海洋环境污染,保障海洋渔业等产业的发展,文章利用2007—2018年的MODIS卫星遥感数据,分别分析西北太平洋2个典型区域的叶绿素浓度、光合有效辐射、海表温度和净初级生产力的时空变化特征及其相关性,通过相关性对比分析不同区域净初级生产力的主要影响因素及其差异性,并根据异常气候条件（“厄尔尼诺”现象）年份的情况验证上述相关性结论。研究结果表明：区域A位于中高纬度的亲潮和黑潮寒暖流交界处,区域B受副热带环流和黑潮共同作用且台风较活跃,由于二者营养盐水平不同,净初级生产力的主要影响因素具有差异性;由于酶的活性受海表温度影响较大,营养盐浓度较高海域（区域A）的净初级生产力主要考虑海表温度的影响;营养盐浓度较低海域（区域B）的净初级生产力受叶绿素浓度和海表温度影响较大,其中与海表温度相关性较高的原因主要是叶绿素浓度（浮游植物生物量）受海表温度影响较大;2个区域的净初级生产力受光合有效辐射影响较小;异常气候条件年份（2015年）中,2个区域净初级生产力和相关环境参数的变化特征可验证上述相关性结论。     

春季东海黑潮海表温度与风场的年代际变化特征

利用高分辨率遥感海表温度和海表面风场数据,通过经验正交分解(EOF)和合成分析等方法对春季(3—5月)东海黑潮海温暖舌和海表面风场的年代际变化特征进行分析。结果表明:春季黑潮海温暖舌存在明显的年代际变化特征,在1996/1997年发生由弱到强的位相转换,该年代际变化主要受到北太平洋涡旋振荡(NPGO)的调制。进一步研究表明,与气候态相反,春季黑潮海表温度和风场散度在年代际尺度上表现出显著的负相关关系,合成分析表明,该现象主要是由黑潮西侧东海陆架海域海温的异常增暖所造成。     

东海黑潮变异若干问题的初步分析

黑潮是世界上著名的强流，它是影响黄海、东海陆架环流的主要流系。黑潮的变异，不仅对几乎整个东海及其邻近海域的水文状况的变化有巨大的影响，而且对东亚气候的变迁也有显著的影响。因此，黑潮变异问题的研究，对于大洋环流及其动力学的研究以及黄海、东海海洋水文状况、东亚气候变迁的预测等，均有重要的意义。 关于东海黑潮的变异问题，在管秉贤(1979，1981，1982)及管秉贤等(1979)的论文中，己作了不少分析；但由于资料系列长度的限制，这些分析工作主要是定性的。诚然，即使在目前，要获得关于东海黑潮变异特征的定量关系也决非易事。有鉴于此，本文想在尽可能收集更多资料的基础上，对东海黑潮变异的若干问题作进一步分析，以期获得若干定量的概念。     

ENSO事件对黑潮流域温度场分布影响研究

海洋对气候的调节主要通过海洋温盐结构的变化、海水的流动以及海洋与大气的交换来实现。海水的温盐场不仅是研究海面水汽和热量交换的重要物理参数,也是海洋环流、水团、海洋锋、上升流和海水混合等海洋学研究的直观指示量。文章利用SODA温度数据资料,绘制1988-2007年黑潮区域的PN断面温度场图,做出多年逐月平均分析、距平分析及EOF分解;通过对主要厄尔尼诺年和多年逐月的图像进行对比,分析黑潮温度特殊变化特征及其与ENSO事件的关系,找到PN断面海洋温度场季节和年际分布变化特征,研究ENSO事件与黑潮的对应关系。     

黑潮近岸分支流在2017年9月与2019年9月差异的研究

通过对比2017年9月和2019年9月的温盐大面观测数据,发现东海陆架上黑潮近岸分支流的路径在两次观测中存在显著差异。2019年9月黑潮近岸分支流中上游的路径相较2017年9月明显的东向偏移,造成黑潮次表层水入侵东海近岸海域的强度较弱。为了探究黑潮近岸分支流的上述显著年际差异的原因,利用卫星高度计数据和再分析风场数据,通过分析大面观测同期的绝对海表动力高度、地转流场以及海表风场的差异,阐述了黑潮近岸分支流路径产生显著年际差异的动力机制。2019年8—9月东海海表较2017年8—9月盛行更强的西南向沿岸季风,强的西南向沿岸风通过埃克曼输运促使水体向岸堆积并在近岸区域沿岸西南向堆积。因此, 2019年8—9月东海近岸海域的跨岸方向压力梯度与2017年8—9月相比较小而沿岸压力梯度则较大。2019年8—9月,受压力梯度分布的影响,东海近岸海域产生西南向的沿岸地转流和离岸地转流。其中西南向的沿岸地转流会在底部生成离岸的底埃克曼流,离岸底埃克曼流和离岸地转流共同抑制了黑潮近岸分支流的向岸入侵。这导致2019年9月黑潮近岸分支流的路径向东偏移,黑潮次表层水入侵浙江近海及长江口区域的强度随之减弱。通过分析研究实际观测案例,阐述了风影响黑潮近岸分支流入侵东海近岸海域的动力机制,同时明确指出海表风场会从黑潮近岸分支流的中上游区域改变其路径,进而对黑潮入侵东海近岸海域产生重要影响。     

东海黑潮的热状况及其与东海气候的某些联系

已有的研究表明,海洋对天气和气候有着显著的影响,本文拟分析东海黑潮的热状况,讨论它与东海地区气候的关系,以说明东海黑潮对东海气候的影响。所用资料取自中国科学院海洋研究所、地理所统计的1958—67年海上水文气象资料。     

东海黑潮热输送变异与经向风异常

根据日本气象厅1956-2003年在PN断面获得的观测资料和NCEP 850 hPa风资料,分析了东海黑潮热输送的变异特征,并探讨了冬、夏季热输送与风异常的关系.结果表明,黑潮通过PN断面多年平均的热输送达16.52×1014 W,热输送的年际和年代际变化都很明显,其主要变化周期为准2 a,5 a和22 a.黑潮热输送在1976年前后发生了一次由弱到强的气候跃变.黑潮热输送具有很强的长期的线性增加趋势,在1956-2003年增加了约6.51×1014 W.相关与合成分析结果显示,南海南部和黑潮流域上空的经向风异常对东海黑潮热输送的年际变化有重要影响,即当偏南风异常增强时,黑潮热输送将加强,反之将减弱.     

东海黑潮温度锋分布特征研究

采用WOA13气候态季节温度数据,利用绝对梯度法对东海黑潮不同水深海洋锋的季节变化特征进行了分析,得出结论：东海黑潮温度锋具有显著的季节变化特征,它的范围和强度存在多个大值区,不同季节,温度锋的大值区存在于不同深度。在200 m以浅海域,按照冬季、春季、夏季的季节顺序,温度锋的大值区由表层逐渐增加到100 m层处;在200 m以深海域温度锋的大值区没有季节变化,大值区大约出现在400 m层附近。     

基于Argos漂流浮标的东海黑潮特征分析

基于1979—2008年的表面漂流浮标资料,在选定区域(21°～33°N,120°～132°E)内对3个东海黑潮特征断面上的表层流速结构进行分析。选取的特征断面分别是位于台湾东北东海黑潮南段的SS断面,位于黑潮所流经东海的中央地段的PN断面和位于日本九州与奄美群岛之间的TT断面。Argos漂流浮标资料的统计结果能够较好地反映东海黑潮不同流段的主要特征及其季节变化。东海黑潮中段相对于其他流段流速强、流幅宽、流量大的特征最为显著,也最为稳定。     

黑潮区域表层水温变异特征及其对大气环流响应的初步分析

海洋和大气是一个不断相互作用的复杂的耦合系统,其相互作用的结果对长期天气过程的演变以及海洋环境的变化都有着重大的影响。从六十年代开始,这一研究课题就引起了海洋学家和气象学家的广泛重视。如Bjerknes指出，赤道海温及其相应的环流有准两年周期,表明了海表温度与中低纬度环流之间的关系; Namias指出,海表温度与海平面气压场的关系密切,可以用预报的海平面平均气压场的分布来预报下个月的海表温度。目前在数值模拟试验中,也将海气相互作用加以参数化考虑进去,提高了预报精度。本文拟以平均资料,准定量地分析黑潮地区表层水温的变异特性及其物理过程,并在此基础上探讨它与大气环流的关系。 文中的海表温度资料,1951-1962年取自美国的北太平洋海面温度资料,1963-1972年取自日本的北太平洋气候表,1973年以后采用我国海洋局水文气象总台整理的资料,北半球500毫巴高度采用上海气象台整理的资料,热量平衡各分量的计算值取自西北太平洋海面热量平衡图集。     

东海G断面平均温、盐度变化与厄尔尼诺关系的初步分析

本文试图利用位于东海黑潮区G断面温、盐度的多年观测资料,对该断面平均温、盐度变化与厄尔尼诺的关系进行了分析,以期有助于研究黑潮对我国东海及邻近海域环流和沿海气候的影响。 Ⅰ.资料来源及统计方法 由于采用的划分标准和指数不同,因而对     

长江口南北两岸间海面坡度的季节性变化

利用大戢山和吕泗两水位站(1978—1981)4年的观测资料讨论了长江口南、北两岸水位的低频变化。谱分析显示,两岸的水位低频变化均以年周期为主,但两岸间的水位差却以半年周期为主。结合浙江近岸底层34×10~(-3)等盐线的北伸位置和苏澳-与那国岛断面上黑潮净流量的季节性变化规律,认为半年振动周期是东海海水运动的重要特征之一。     

基于水色遥感最大相关分析的海表流场观测

实时、精细化的海表流场测量对海洋学研究有着重要意义。在简要对比各类海表流场测量方法的基础上,详细介绍了利用水色遥感图像测量海表流场的最大相关系数法(MCC),并利用亚像素方法对该算法进行了有效改进,同时利用本文算法对东海黑潮海域的海表流场进行了分析,验证了本文算法的可靠性。     

黑潮影响热带气旋强度的统计分析

本文利用东京台风中心(Tokyo-Typhoon Center)发布的热带气旋(Tropical cyclone, TC) best-tracks资料,统计了1979—2019年经过黑潮关键区热带气旋的强度变化特征,并进一步分析了其中的物理机制。统计结果显示,黑潮对不同强度TC的加热效果不同,整体而言,TC外缘靠近黑潮关键区至TC中心进入关键区阶段,TC风速显著增强;TC中心进入关键区后,风速数值的分布范围较集中,黑潮暖水对TC风速的影响与TC当前强度有关,强度较弱的TC风速增强,而强度较强TC的风速下限略增大但其风速均值减小。黑潮暖水通过增加海表面的热通量,造成低层水汽辐合,对流层中层湿度增大,水汽上升至高空释放凝结潜热增多,导致TC暖心增强,垂直速度增大,对流增强,从而增强TC强度。TC暖心变化较低层水汽通量的变化滞后约12 h,导致TC中心移出关键区后强度不会迅速减弱。