夏季浙江沿岸陆架区泥沙输运机制

基于2014年夏季浙江沿岸陆架区的水文、泥沙、底质沉积物等实测资料,运用物质通量分析方法和Gao-Collins粒径趋势分析法,探讨了泥沙的输运通量、输运方向、动力机制及净输运趋势。夏季,近岸含沙量规律性较强,由西至东逐渐降低,由南至北逐渐升高,且与潮流有非常好的对应关系,呈现出明显的潮周期变化特征。研究区净悬沙通量自岸向外海迅速变小,悬沙输运中平流输运占主导地位,其次是垂向净环流对悬沙输运的影响,近岸海域表现为向海输沙,30 m以深海域表现为东北向输沙,同时台湾暖流的屏障作用也影响了悬沙向海扩散。粒径趋势分析显示浙江沿岸陆架表层沉积物的长期输运机制为由东北向西南输运,在流系以及海底地形的影响下,中部海域出现粒径趋势较弱的沉积中心。而在夏季,悬浮泥沙主要为平行岸线向东北输运,估算每天进入研究海域的净悬浮泥沙约为1.9×106 t。     

山东半岛东北部海域悬浮体季节分布及控制因素

基于2018年山东半岛东北部海域冬、夏两季悬浮体浓度、浊度及水温和盐度调查资料,分析了研究区水体悬浮体浓度的季节性变化,探讨了其控制因素。结果表明:夏季浊度在0.2~37.8FTU之间变化,冬季浊度在1.5~100.1FTU之间变化,均表现为底高表低、东高西低的特征。夏季水温分层明显,表现为表层高、底层低的特征,盐度整体无明显变化;冬季温盐垂向上混合均匀,平面上表现为近岸低温低盐水体向远岸高温高盐水体的过渡。悬浮体浓度分布受潮流、波浪、温跃层和温盐锋面等因素影响。夏季,悬浮体垂向上受到温跃层影响,底层悬浮体难以向表层输运;平面上潮混合和波浪差异性作用阻碍了悬浮体的水平输运。冬季,强风浪促使悬浮体垂向混合剧烈,表层悬浮体浓度明显较夏季变高;平面上沿岸流和黄海暖流形成的温、盐锋面阻碍了水团间悬浮体的输运。     

利用Landsat卫星影像研究浙闽地区表层悬浮体的分布和迁移

基于2007年2月和2015年6月的东海悬浮体浓度数据,分别对2007年2月、7月的Landsat Thematic Mapper(Landsat-TM)和2014年12月、2015年6月Landsat Operational Land Imager(Landsat-OLI)卫星影像建立表层悬浮体浓度反演模型,发现建立的指数函数模型反演效果最佳,相关系数分别为0.971和0.856,其可以反映冬夏两季表层悬浮体分布特征及其控制作用。研究发现,浙闽沿岸海域表层悬浮体浓度呈近岸高远岸低、冬季高夏季低的特点;冬季浙闽沿岸流携带的表层悬浮体浓度范围为10~28mg/L,台湾暖流为1.5~5mg/L;夏季浙闽沿岸流携带的表层悬浮体浓度范围为4~22mg/L,台湾暖流为1.2~2.3mg/L。并且在冬季发现在40m水深海域存在较明显的表层悬浮体浓度次级锋面及一系列涡旋,而夏季不明显,推测冬季悬浮体对现代浙闽涡旋泥质区形成有所贡献。     

浙江近海夏季流场特征分析

为了揭示浙江近岸流场特征及沿程变化规律,于2006年和2009年夏季在浙江岸外3个固定点利用ADCP潜标进行了多个潮周期分层海流流速、流向观测。研究结果表明:(1)浙江沿岸流在中北部海域(A和B站位)为旋转流,流向呈顺时针方向旋转,在南部(C站位)涨潮流方向基本为北向,落潮方向为东偏北向;各站位海流在垂向上流向较一致。(2)3个站位垂线平均流速相近(44.4~51.1 cm/s),但平均流速的垂向分布差异明显;各站的最大流速均大于110 cm/s,且均出现在大潮涨急时刻。(3)观测期间,A(北部)、B(中北部)和C(南部)站位平均余流的大小分别为21.9,12.3和22.3 cm/s;受长江冲淡水影响,A和B站位中上层余流为西南向,从中层向底层流向呈逆时针方向偏转,下层流向呈东南向,可能为台湾暖流牵引所致,C站位余流流向在垂向较为一致,均为东北向,主要受季风影响。(4)夏季浙江沿岸流在沿浙江沿岸北上的过程中,在浙江中部(B和C站位中间)逐渐向东偏转(可能受台湾暖流的牵引),流经海域水深变大。(5)在夏季长江径流量偏小时段,浙江中北部近岸海域也存在向南的沿岸流(同冬季),其范围从长江口以南一直至浙江中北部。浙江近岸海流受季风、长江冲淡水和台湾暖流共同制约,但各区域的主要受控因素不同。     

山东半岛沿岸海域悬浮体时空分布及形成机制分析

依据2015年GOCI(geostationary ocean color imager)卫星影像反演的悬浮体浓度数据,分析了山东半岛沿岸海域表层悬浮体质量浓度和锋面月变化特征,揭示该海域悬浮体的分布特征和扩散格局,并结合风速、波高以及海表温度数据,对其控制因素进行初步探讨。结果显示:研究区内悬浮体质量浓度整体表现为冬季最高,春秋次之,夏季最低的分布特征;悬浮体扩散过程可以划分为4个阶段,冬季稳定外输,春季向岸退缩,夏季近岸贮存,秋季向外扩散。此外,山东半岛近岸存在一条悬浮体质量浓度高于10 mg/L的浑浊带,该浑浊带同样表现出季节变化,它在秋季开始形成,其悬浮体含量、幅宽及延伸范围在冬季达到最大,春季减弱,夏季消失。研究认为山东半岛沿岸海域的表层悬浮体来源主要是海底沉积物的再悬浮。风场、海浪以及沿岸流的强弱变化对悬浮体分布和输运的季节变化有重要的控制作用:风场和海浪影响海水混合搅拌强度,改变海底沉积物再悬浮作用的临界深度,进而影响表层海水悬浮体浓度,致使悬浮体浓度与风浪的月际变化趋势基本一致;沿岸流携带高浓度悬浮体沿山东半岛输运形成沿岸浑浊带,沿岸流的强度变化直接控制浑浊带的季节变化。     

渤黄海海域悬浮体季节性分布及主要运移路径

依据国家自然科学基金委公共航次2010年和2012年4个航次在渤黄海海域获得的现场悬浮体浓度数据及CTD海洋水文观测数据,结合MODIS L1B数据第4波段反射率值,建立了悬浮体浓度(SSC)与反射率强度的反演模型,反演了渤黄海海域表层悬浮体的月均分布。综合现场实测数据和遥感反演结果,研究渤黄海海域悬浮体的季节性变化特征。利用HYCOM数值模拟得到的各个层位流速数据,分析渤黄海海域主要断面的悬浮体扩散通量。结果表明,渤黄海海域表层悬浮体浓度高值区主要分布在黄河口莱州湾及渤海湾附近沿岸海域、山东半岛沿岸、苏北浅滩至长江口一带、罗洲群岛附近海域以及沿岸其他小河流入海口。渤黄海海域水体结构具有季节性变化特征。夏季,水体上下温差大、层化较强、水动力条件较弱,海域悬浮体浓度相对较低。而在冬季,海域气温较低,水体上下温差小,同时,渤黄海海域强劲的东北风盛行,水体混合强烈,海域悬浮体浓度较高。同时,黄海暖流和山东半岛沿岸流等流系加强,携带悬浮体的能力和效率均大大提高,冬季成为海域悬浮体输运的主要季节。在冬季,黄河三角洲沿岸、山东半岛沿岸以及苏北海岸等区域在强动力作用下的再悬浮成为海域的悬浮体主要来源。黄河三角洲沿岸再悬浮的沉积物通过渤海海峡的南端输入北黄海,在沿岸流的作用下悬浮体输送通量沿程增大,经过成山头海域后转向南输送,输送通量沿程减少,沉积物在黄海中部泥质沉积区汇聚。沉积动力的分析结果显示,冬春季节在山东半岛区域形成的混合锋面对悬浮体的输运路径有重要的影响。     

木兰溪河口及邻近海域春季水文环境特征及悬沙输移机制分析

基于2016年春季航次观测数据,分析了木兰溪河口及邻近海域温度、盐度及浊度等水文环境要素特征;并运用通量机制分解法分析该区兴化湾南日水道连续观测站位资料,以揭示该海域悬沙输移的控制机制。结果表明,春季兴化湾及邻近海域温盐变化受木兰溪径流、浙闽沿岸流和台湾暖流共同控制,湾外东南侧海域受高温高盐台湾暖流控制,西北侧近岸海域受低温低盐的浙闽沿岸流显著影响。调查海域悬沙浓度总体较低,外海泥沙通过南日水道向兴化湾内输移,但净输运量非常有限,仅为0.32×10~(-4)kg/(m·s)。平流输沙与潮泵输沙是南日水道泥沙净输运的主要机制,底沙再悬浮作用较显著,且剪切扩散效应也不容忽视。     

冬、夏季东海北部悬浮体分布及海流对悬浮体输运的阻隔作用

依据1987年6月、1996年12月、1997年2月和1998年7月在东海北部所取得的悬浮体、温度和盐度资料就该区冬季和夏季的悬浮体分布、影响因素和输运进行了研究,结果表明该区悬浮体分布具有明显的季节性变化,在中、外陆架区悬浮体含量冬季明显高于夏季.悬浮体的分布及输运受到东海环流、风暴和潮流等的影响,其中东海环流的季节性变化是主要影响因素.受台湾暖流的阻隔,冬季和夏季长江入海泥沙在东海基本不能越过124°00'E以东海域.黄海沿岸流携带着老黄河口水下三角洲的再悬浮沉积物向陆架东南扩散,其搬运的量和在中、外陆架区的扩散范围冬季显著大于夏季.在黄海暖流的阻隔下,陆架悬浮体冬季和夏季在32°N断面很少能扩散至126°30'E以东海域.台湾暖流和黑潮爬升水的阻隔作用使得冬季和夏季陆架悬浮体在P-N断面也基本不能扩散至陆架边缘.冬季在东海北部可有部分陆架悬浮体输送到冲绳海槽,但有区域性,其输送的可能位置是在P-N断面以北、32°N断面以南之黄海沿岸流向东南延伸的陆架边缘;夏季陆架悬浮体基本滞留在陆架区.     

春、秋季黄东海海域悬浮体平面分布特征及海流对其分布的影响

利用2003年春季(4月)和秋季(9月)两次对南黄海及东海北部海域II类水体悬浮体质量浓度的调查资料,得到了本海域近期悬浮体的平面分布特征,并分析了海流对本海域悬浮体分布的影响。结果表明,本海域春季悬浮体质量浓度明显高于秋季;受黄海沿岸流、黄海暖流及台湾暖流的影响,春季苏北浅滩悬浮体呈西北-东南舌状向深海运移,秋季悬浮体以苏北浅滩高值区为中心向外海扩散;长江及杭州湾入海泥沙基本都沉降在123o30′E以西的海域内。     

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。     

近岸流系与长江入海悬浮泥沙输移扩散

通过两年较完整的序列 NOAA/AVHRR 数据和实测含沙量资料,利用考虑近岸Ⅱ类水体大气校正的泥沙定量反演算法,获得了较高精度的河口高浓度泥沙遥感反演模式;利用泥沙浓度分级图和反映流系特征的温度图象,系统分析了长江口悬浮泥沙扩散途径、范围及其与近岸流系的关系。影响长江入海悬浮泥沙扩散的近岸流系主要包括台湾暖流、黄海混合水、苏北沿岸流及浙江沿岸流等。冬季,近岸流系比较稳定,其配置状况在一定程度上影响着苏北沿岸泥沙流向长江口的扩散,并制约着入海悬浮泥沙的扩散途径;洪季,长江入海径流量是影响悬浮泥沙扩散的重要因子。同时,长江冲淡水、浙江沿岸流共同形成的冷水区与台湾暖流水之间锋面的强度,也对悬浮泥沙和冲淡水的扩散方向和范围有重要影响;春、秋两季入海悬浮泥沙的扩散型式分别向夏、冬季的分布格局过渡。此外,风应力显著影响着浑水区的扩散方向和范围。风浪掀沙引起的河口泥沙再悬浮,可使近岸泥沙扩散范围增大。     

长江口及其邻近海区环流和温、盐结构动力学研究Ⅱ.环流的基本特征

利用POM模型，以研究海区的海面风应力、温度和盐度资料作为海面边界条件，以与外海界面处的温度和盐度资料作为侧向液边界条件，并考虑长江径流、台湾暖流和东海沿岸流的影响，对长江口及其邻近海区各季节的三维斜压环流和温、盐结构进行了数值模拟。环流的数值结果表明，冬季和秋季研究海区的水平环流主要由长江径流、东海沿岸流、台湾暖流、杭州湾环流和沿岸流与台湾暖流之间的气旋和反气旋涡构成；东海沿岸流与长江径流顺岸南下，随着自北往南岸界地形坡度的增大，其流幅变窄，流速增强；台湾暖流沿陡坡及其外缘蜿蜒北上，随着自南往北水深的变浅，其流幅由宽变窄继而又由窄变宽，流速却一直由强变弱。冬季和秋季海区纬度断面垂直环流的总趋势由近岸向外海流动，海底地形变化缓慢区离岸流产生波动，海底地形变化显著的陡坡区离岸流产生剧烈振荡而生成强升降流。春季和夏季研究海区的水平环流主要由长江径流与东海沿岸流汇合流、台湾暖流、杭州湾环流、舟山群岛附近及长江径流和东海沿岸流汇合流与台湾暖流之间的气旋和反气旋涡构成；长江径流和台湾暖流平行北上并在长江口以北产生顺时针偏转。由海区水平环流特征和变化趋势证实，春季长江冲淡水已开始向东北偏转，夏季冲淡水的偏转程度、伸展距离和扩展范围都更甚于春季；春季在长江口近岸存在弱上升流，夏季长江口外的陡坡区出现下降流，而长江口以北和以南的陡坡区出现上升流。     

台湾暖流区底层流观测

本文根据作者于1984年2月—1985年9月在台湾海峡、闽东渔场、台湾北部海域和浙江外海海域投放“人工水母,”的结果,对台湾暖流区的底层流进行了分析。结果表明:台湾暖流区的底层流比较稳定,各季的流向皆为北向流。其中,除闽、浙外海春季为北偏西向流外,其余皆为东北向流或正北向流。本文还得出,在台湾海峡中部和北部海域,冬季和春季的底层流与夏季一样是东北向流,而不是传统所认为的西南向流。     

基于融合遥感数据的广东沿岸温度锋面的季节变化研究

基于2015年全年多源遥感数据融合的Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis(OSTIA)海表温度数据,利用最大温度梯度法,对广东沿岸(20°—23°N,110°—118°E)海表温度锋面的季节变化及生消机制进行了分析。广东沿岸温度锋面季节变化明显,冬季强,夏季弱;粤东温度锋面常年存在,粤西温度锋面夏季消失;珠江口区域温度锋面与珠江羽状流的扩散路径有关,即夏季锋面主轴往东北方向延伸,秋季往西南方向延伸。对比温度锋面与风速的关系,发现其形成及消失受季风的影响。通过简单的模型实验,发现季风通过影响锋面两侧的湍流热通量引起锋面强度的变化:西南(东北)季风带来的暖湿(干冷)空气减弱(增加)了近岸冷水的潜热释放,导致冷水区温度上升(下降)大于暖水区,引起锋面消失(生成)。     

夏季闽浙沿岸上升流的数值研究

将闽浙沿岸作为研究海区,采用σ坐标下三维斜压非线性的浅海陆架数值模式研究风、边界流(台湾暖流、黑潮、长江冲淡水)、潮及地形等动力因子对上升流形成的影响。结果得出：西南季风是影响夏季闽浙沿岸近海岸区域上升流形成的重要因子;台湾暖流对闽浙沿岸上升流的形成起主要作用：黑潮对台湾岛以东海域上升流的形成影响较大;长江冲淡水不利于夏季闽浙沿岸上升流的形成,尤其是浙江沿岸;地形对闽浙沿岸上升流的形成作用较显著;M^2分潮对闽浙近海岸区域及台湾澎佳屿附近海域上升流的形成影响较大;本文在对夏季闽浙沿岸海区水文结构的模拟中,同样得出夏季沿岸的低温高盐区与本文所计算出的三个较强的上升中心一致。     

2006年冬季粤东沿岸下降流观测分析

根据珠江口及其附近海域2006年冬季(2006年12月至2007年1月)航次的CTD调查资料发现,由于表层水体冷却而产生的对流作用,以及东北季风、浪、流等强动力条件下,冬季陆架水体垂向混合均匀,但粤东近岸海域却存在显著的温跃层及逆盐跃层,其原因在于:东北季风的Ekman效应引起了陆架表层高温、高盐海水向岸输送,东北季风还驱动了西南向沿岸流,其底边界层的Ekman效应引起了沿岸底层低温、低盐海水离岸输送,这样就形成了陆架方向的次生环流,在沿岸海域则为下降流,并表现为沿岸海域的逆盐跃层及温跃层现象。在下降流显著的区域,溶解氧垂向分布均匀且浓度较高,这应归因于下降流将溶解氧浓度较高的表层水带入深层所致。     

台湾海峡西南部海域春季悬浮体及沉积物来源与输运机制

台湾海峡作为连接东海和南海的重要通道,其悬浮体和沉积物的来源和输运格局非常复杂。2005年4~5月利用带有浊度传感器和荧光传感器的SD204型CTD对台湾海峡西南部海域627个站位的悬浮体特性进行了综合调查,并采集了底层沉积物。在室内分别利用英国Marlvern公司生产的Mastersizer 2000型激光粒度仪和德国ELEMENTOR公司生产的ELEMENTOR varioELIII型元素分析仪对表层沉积物进行了粒度分析和沉积物碳、氮含量测定,结果表明,台湾海峡西南部海域春季受粤东沿岸流、韩江冲淡水、九龙江冲淡水及台湾海峡混合水影响,其中粤东沿岸流在向北输运过程中影响强度逐渐减弱,韩江冲淡水影响范围较大,并且在西南季风的控制下向东北方向输运;长时间尺度的沉积物输运格局表明,近岸沉积物由岸向海输运,远海地区沉积物由海向岸输运,并且在汕尾南部海域、南澳岛东南部海域形成了沉积物的汇聚区,沉积物以陆源为主;表层沉积物的输运过程受控于区域内水团、悬浮体分布及运动格局;在春季上升流形成早期尽管叶绿素荧光值相对较低,但其对表层沉积物的输运过程起着非常重要的控制作用。     

南黄海悬浮体浓度的平面分布特征及其输运规律

重点分析和探讨了南黄海悬浮体浓度的平面分布及其水平输运,结果显示悬浮体浓度具有显著的空间区域化分布特征,其与该海域环流场的布局和季节转换存在良好的对应关系,南黄海环流是该海域悬浮体运移的主要动力和控制因素;江苏近岸海域在一年四季均为悬浮体浓度的最高值区,其悬浮体主要来源于潮流和海浪所引起的沉积物再悬浮以及苏北沿岸水的携带和输送,而且夏季悬浮体在该海域的累积还可为冬半年在黄海西部沿岸流作用下将其输运至东南海域提供很好的物源保证;长江口东北部海域在春、夏、秋三季出现东北向扩展的高值区,体现了长江冲淡水的影响;石岛外海在冬、春、秋三季也存在悬浮体浓度高值区,并具有向南黄海中部泥质区扩展的态势,这是鲁北沿岸流将现代黄河物质输运至此的结果。发现调查海域中部表底层在春秋季均存在云团状高值区,而且该海域悬浮体浓度自春季至秋季出现"双峰现象",这与春秋季水华期间浮游植物繁殖所产生的有机碎屑有关,并使作为悬浮体组成的海洋浮游生物有机质向沉积物转移,据此进一步指出这一物源可能对南黄海冷涡泥质区的形成、发育也具有一定的作用,该观点深化了对南黄海中部冷涡泥质区受上层生物活动影响以及泥质区物源的认识。     

长江冲淡水输运和扩散途径的分析

本文在总结前人成果的基础上，进一步分析了长江冲淡水输运和扩散的途径。文章指出，长江冲淡水输运和扩散的途径有两种：顺岸南下型在冬、夏季都存在，它主要以杭州湾的次级锋面流和沿岸锋密度流为代表；转向型从５～６月开始，台湾暖流低密水和东海高密水之间的密度锋是长江冲淡水向外海扩散的通道     

冬季闽浙沿岸上升流的数值研究

采用a坐标下三维斜压非线性的浅海陆架数值模式,研究风、边界力流(台湾暖流、黑潮、长江冲淡水)及地形等因子对上升流形成的影响。结果表明,风、台湾暖流是影响冬季闽浙沿岸上升流形成的最重要因子,其中风对浙江沿岸上升流的形成影响较大;台湾暖流对福建沿岸及其远海域上升流的形成影响较大;长江冲淡水对长江口附近上升流有一定的影响,对闽浙沿岸上升流影响不大;地形对闽浙沿岸上升流的形成作用显著;潮对闽浙沿岸上升流形成的影响也很显著。M2分潮对近海岸区域及台湾东北附近海域上升流的形成影响较大。