南黄海和东海“人工水母”投放试验

1984—1986年,作者在南黄海和东海投放大量“人工水母”测量底层流。本文介绍了“人工水母”的投放、回收和漂流概况,根据这一实验结果,参考有关黄、东海海流研究的成果,绘出了调查试验海区的底层流模式。     

东海北部陆架区底层冷水的初步分析

在东海北部陆架上,济州岛西南,大致以32°00′N,126°00′E海区为中心,自跃层所在深度到海底,夏季有一个较冷水体存在,本文称之为“东海北部底层冷水”(简称北部底层水)。国内外海洋学者,特別是日本学者曾对东海陆架上的冷水作过研究。如日本海洋学者佐原勉认为,东海陆架上的冷水来源于大陆沿岸;深濑茂则将济州岛西南的冷水命名为中部底层水,并确定了它的温、盐度指标,讨论了它的来源。本文在前人工作的基础上,根据我国1976-1977年标准断面资料,以及日本气象厅1963-1975年调查资料,对北部底层水的变化及其成因进行初步的分析。     

南海中部管水母类生态的初步研究

根据1983年9月,1984年4-5月,7-8月和12月4个航次采自南海中部0-200m水层的166份浮游动物定量样品,报道了南海中部管水母的种类、总个体数和优势种的季节变化和平面分布,并就其与环境的关系做了分析.着重讨论了近岸性生态类群的分布与近岸水的关系;大洋深水性生态类群的分布与底层水抬升的关系.认为,春季、夏季和秋季,影响调查区的近岸水源自爪哇海及巽它陆架;冬季,影响调查区的近岸水有广东近岸水和部分菲律宾近岸水.调查区西侧的次表层水终年有不同程度的涌升,属于大洋深水类群的北极单板水母在海区西侧终年可见.冬季和春季,除海区西侧外,北极单板水母在海区南部普遍出现,而在海区东北部,其在夏秋季仍有出现,但此时却完全消失,这正反映了冬春季海区南部底层低温水的抬升,以及进入海区东北部的西北太平洋次表层水的温度比南海中部相应水层偏高的特性的调查区的水环境状况.     

东海北部一个夏季气旋型涡旋的初步分析

近十年来,随着海洋探测技术的发展,在世界各大洋里都发现了中尺度涡旋,这是物理海洋学上的重大进展之一。目前所发现的中尺度涡旋,不管是在大洋里,还是在极地区,一般均处于千米以上的深水区。但在陆架浅海区，海底摩擦要消耗大量的能量,是否也会出现这类涡旋,这是一个令人感兴趣的问题。 根据现有文献和我们对近几年东海水文调查资料的初步分析得知,在我国陆架区至少有两个气旋型涡旋,一个在台湾东北的彭佳屿附近海域,另一个在济州岛西南海域。对前者,管秉贤(1978)和M.Uda(1974)等均从冷水团的角度进行过研究,特别是日本学者在此海域进行了多次调査。至于后者,井上尚文(1975)曾根据1969年11月投放的“人工水母”(即底层流示踪器)的资料分析指出:“在黄海暖流和黄海沿岸流两股底层流的中间区域,有黄海冷水伸入。在秋、冬期间,南北流向呈反时针方向旋转。从而可以认为,以调查海区的中部(济州岛南面)海底为中心,有一个范围相当大的环流存在。”由此人们自然会提出这样一个问题:在春、夏两季,这一反时针方向的水平环流是否继续存在。尤其在夏季,自南北上进入黄海和东海的黑潮及其分支(对马暖流和黄海暖流)与黄海、东海沿岸流系交错汇合,盘踞在下层的冷水又极度发展,使得环流结构和水文状况较冬季复杂得多,这时的情况又将变得怎样?本文主要根据1972年7-8月常规水文观测资料,同时参照近几年的水文资料,对此问题作一初步探讨。 本文研究的重点海区的范围是30°30′-33°00′N,124°00′-127°E,如图1阴影部分所示。为了便于资料的分析,在绘制温、盐度等平面分布图时,将其范扩大到28°-34°N之间的大部分海域。 本文引用的资料主要来源于国家海洋局标准断面调查资料,东海渔业资源调査资料，日本气象厅海洋气象观测资料和南朝鲜水产振兴院海洋观测资料。     

南海中部管水母类生态的初步研究

根据1983年9月,1984年4—5月,7—8月和12月4个航次采自南海中部0—200m水层的166份浮游动物定量样品,报道了南海中部管水母的种类、总个体数和优势种的季节变化和平面分布,并就其与环境的关系做了分析.着重讨论了近岸性生态类群的分布与近岸水的关系;大洋深水性生态类群的分布与底层水抬升的关系.认为,春季、夏季和秋季,影响调查区的近岸水源自爪哇海及巽它陆架;冬季,影响调查区的近岸水有广东近岸水和部分菲律宾近岸水.调查区西侧的次表层水终年有不同程度的涌升,属于大洋深水类群的北极单板水母在海区西侧终年可见.冬季和春季,除海区西侧外,北极单板水母在海区南部普遍出现,而在海区东北部,其在夏秋季仍有出现,但此时却完全消失,这正反映了冬春季海区南部底层低温水的抬升,以及进入海区东北部的西北太平洋次表层水的温度比南海中部相应水层偏高的特性的调查区的水环境状况.     

黄、东海浅海水文学的主要特征

本文中的浅海区域系指黄、东海这两个海域中的陆架部分,这是世界上最大的陆架之一.浅海区域的地形,在南-北方向上呈狭长状,约跨18个纬度(22°-40°N).等深线主要呈南-北走向.水文特征的分布深受这一海底地形的影响,特别是在冬季.冬季海水温度(自海面直至垂直均匀层底)的分布型式与等深线的趋于一致,即反映了这一效应.长江口位于本海区的西岸.长江是世界上最大的河流之一,它注入东海的年迳流量约达9.25×10~(11)立方米.强大的西边界流黑潮及其分支和延伸部分位于本海区以东.虽然,黑潮主流没有直接流入陆架,但通过黑潮与陆架沿岸水的混合,以及黑潮分支和延伸部分的流入陆架海域,黑潮对黄、东海浅海区域水文情况的影响很大并且持久.可以说,如果没有黑潮,黄、东海浅海区域的水文情况将与现在的大不相同.     

东海北部陆架区温、盐度逆转现象的分析

东海陆架区的温、盐度逆转现象,有关研究已作了一些论述(苏育嵩等,1989;蓝淑芳等,1984; Nakao,1977),指出东海陆架区存在两个温、盐度逆转结构出现频率高的海区：一个位于江苏、浙江近海的狭长海区内;另一个位于东海北部济州岛西南海区,即东海北部底层冷水及其附近海域(蓝淑芳等,1993)。翁学传(1984)、曹欣中等(1982)利用常规调查资料,曾分别对第一高频区的中层冷水和温度逆转现象作了初步分析;丁宗信(1994，1995)利用常规调査资料和CTD资料,对黄海、东海春、夏、秋、冬四季温、盐度垂直分布类型及逆转现象的成因进行了研究。本文根据中国科学院海洋研究所1984年和1985年6月在东海北部陆架区进行的大面水文调査资料(该资料由“科学一号”调査船使用Mark-Ⅲ CTD 探测仪获取),以及国家海洋局1975-1980年在东海取得的标准断面BT观测资料,对东海北部陆架区,特别是上述第二高频区的温、盐度逆转现象和成因作进一步研究。 由于该海区的温、盐度逆转现象与水团的配置及交汇密切相关,所以首先讨论该海区的水团。     

辽东湾北部近海大型水母数量分布和温度盐度特征

通过2009-2011年5月下旬-7月下旬辽东湾北部近海10m等深线内的大型水母调查数据,分析了辽东湾北部近海近三年中大型水母资源状况,并探讨了辽东湾大型水母的生态类型。结果显示:辽东湾北部近海大型水母种类主要有海蜇(Rhopilema esculentum)、沙蜇(Nemopilema nomurai)、白色霞水母(Cyanea nozakii)、海月水母(Aurelia sp.1),海蜇和沙蜇是优势种。海蜇幼水母阶段主要集中分布在5m等深线以内的近岸河口水域,随着个体增大有略向深水或密度较小的水域扩散的趋势,仍主要分布在5m等深线两侧水域,属于高温低盐种类。6月份调查海区中发现大量的沙蜇幼水母,随着沙蜇个体增大,7月份调查海区中沙蜇数量大幅度减少。辽东湾海月水母在南部海域出现较多,2010、2011年在北部近海部分海域出现。白色霞水母近几年来辽东湾出现较少,栖息在盐度较高的水域。辽东湾各种大型水母中,沙蜇的生长速度最快。辽东湾海蜇幼水母、沙蜇幼水母的海区出现时间要晚于黄、东海。     

东海长江口外现代沉积有机地球化学特征

东海是我国重要的经济活动区,近些年来,随着东海石油和天然气的发现,更引起了世人的注意.有关东海油气形成的问题,亦是人们所关注的.过去人们对东海近代沉积的研究,大多侧重于海底沉积物类型、来源以及分布规律等方面.而对有机质地球化学研究较少.我们趁参加1980—1981年“中国-美国长江口及东海陆架沉积作用过程”联合调查的机会,在长江口和东海陆架上,共取了18个现代海底沉积样品(图1),进行了石油地球化学方面的研究工作.虽因样品数量较少,认识上尚存在片面性,但为今后进一步对有机地球化学的研究,创造了条件.     

黑潮主流径海域海水中的无机碳及其对东海陆架区的影响

基于2014年5—6月对黑潮主流径及毗邻东海陆架海区的调查,研究了该区域水体中无机碳体系参数(p H、总碱度TAlk、溶解无机碳DIC及DIC/TAlk)的垂直与水平分布,在此基础上定量评估了黑潮输入对东海陆架海区无机碳收支的影响。结果表明,黑潮水体中DIC、TAlk与DIC/TAlk总体而言随水深增加而升高,p H降低,综合体现了浮游植物生产、海-气界面交换、有机物降解及Ca CO3溶解等过程的影响;上升流中心站位无机碳参数均受较深层水体上涌影响,与黑潮主流径其它站位略有不同。东海陆架海区外侧站位表层、30m层无机碳主要受台湾海峡暖流影响,高p H、低DIC/TAlk的黑潮表层水影响区域局限于东南部;而在底层,低p H、高DIC/TAlk的黑潮入侵流离开黑潮主流径向正北方延伸并抬升至钱塘江口附近;上升流对无机碳的影响持续至表层,其携带的黑潮中层水因此也可能进入陆架海区。水量模型估算黑潮水在5—10月间跨域陆架边缘向东海陆架区输入溶解无机碳总计58798.9×109mol,净输入达37382.9×109mol,而东海向外输出的无机碳绝大部分经由对马海峡进入日本海。     

东海PN断面夏季温盐及化学要素的分布特征

由东海PN断面夏季温鼻度及化学要素CTD资料分析表明，东海夏季的温跃层和盐跃层在次表层生成，其强度随着跃层自陆架坡折区至近岸和外海的上移逐渐减弱。陆架区近表层的温度和盐度呈垂直均匀分布，冲绳海槽次表层呈高温、高盐，近表层呈高温，近表层呈高温、低盐，底层呈低温、次高盐特征。溶解氧浓度自近岸到外海由低变高，表层至底层溶解氧浓度在陆架区由高变低，冲绳海槽区则先由低变高然后又由变低。总二氧化碳浓度自表层至底层和自陆架坡折区到近岸和外海由低变高。磷酸盐和硅酸盐浓度自近岸至外海由高变低，而自表层至底层由低变高。陆架区的近表层和陆架坡折区分别有一个高碱度区。温盐及化学要素的分布特征与夏季海区垂直环流的反气旋运动、长江冲淡水及黑潮水入侵和海面强热辐射有关。此外，化学要素分布还与夏季海区的温盐结构、表混合层与大气间二氧化碳气体交换及表混合层中碳和营养盐光合作用的利用有关。     

用投放“人工水母”测底流的方法在台湾暖流区域获得现场资料

台湾暖流水的来源是东海水团研究中的一个十分重要的问题。1984年2月起,中国科学院海洋研究所与福建省水产研究所和福建海洋研究所合作,在台湾海峡和台湾省北部海域进行了“人工水母” (由聚乙烯制成的形如水母的漂浮体)测底层流的工作。在上述     

台湾海峡的底层流

本文主要根据1984年2月—1988年9月在南起21°49′N,北至27°00′N的台湾海峡及其邻近海域投放“人工水母”的结果,并结合实测底层流资料,对台湾海峡底层流的基本特征进行了分析。发现:台湾海峡区的底层流一年四季都向东北方向流动;在海峡西侧的福建沿岸一带,存在着底层流的向岸流动现象;海峡东侧,底层流主要顺台湾沿岸向东北方向流动;台湾海峡的底层流在北上进入东海后,其主体仍继续沿东北方向流动,在27°00′N,122°00′E附近与来自台湾东北侧的黑潮水(黑潮次表层水)相汇,并继续北上。     

2015年5月黄海及东海北部大型水母分布及生物量估算

2015年5月搭载“北斗”渔业调查船、使用渔拖网的采样方式,在整个黄海及东海北部进行系统的走航式大面调查,记录了30°N—39°N海区内的大型水母种类组成、伞径大小及生物量分布,估算和比较了大型水母与其他渔业生物的生物量。结果表明,5月整个调查区,大型水母的总生物量估算值5.9万t,绝大部分由黄海中部的多管水母和洋须水母生物量贡献所致。出现的大型水母种类伞径分布呈单峰型。不同种类的水母分布具有明显地理区域和水文偏好性。其中,洋须水母主要分布于黄海中、北部50m水深以深水域,多管水母主要分布于黄海中部50m水深以浅的西侧以及整个东海北部;沙海蜇多为幼体,分布于黄、东海交汇区31°N—33°N间;霞水母较为集中出现于31°N以南、123°N以西近海。各水母种类的高密区的底层水温按洋须水母、沙海蜇、四叶小舌水母、霞水母呈升高趋势。东海多管水母分布区的底层水温与沙海蜇相近;黄海多管水母分布区的底层水温较洋须水母略高。沙海蜇和四叶小舌水母较其他水母的适温范围宽。霞水母和洋须水母处于相对高盐区域。     

东海海底表层沉积物中的碎屑矿物及其地质意义

为探讨东海海底表层沉积物中的碎屑矿物及其地质意义,首先有必要概略地了解东海海底自然地理与地质环境及近期演化史.东海陆架范围广阔,地形平坦,最宽处达960公里,我所实测资料表明,陆架区平均坡度58″,冲绳海槽西坡平均坡度1°10′00″,为世界上典型宽展陆架之一.陆架水动力条件复杂,既有低温低盐的沿岸流,也有高温高盐的暖流;既有周期性的潮汐流,亦有偶发性的风暴潮.著称世界的长江、黄河为本区带来了大量的陆源物质.据地震资料揭示,东海陆架新生界的厚度达6000米以上.     

潮流场对渤、黄、东海陆架底质分布的控制作用

运用二维潮流数学模型，模拟了渤、黄、东海陆架的M2潮汐、潮流。结果表明，渤、黄、东海陆架的潮流有强弱之分以及往复流和旋转汉之别。在此基础上，计算了8种粒径沙的湖平均悬移输沙率、潮平均推移输沙以及相应的输沙率散度。根据输沙率散度的正负，划分了海底冲刷区与淤积区。根据不同粒径泥沙输沙率散度的相对大小，确定出海底的主要底质类型为砂质沉积、粉砂质泥沉积和以粉砂为主的混合沉积。计算结果表明，海底3种主要底负类型的分布格局与海底的冲淤格局以及与输沙率矢量的发散和聚合状况基本一致。在渤、黄、东海陆架，沙脊主要在强往复流区形成，沙席主要在强或较强的旋转流区形成，泥质沉积主要在弱潮流区形成。砂质沉积、泥质沉积以及混合沉积这3种主要底质类型并非孤立存在，而是受渤、黄、东海陆架潮流场控制而形成的一个完整的潮流沉积体系。渤、黄、东海陆架的砂质沉积与泥质沉积并非残留沉积，而是潮流沉积。在没有冷涡的情况下，黄、东海陆架的典型泥质沉积在弱潮流环境中同样可以形成，因此，认为冷涡并非黄、东海陆架典型泥质沉积形成的必要条件。     

东海北部中陆架水下暗礁新探

利用现代海底探测技术手段,对东海陆架区域进行调查研究,通过对多波束和浅地层剖面系统所采集数据资料的处理,分析浅地层剖面探测成果图,发现原在东海海图上标注的三处水下暗礁并不存在,并探讨分析暗礁不存在的原因。此新发现对我国进行海区区域调查和航海有重要的现实意义。     

夏季东海南部海水流动的若干问题

本文根据1980年7月至1981年6月在彭佳屿与基隆之间两个浮标站的测流资料,并结合东海南部的有关水文资料,分析了夏季东海海水流动的若干主要问题,认为东海南部陆架区的下层海水具有黑潮次表层水的特性,它是从台湾东北方基隆—彭佳屿—东经122°30',北纬25°40'一带进入陆架海区的,而上层水则主要来自台湾海峡。此外,本文还讨论了台湾岛的绕流作用以及台湾岛东北方气旋式涡旋和本区中部反气旋式涡旋的形成原因。     

黄、东海溶解态无机砷的分布及其季节变化

本文综合2000～2003年期间9个航次的研究结果，讨论了总溶解态无机砷（TDIAs，[TDIAs]=[As^5＋]＋[As^3＋]）和亚砷酸盐（As^3＋）在黄、东海的分布和季节性变化。调查海区覆盖了黄、东海不同水文和化学性质的区域，研究重点放在自长江口向东南琉球群岛沿伸的PN断面以讨论陆源输送的物质对中国陆架边缘海的影响。利用氢化物发生原子荧光光谱法（HG-AFS）分析砷的不同形态（TDIAs，As^3＋）。TDIAs受河流陆源输送的影响在近岸区域含量较高，并随着离岸距离的增加含量逐步下降。在东海陆架坡折带的近底层水中也存在TDIAs的高值中心，此区域具有低温、高盐、低悬浮颗粒物含量的特征，显示出入侵陆架的黑潮水是陆架区TDIAs另一个主要的源。TDIAs的季节性变化趋势受到长江冲淡水水量及黑潮入侵陆架强度的季节及年际变化共同影响。研究区域中As^3＋的分布特征与TDIAs相反，其含量、分布及季节性变化受到浮游植物活动的影响，表现出与叶绿索含量存在正相关关系。夏季东海陆架PN断面中As／P的化学计量比值约为2×10^3。黄、东海溶解态砷的含量与世界其它海区相近，表明其未受到明显人为活动的影响。     

东海陆架水对黑潮强剪切的动力学响应

黑潮冲击东海陆架的动力学效应可分解为两部分,黑潮直接入侵和黑潮强剪切作用。研究了东海陆架对黑潮强剪切的动力学响应。从均匀海水的位涡度方程出发,考虑水平摩擦、海底摩擦和地形抬升的共同作用,利用Fourier变换求解该方程得到解析解。计算结果表明,剪切作用所诱导的流环和海水涌升只局限在剪切点附近,这与卫星资料所显示的存在于台湾岛东北部海区的冷涡位置是一致的。