热带大西洋表层环流及其月变化特征的分析

应用1993年4月至2001年3月的TOPEX/Poseidon卫星高度计遥感资料,分析了8 a平均热带大西洋(15°S～25°N,5°～50°W)表层环流结构的月变化特征.研究结果表明:热带大西洋表层环流中高纬度海区流速较小,赤道附近流速较大,表层环流系统大部分流系月变化不明显,部分流系月际波动较显著.具体来说,西南向的北赤道流下半年的纬向流速分量比上半年大.非洲沿岸流在5～11月流向为东北向,在其他月份主要为东南向.北赤道逆流可以分成两部分:25°W以东海区,北赤道逆流常年流向向东,到9月份前后流速达到最大值(约0.25 cm/s);25°W以西海区,7月至翌年1月流向向东,2～6月北赤道逆流减小,并有西向流产生.2°S～2°N,15°W以东海区的南赤道流在1～3月、9～10月流向向东,其他月份流向向西.南赤道流可认为是由南、北两支西向的海流构成,这两支海流的流轴分别位于6°S和1°N,在6～7月北支流速达到最大值0.6 m/s.南美洲纳塔耳东部西北向的北巴西海流流速月际变化不大,在5～6月份流速达到最大值0.3～0.4 m/s.相应的卫星风场遥感资料的分析表明热带大西洋表层环流结构的月变化特征与风场的分布及变化有较好的对应关系.用World Ocean Atlas 2001的月平均温盐数据反演出来的表层地转流场以及卫星跟踪ARGOS漂流浮标观测进行的对比验证表明,上述遥感分析的地转流场结果与水文数据以及海上观测结果一致.     

赤道中印度洋上层环流结构与季节变化特征分析

本文通过分析RAMA印度洋观测浮标系统锚系ADCP实测资料,对赤道中印度洋上层海流季节变化进行了研究。研究结果表明,0°,80.5°E纬向流垂向剖面呈现上150m层一致的东向流,而经向流在100m以浅呈现表层向北次表层向南的翻转流结构。赤道中印度洋上层纬向流季节信号被半年周期的东向射流Wyrtki Jets(WJs)所控制。WJs发生于季风方向转换的季节,4—5月份较弱,10—11月份较强。赤道中印度洋上层经向流年周期信号显著。北半球夏季与冬季分别出现风应力旋度驱动的Sverdrup南向流与北向流。本文结论为赤道中印度洋上层环流季节变化特征的研究提供了观测角度的支持。     

卡里马塔海峡贯穿流与印尼贯穿流的相互作用

卡里马塔海峡贯穿流将中国南海的低盐水输运到爪哇海,与印度尼西亚贯穿流(印尼贯穿流)携带的西太平洋高盐水在印度尼西亚海(印尼海)交汇,二者通过混合、浮力强迫等过程相互作用。这改变了印度尼西亚海的水体热盐性质,影响局地海气交换和热带太平洋-印度洋之间的热盐交换。依据卡里马塔海峡、龙目海峡和望加锡海峡的实测表层海流数据,采用被动示踪法和数值模拟诊断实验,分析并研究了2支海流在季节尺度上的相关关系及其相互作用。观测结果表明,卡里马塔海峡贯穿流与印尼贯穿流的表层流季节变化存在负相关,且超前1个月达到相关系数最大值,其中印尼贯穿流下游的龙目海峡表层流与卡里马塔海峡贯穿流关系更密切。被动示踪结果显示,卡里马塔海峡释放的示踪粒子主要向南流入爪哇海,然后经巽他海峡、龙目海峡及班达海方向流出,但很难进入到望加锡海峡北部;望加锡海峡释放的表层示踪粒子主要经龙目海峡和班达海流入印度洋,但无法进入到爪哇海及卡里马塔海峡。数值诊断实验结果表明,卡里马塔海峡贯穿流在冬季阻挡了印尼贯穿流表层海水的南下,从而使其表层流产生明显的季节变化;而望加锡海峡贯穿流对卡里马塔海峡贯穿流的影响较小。在季节尺度上,卡里马塔海峡贯穿流对印尼贯穿流尤其是表层流,有着重要影响,但印尼贯穿流对卡里马塔海峡贯穿流的影响较小。     

基于INSTANT数据对ITF流出海峡海流的功率谱分析

利用INSTANT(The International Nusantara Stratification and Transport,努沙登加拉层结及输运的国际联合观测计划)计划所测得的流场数据,研究了ITF(Indonesian Throughflow,印度尼西亚贯穿流)在主要流出海峡——龙目海峡(Lombok Strait)、翁拜海峡(Ombai Strait)和帝汶海峡(Timor Passage)随深度和时间的变化,并对表层和温跃层的流速进行了功率谱分析。研究发现,ITF流场在龙目和翁拜海峡表层有显著的年循环,在季风转换期间各个层次上海流都会出现反转,从印度洋流向海峡内;而帝汶海峡在300m以下出现反转流。3个海峡的表层流都以年周期为主,温跃层的流以半年变化为主,并且都有丰富的季节内变化。高频部分,除了在龙目海峡表层K1日潮占优外,各海峡均以M2半日潮为主。     

南海北部次表层高盐水的季节变化及其与西北太平洋环流的关系

次表层高盐水(34.68‰)作为北太平洋热带水(NPTW)的示踪,可用来研究黑潮入侵,了解南海与太平洋的水体交换。文章利用基于高分辨率混合坐标海洋模式(HYCOM)的海洋再分析资料,研究了南海北部次表层高盐水的季节变化及其影响因子。模拟结果显示,南海北部高盐水位于100~200m水深,最西可达111°E,其体积存在明显的季节变化,12月达到极大值,6月达到极小值。进一步的分析表明,其季节变化主要受低纬度西北太平洋大尺度环流的调制,与北赤道流分叉点位置的季节变化(1月到达最北端、6月到达最南端)呈现很好的相关性。受太平洋大尺度风场的影响,北赤道流分叉点上半年(下半年)向南(北)移动,导致黑潮输运增强(减弱),通过吕宋海峡进入南海的盐通量减少(增加),从而使南海次表层高盐水的盐度降低(升高)。吕宋海峡断面的流速和盐通量分布特征显示,西太平洋高盐水主要通过吕宋海峡中部(20°~21°18'N)进入南海北部。     

德雷克海峡绕极流和锋面的研究

利用我国第九次南极考察队获得的德雷克海峡地区水温资料,并结合国外锚碇浮标和测流资料,分析和研究了德雷克海峡绕极流和锋面的时间变化和空间变化.研究表明,德雷克海峡绕极流的流速共有3个强流区,就德雷克海峡上层海流的空间变化而言,以亚南极锋附近的海流最强,流向和流速也最稳定少变.德雷克海峡深层海流的空间分布特点与上层海流的空间分布特点不同,深层流速明显减弱,且稳定性差.德雷克海峡绕极流有着明显的时间变化,但是这种时间变化因地而异.极锋附近在冬春季节是稳定的深层北向流,它与南半球高纬度的冬、春季节的Ventilation过程有着密切的关系,德雷克海峡上层水温的空间分布具有明显的锋面分布特征.水温在德雷克海峡的高纬度区更加稳定少变,而极锋附近深层海水温度随时间的变化最大.     

155°E赤道海流夏季基本特征

本文利用日本气象厅“凌风丸”1972—1979年夏季在155°E断面赤道附近的海流观测资料,分析了该断面上赤道流系夏季的基本特征及其与ElNio的关系。该断面上的赤道潜流相当稳定,它以赤道为中心,位于100—350m之间,平均输送量为31Sv,平均最大流速为73cm/s,而南赤道流和赤道表层流变化很大。文中以1975年6月和1976年6月两次观测资料为例,分析了1976—1977ElNio事件过程中南赤道流和赤道表层流的变化及其与西太平洋赤道地区大气环流的关系。     

吕宋海峡纬向海流及质量输送

分析和计算了吕宋海峡PR21断面最近海洋调查的部分CTD资料和ADCP资料,再一次证明吕宋海峡常年存在纬向流。但对于天气尺度而言,该流型是多变的。根据高分辨率的海洋环流数值模式4a(1992～1996年)海平面高度(SSH)的输出值,运用地转关系估计了吕宋海峡纬向流的月平均值。研究表明;通过海峡流入、流出南海纬向流的深度一般达到500m左右,200m以上流速较大,平均流速为50cm/s,最大时达80cm/s以上。500m以下的纬向地转流流速较小,通常小于10cm/s.由大洋进入海峡的入流位置位于海峡的中部和南部,月平均入流最大值出现在11月,为50cm/s.位于海峡的北部和南部上层海洋的月平均出流,最大流速亦出现在11月,也为50cm/s,这与秋季北赤道流分叉位置最北(15°N),春季分叉位置最南(14°N)有关。上层流入、流出海峡的流量的月平均值分别约为10×106m3/s和5×106m3/s.当东北季风盛行时(从10月到翌年2月),流入海峡的流量远大于流出海峡的流量,两者的差可达8×106m3/s,而在其他季节两者的差仅为3×106m3/s.这说明东北季风盛行时,会有较多的水从南海南？     

1991年冬季菲律宾以东海流特征和盐度结构

本文根据１９９１年１１月１５日￣１２月２０日中国世界大洋环流实验首航ＡＤＣＰ测流资料并结合日本气象厅的ＡＣＭ次表层测流资料，描述了菲律宾以东的海流特征。同时应用该航次ＣＴＰ资料计算了各观测断面的地转流流量，并用盐度跟踪讨论了北赤道逆流、黑潮和棉兰老海流的水源。计算和分析表明，本航次期间有３个强流区，即黑潮源头区，棉兰老沿岸区和北赤道逆流区。此外，本航次本区海流特征与１９８６／１９８７ＥＮＳＯ事件同     

东海主要水道的流量估算

本文以1977—1984年KER调查资料讨论了大隅—吐噶喇海峡中黑潮的流速结构和流量变化,得出经过这两个海峡流出东海的地转流量平均为24.5×106m3/s。大隅海峡中的流量仅占其中的1/12。在吐噶喇海峡黑潮主干两侧均有逆流存在。计算表明,多年平均的表层地转流速系统偏低于GEK观测流速,约8—20cm/s。本文还以实测流速资料估算了经台湾海峡北上的流量,冬、夏季分别为1.05×106m3/s和3.16×106m3/s。据朱祖佑[1]资料,从台湾以东流入东海的黑潮流量平均为29.3×106m3/s。依Miita等人[2]的资料经对马海峡流出东海的平均流量为3.6×106m3/s。如此经东海四个主要水道流入流出的流量接近平衡,流入大于流出3.3×106m3/s。本文还讨论了引起这种差异的可能原因。     

台湾海峡西岸地面风气候变化分析

利用1961—2005年台湾海峡西部沿岸平潭、崇武、东山及厦门等4个气象代表站的地面风观测资料，通过计算各代表站的年、季、月平均风速气候趋势系数和各风向频率趋势，较详细地分析了近45a来台湾海峡西部沿岸地面风的气候变化特征．结果表明：（1）近45a来各代表站年平均风速呈明显减小趋势，其中秋、冬、春季平均风速减小趋势明显，夏季风速减小趋势不明显．（2）海峡西部沿岸主导风向有沿海岸线由北向南顺转的特点．（3）海峡西部沿岸地面风速在上世纪80年代初存在着气候突变现象，80年代中期后年平均风速减小明显．     

台湾海峡西部上升流的生成和长消原因分析

台湾海峡西部海域是上升流多发区,近年来已引起众多海洋学家的重视。我国海洋学家通过对台湾海峡区水团、海流和营养盐等的分析研究,不仅得出了台湾海峡西部海域上升流的分布范围和特征,并对其成因也作了探讨,取得了一些有价值的研究结果。由于这些研究都是采用间接方法,因此对上升流的主要成因尚存在不同的看法。本文通过对引起台湾海峡西部海域上升流的各驱动力因子量级的分析,进而判断出上升流的主要成因。     

Branching of the Tsushima current in the Japan Sea

Although the Tsushima Current exhibits a complicated meander in the interior region of the Japan Sea, its path is more regular in the southwest region near the Tsushima Strait, and three branches have often been recognized there by many investigators. However, the detailed structures and temporal variabilities of these branches have not been clarified, and so they are studied here by analysing temperature, salinity and sea level data. It is shown that the existence of the first branch (the nearshore branch along the Japanese coast) can be detected from salinity distributions at least during the period from March to August. The third branch (the Eastern Korean Current) exists in all seasons. On the other hand, the second branch (the offshore branch) is seasonally variable and can be identified only in summer from June to August. Along the Japanese coast of southwest Japan Sea, the main pycnocline intersects the gentle slope on the shelf at a depth between 150 and 200 m. The first branch is found on the coastal side of the line where the main pycnocline intersects the bottom slope. On the other hand, the second branch is formed just on the seaward side of this line. Sea level differences in the Tsushima Strait, i.e., between Hakata and Izuhara and between Izuhara and Pusan, show that the seasonal variation of the surface velocity (or volume transport) is small in the eastern channel and large in the western channel. The period during which the surface velocity and volume transport in the western channel increase corresponds well to the period during which the second branch exists. These results suggest that the effects of bottom topography and oceanic stratification in the Japan Sea as well as the time variation of inflow through the western channel of the Tsushima Strait play important roles in the formation of the second branch.     

台湾海峡西侧海湾-岛屿系统影响下的流场年季变化——以南日水道为例

台湾海峡地理位置独特,西侧海域海湾 岛屿系统普遍发育,显著影响了海域流场分布。同时,海峡西岸经济区的快速发展对区域海洋动力环境背景场及其变化的精细认识提出了更高的要求。福建莆田南日岛西侧南日水道是连通兴化湾与平海湾的主要水道,是区域海洋动力环境的“咽喉”所在,在区域海洋环境保护与科学开发利用中居于至关重要的位置。为了全面认识台湾海峡西侧海湾 岛屿系统影响下区域海洋动力环境背景场的年季变化,本研究利用布放在南日水道的座底观测系统获得的周年海流资料,结合同期气象风场资料,通过数据统计分析、调和分析、滤波处理和小波变化等手段,研究了南日水道内海流的季节变化规律和驱动余流的动力要素,初步探讨了热带气旋等对海洋动力演化过程的影响。研究结果表明,研究海域潮流为不正规半日浅海潮流,并具有明显的半月周期,涨潮流大于落潮流,涨潮流主方向为 WNW 向,落潮流主方向为 SE—ESE向。旋转谱结果表明,研究海域以半日潮为主,逆时针能量强于顺时针,惯性周期无明显的谱峰。潮流强度的季节变化特征为冬季最强,秋季、春季次之,夏季最弱。夏、秋季的余流流速较其他季节明显偏大,表层余流有明显的季节特征,底层余流全年为北向流。观测点余流主要由风引起,二者有很好的相关性,但频率统计结果显示二者方向不一致,表明余流在地形的作用下发生了转向,其中潮致余流对表层余流贡献较小。小波能量图表明,双台风（热带气旋）期间风和余流均存在1 d及6 d左右的周期信号,二者密切相关。本研究成果对于区域海洋环保以及海域科学开发与应用具有重要的现实意义。     

台湾海峡地质构造特征

台湾海峡及其邻区构造可分为３个一级构造单元，即闵浙中生代隆起区、台湾峡新生代坳陷区和台湾新生代岛弧褶断区。其中台湾海峡新生代坳陷区由海峡的主体和台湾西部兵陵平原区组成，它的东、西边界分别是台湾屈尺－老浓断裂带和粤滨外深断裂带。本文在以往海峡西岸东南海海长东－南澳断裂带研究基础上，对近年来台湾海峡、特别是海峡新生代坳陷区各次一级构造单元的深部地质结构，海底地形地貌、沉积特征、断裂构造、火成岩分布和地     

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。     

南沙及其西南海域的潮波系统

不同研究者所给出的南沙及其西南海域的同潮图历来有很大差别。为了给出更准确的同潮图，本文采用沿岸和岛屿200多个验潮站的调和常数给出了M2，S2，K1和O1四个主要分潮新的同潮图，同时还探讨了这些分潮之间的关系。研究表明，M2和S2在泰国湾的期波系统很相似，但在卡里马塔海峡和爪哇海差别相当大。M2潮波基本上属于驻波性质，而S2潮波则具有向西传播特征。在某些区域，如望加锡海峡的部分区域，S2的振幅可以超过M2。泰国湾中K1和O1的潮波系统也相类似。在卡里马塔海峡，这两个潮波都向南传播，但在爪哇海，O1潮波继续向东传播而K1潮波则倒过来向西传播。     

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。     

菲律宾东部沿岸流

根据1986～1989年间9～10月中国科学院海洋研究所“科学一号”船在菲律宾东部海域获得的CTD调查资料,分析了菲律宾东部沿岸流。分析得出,菲律宾东部沿岸流是一支每年都存在的南向流,除个别海域外,流速均小于20cm/s,是一支较弱的流。但这支流有一明显特征,除在该流源地外,最大流速值是在200m水层或者更深的地方。它的最大宽度约为200km,主要水体集中在700m以浅的水层。我们认为岸形影响是该支流形成的主要原因。     

Review on current and seawater volume transport through the Taiwan Strait

Patterns and features of currents and seawater volume transports in the Taiwan Strait have been reviewed by examining the results from more than 150 research papers in recent decades. It is noted that there are diverse or even conflicting viewpoints on these subjects. Here both common and different opinions are summarized. This review paper covers the studies involving in situ measurements and numerical modeling of current velocity, analyses of hydrographic data, and classification of water masses. Generally speaking, there are three currents in the Taiwan Strait: the China Coastal Current along the Fujian coast in the western Taiwan Strait, the extension of the South China Sea Warm Current in the western and central Taiwan Strait, and the Kuroshio’s branch or loop current intruding through the eastern Taiwan Strait. The current pattern in winter is quite different from that in summer, and the currents also exhibit differences between the upper and lower layers. The seawater volume transport through the Taiwan Strait is about 2.3 Sv northward in summer but about 0.8 Sv northward in winter. Both the current pattern and the seawater transport vary with local winds in the Taiwan Strait. This is particularly true in winter when the currents and the transport in the upper layer are significantly affected by strong northeasterly winds.