2017年春、夏季南黄海西部营养盐的分布特征及其与浒苔暴发的关系

基于2017年4月、5月、6月和8—9月在南黄海西部海域4个航次的现场调查，分析了春至夏季逐月的营养盐分布特征及其影响因素，初步探讨了营养盐与浒苔绿潮暴发的关系。结果表明：春至夏季苏北近岸浅水区总体呈现出高温、低盐、高营养盐的特征，且各理化要素垂向差异不明显；同时该海域表层水体中的营养盐含量自4月至5月有所下降，而后开始上升，至8—9月达到最大浓度。受长江冲淡水的影响，调查海域西南部表层存在向东北方扩展的低盐、高营养盐水体，在夏季与苏北海域向外扩展的营养盐高值区连成一体。在调查海域的中部至东北部深水区，入春后表层海水不断升温，至夏季于底层形成显著的黄海冷水团，并在其周围呈现出锋面特征；受初级生产过程和温跃层的影响，入春后该海域的上层营养盐浓度总体呈现出下降的趋势并在夏季维持了较低的水平，而底层营养盐浓度从春季至夏季有所升高且影响范围不断向西南方向扩展，至8—9月达到最大范围。苏北近岸海域丰富的营养盐为入春后大型藻类的生长和暴发提供了重要的物质基础，而且5月南黄海西部相关海域表层营养盐浓度降低与浒苔、马尾藻等大型漂浮藻类暴发对营养盐的吸收利用有关。     

中国近海及其邻近海域海气热通量的模式计算

应用美国宇航局Goddard地球观测系统四维资料同化系统计算和分析了近海海域感热通量和潜热通量的季节性变化规律和地理分布特征.结果表明,近海各季感热通量冬、秋季较大,春、夏季较小.其地理分布特点是冬季感热通量的分布随纬度变化十分明显,纬度越高感热通量越大,且等值线分布密集.在台湾以东、日本以南海域,感热通量等值线呈西南一东北走向.在南海海域,感热通量比周围海域略低,感热通量等值线在该海域呈一低值倒槽分布;潜热通量冬、秋季在台湾东北部、日本南部和东南部海域形成最大值区,等值线呈西南东北走向.春、夏季在黄海海域存在潜热通量的极小值区,同时春季在日本南部海域存在潜热通量的极大值区或最大值区.因为台湾以东、日本以南海域正好是黑潮流经的区域,所以此海域的热通量与黑潮有密切关系.     

南海北部海区温跃层分布特征及成因的初步分析

利用二十一层海温再分析资料，详细分析了我国南海北部海区温跃层的强度、深度及厚度的季节变化特征。结果表明：在南海陆架浅水区域内，存在着随季节变化明显的辐射型温跃层；3－5月是温跃层的成长期：6－8月是该海域温跃层的强盛期；而9－11月温跃层开始减弱，到了冬季（12月到次年2月）温跃层变得最终，趋于消亡。结合本海区温跃层的这种变化特征，分析了该海域净辐射通量的分布状况及随季节的变化特征，证明了净辐射通量是影响该海域温跃层季节性分布特征的最重要因素之一。     

南海温跃层深度计算方法的比较

基于1986-2008年的中国近海及邻近海域再分析产品(CORA)气候平均海温资料,分别运用S-T法、垂向梯度法和最大曲率点3种温跃层定义计算了南海温跃层上界深度,揭示了南海温跃层季节变化特征。对3种不同定义确定的温跃层上界深度进行比较发现:采用不同定义计算南海温跃层上界深度存在差异,S-T法确定的温跃层上界深度最浅,垂向梯度法其次,最大曲率点法最深;在深水区(水深200 m)运用S-T法计算的温跃层上界深度与垂向梯度法的结果比较一致,都与实际温跃层深度符合较好;在浅水区(水深200 m),垂向梯度法和最大曲率点法可以准确判定无跃区,但对于温跃层深度计算,3种定义误差均较大。     

基于Argo数据的吕宋海峡东部海域的会聚区特征分析

利用2010-2013年的Argo浮标观测资料,对吕宋海峡东部海域(19°~23°N,123~127°E)的会聚区特征进行综合分析。研究结果如下:(1)吕宋海峡东部海域4个季节表面的声速从大至小依次为夏季、秋季、春季和冬季,夏季最大为1 543.5m/s,冬季最小为1 533.4m/s;混合层深度从大到小依次为冬季、秋季、春季和夏季;(2)采用WOA13气候态数据对声速剖面进行深海延拓,获得全海深的声速剖面,分析4个季节的声道特征。声道轴深度和声速较为稳定,声道轴深度在1 000~1 040m之间,声道轴处的声速为1 482m/s,4个季节的平均声道厚度都超过4 500m,利于会聚区形成;(3)研究区较易发生会聚现象,发生会聚现象概率高于50%的占70.6%;会聚现象的发生概率季节变化明显,春季、冬季极易发生声场的会聚现象,夏季最小;(4)运用RAMGeo声场模型对研究区4个季节的声传播损失进行仿真,分析会聚区的季节变化特征。当声源深度100m,接收深度10m时,第一会聚区,离声源的距离在61~64km左右,夏季离声源最近,春、冬季较远;会聚区宽度上,夏季最宽为10km,春季最窄为4.6km;会聚区增益分布特点与会聚区宽度刚好相反,春季最大为14.6dB,夏季最小为8.5dB。     

关于黑潮延伸体海域水体的三维热结构时-空变化特征研究

基于西北太平洋Argo数据资料,利用参数化方法,从Argo温盐剖面数据中提取出一系列特征动力参数,定量分析黑潮延伸体海域水体的三维热结构的时-空变化特征、季节变化特征及其与地形和环流的关系。结果表明:黑潮延伸体海域水体的海表面温度存在着明显的冬春弱,夏秋强的季节变化特征,冬季平均海表面温度为15℃,夏季则达到了27℃;混合层深度在春季和夏季都较深,在180 m左右,秋冬较浅,在17 m左右,在水平方向上混合层深度有较强的梯度;温跃层春、夏、秋、冬4季的平均温度表现出明显的南北差异,夏季南部海域平均温度为14℃左右,北部海域较低为5℃左右;季节性温跃层深度大约在100 m左右;黑潮延伸体海域水体的温跃层底部最大深度在800 m左右;黑潮延伸体主体海域中心位置冬天在36°N左右,夏天大约移到34°N。     

2013年南沙群岛海域温跃层的季节变化及形成机理

利用调查数据及遥感数据揭示了2013年南沙群岛海域温跃层的季节变化特征,温跃层上界深度平均值春、夏、冬季基本一致,介于45~47 m之间,秋季最大,达60 m;温跃层厚度平均值夏、秋、冬季基本一致,介于85~87 m之间,春季相对较小,为78 m。温跃层强度平均值春、夏、秋、冬季几乎一致,介于0.13~0.15℃/m之间。调查海域温跃层上界深度季节变化的形成机理为:春季西深东浅的原因是西部受净热通量较小、大风速、负的风应力旋度以及中南半岛东部外海的中尺度暖涡和反气旋环流共同作用,东部近岸海域净热通量高值、风速相对较小及风应力旋度引起的Ekman抽吸效应共同控制;夏季深度分布较均匀的原因是10°N以北风致涡动混合强但受Ekman抽吸影响,10°N以南风致涡动混合弱但风应力旋度为负值;秋季深度较其他季节平均加深15 m的原因是南沙群岛海域被暖涡占据,暖涡引起的反气旋式环流使得温跃层上界深度被海水辐聚下压;冬季正的风应力旋度产生的Ekman抽吸和冷涡引起的气旋式环流共同作用,使得温跃层上界深度较秋季平均抬升15 m。     

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。     

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。     

千岛湖水温垂直分层的空间分布及其影响因素

湖泊热力分层及热力循环深刻影响深水湖泊生态系统。随着全球气候变暖,湖泊热力过程会发生显著变化。作为深水水库型湖泊,千岛湖的热力过程与水环境的变化紧密相连,为了分析千岛湖水体水温、湖泊热力分层参数(温跃层深度、厚度和强度)的分布,探讨温跃层深度与水温、水体透明度以及水深之间的关系,本文根据2014年7月份与2015年5月份对千岛湖全湖60个采样点的水体理化指标的垂向分布调查数据,计算得到千岛湖热力分层参数,进而分析其时空分布特征及主要影响因素。结果表明,千岛湖水体水温垂直分布呈现正温分布,春夏季全湖范围内均存在不同程度的温度分层现象,温跃层深度、厚度和强度均从上游河口向下游敞水区逐步增大,这种空间变化的趋势在7月份比5月份更显著。水温、透明度和水深是影响温跃层深度的主要因素。夏季湖泊热力分层稳定期温跃层深度与表层水温(0—2m)存在显著负相关关系,与透明度和水深存在正相关关系。     

渤海表层悬沙分布季节变化特征与控制因子的数值研究

针对整个渤海海域悬浮泥沙季节变化及其影响机制的数值研究相对缺乏且机制尚不清晰,基于ROMS三维海洋模型对渤海海域水动力环境与悬沙分布开展数值模拟。模拟结果显示,渤海海峡环流终年“北进南出”,夏季环流明显强于冬季,并呈现外围逆时针环、内部顺时针环的“双环”结构。渤海中部海域在夏季存在明显的温跃层现象,其强度分布与等深线较为一致,温跃层在4月开始形成,7月最强。渤海表层悬沙分布具有显著的季节变化,冬季悬沙浓度最大,秋季次之,春季再次之,夏季最小。控制悬沙浓度的波流底切应力在秋冬季节较大,春夏相对较小,且流致切应力始终在波流切应力中占主导地位。秦皇岛海域悬沙浓度常年偏低的主要原因是位于M2无潮点附近,属于弱潮流区,底层流速相对较小,底部沉积物发生再悬浮概率较小。夏季温跃层的存在在一定程度上减小了底边界层流速,增大了流速的垂向梯度,对底部悬浮泥沙的向上扩散有明显的抑制作用。因此,温跃层的存在是造成夏季表层悬沙浓度最低的重要原因。     

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。     

中国近海海水透明度分布特征与季节变化

统计了2006—2007年中国近海环境调查的透明度数据,绘制了中国近海4个季节的透明度分布图,分析了透明度的分布特征及季节变化。结果表明,水深和入海径流对中国近海透明度分布影响最大。总体上,除长江口等重要河口区外,透明度等值线分布趋势基本与等深线一致,即近岸浅水区透明度最小,外海深水区透明度最大。由渤海至南海,透明度有不断增大的趋势。统计表明,冬季透明度最小,夏季透明度最大。从透明度分布特征上看,长江口及其以东海域随季节的变化最为显著。而从透明度值变化上看,渤海海域随季节的变化最为显著。与历史数据对比,渤海、长江口以东海域及海南岛以西海域透明度值的观测结果明显减小。     

深水盆地油气勘探新领域

全球海域深水区已成为油气增长的新领域。根据国内外深水油气勘探概况和我国深水盆地的油气地质条件认为，我国海域珠江口盆地珠二坳陷、琼东南盆地中央坳陷、潮汕坳陷及台西南盆地深水区、南海西南海域深水区和冲绳海槽盆地是我国海域深水盆地油气勘探的远景区。     

东海南部陆架水体2011年夏季温盐结构及其对台湾暖流和黑潮入侵的指示

利用2011年7月5个断面共30个站位的温盐深(CTD)测量资料,分析东海南部陆架水体的温盐结构和温跃层特征,探讨黑潮和台湾暖流对东海陆架水文状况的影响。结果显示,本区广泛存在着浅部温跃层和深部温跃层。浅部温跃层分布于20 m水深以内,跃层强度普遍较弱,具有明显的日内生消变化。深部温跃层分布于中、外陆架和台湾海峡。在中、外陆架的深水区,跃层底界深度约80 m,跃层厚度约10 m;跃层强度大,约为0.8℃/m,且较为稳定。在台湾海峡北部,温跃层分布于水深14～30 m,跃层厚度6～10 m,跃层强度偏弱,为0.2～0.5℃/m。在温跃层附近,由于上、下层水团温度、盐度的差异,其混合过程常出现盐指现象。在东海陆架90～110 m等深线之间,深部温跃层之下盘踞着一个深层冷水团,水温为16.8～17.6℃。黑潮水的入侵,使得外陆架温跃层强度减弱至0.2～0.5℃/m;同时,跃层层位上升,厚度加大。温跃层强度可以作为指示黑潮入侵的灵敏指标。当夏季深部温跃层强度低于0.6℃/m,同时伴随跃层厚度加大时,可判别为黑潮入侵。本区夏季黑潮锋可以到达110 m等深线附近。在中陆架50～80 m等深线之间,深部温跃层的消失,说明台湾暖流的强烈影响遍及整个水柱;而从南向北,台湾暖流的影响逐渐减弱。台湾海峡北部深层水温度较低,平均值为22.52℃,要比东海南部中陆架深层水低3℃,这可能意味着台湾暖流深层水主要源于黑潮分支的加入。     

台湾海峡西部海域温、盐度分布特征

本文分析了台湾海峡西部海域水温、盐度分布特征,结果表明:本海区温、盐度分布具有明显的季节性变化。冬季浙闽沿岸水南下,可影响到广东南澳,流经台湾岛北部的黑潮分支在东北风作用下,转向西南可影响到海潭岛东部远岸区,该季节温、盐度低,垂直分布均匀。夏季经由巴士海峡来的黑潮水进入本海区,温、盐度普遍升至最高,近岸区海水层化现象明显,海区中部水平分布均匀。南日岛至海潭岛北部近岸区和古雷头东部远岸区各有一个上升流区,南澳岛至台湾浅滩有一个宽约半个纬距的西北-东南向的高温低盐带。     

南沙群岛海域混合层深度季节变化特征

基于南沙群岛海域综合科学考察11个航次的实测资料,研究了南沙群岛海域的混合层深度季节变化特征。研究结果表明,南沙群岛海域混合层深度存在明显的季节变化,并且与季风和海表热通量的变化密切相关。春季,风速较小且风向不稳定,海面得到的净热通量全年最大,上层水体层结稳定,混合层深度较小;夏季,南海西南季风盛行,上层为反气旋式环流,海面得到的净热通量减少,混合层呈加深的趋势;秋季,海面净热通量继续减少,混合层深度达到最大值;冬季,东北季风驱动下形成的上层气旋式环流引起深层冷水的上升,限制了混合层的加深。     

基于Argo、XBT数据的苏拉威西海温盐特征分析

综合利用Argo温、盐度观测剖面资料,以及中国南极科学考察时沿途获取的XBT温度剖面,分析探讨了苏拉威西海域(117°E—127°E,0°—8°N)上表层温度和盐度的气候态分布和变化特征。结果表明,苏拉威西海域的温度范围约为2.5℃～30℃,盐度约为33.2‰～35.1‰。与垂向变化相比,温、盐度水平梯度均较小,温度随深度的增加逐渐降低,而盐度则呈现先增后减再增,两低一高的分布特征。整个海域表层呈现出高温低盐的分布特征,次表层温度稍有降低,盐度增加,中层则表现为高温高盐,500 m以深区域温、盐度趋于均匀,底层呈现低温高盐的特性。50～150 m深度处,存在明显的温跃层,夏季(7—9月)跃层深度小于90 m,冬季(1—3月)跃层深度平均约为110 m,而4月份的观测剖面表现出的温跃层深度明显比11月份深,苏拉威西海域中部的温跃层相对也较深。     

台湾海峡西部海域温、盐度跃层初步分析

本文根据1984—1985年台湾海峡西部海域海洋综合调查的实测资料,描述和分析了本海区温、盐度跃层的强度、深度和厚度的分布特征。结果表明,温、盐跃层具有明显季节变化,其强度分布为海区南部大,北部小;夏季大,冬季小。温跃层最大强度可达1.5℃/m,盐跃层为0.8左右。在几个强跃层区内,温跃层的强度主要取决于海水上、下层水系的性质,盐跃层的强度,主要取决于江河入海流量的大小,同时与沿岸流亦关系密切。     

南黄海冷水团海域溶解氧和叶绿素最大现象值及营养盐累积的季节演变

基于2006-2007年在南黄海冷水团海域开展的4个季度月的调查资料, 重点研究了该海域溶解氧(DO)、叶绿素a(Chl a)最大值现象和营养盐累积的季节演变规律。结果表明:春至秋季黄海冷水团海域DO和Chl a最大值层深度具有先加深后变浅的趋势, 出现最大值层的海域面积呈现出先增大后缩小的变化过程, DO和Chl a最大值层的深度及面积在夏季均达到最大, 至冬季DO和Chl a最大值现象消失;夏季冷水团海域深水区DO最大值处的氧含量整体高于春季, 而冷水团边界附近氧最大值处的氧含量整体低于春季;春至秋季冷水域深水区次表层Chl a最大值处的Chl a含量先降低后升高, 于夏季时最低, 入秋后开始升高, 而一年四季中冷水域边界附近Chl a最大值处的Chl a含量却在夏季时最高, 而且显著高于深水区。黄海冷水团海域的底层营养盐储库具有一定的空间异质性, 冷水域底层通常分别在深水区和西部边界处存在营养盐高值核心, 其中位于深水区的高值核心位置季节变化不明显, 而位于冷水域西部边界附近的高值核心位置则呈现出自春季至夏季向西移动、入秋后又向东部移动的季节变化特征。水文物理因素和生物化学过程对DO、Chl a最大值及营养盐储库的季节演变具有重要的调控作用。