2006年夏季琼东、粤西沿岸上升流研究

利用2006年夏季广东、海南、广西近海的海洋水文调查资料和卫星遥感QuikSCAT风场资料分析琼东、粤西沿岸上升流的空间结构特征, 探讨风场、风应力旋度对上升流的影响以及上升流区水温、海流、海平面对上升流的响应。结果表明:琼东、粤西沿岸上升流区并非相互独立, 从10 m层以下已经连成一片。琼东沿岸上升流主要由夏季西南季风驱动而产生, 风应力旋度也有一定贡献。琼东沿岸上升流的强度比粤西强。琼东沿岸海域的上层海水(18 m以浅)以离岸运动为主, 中下层海水以向岸运动为主。上层的离岸流速大于中下层的向岸流速。琼东沿岸的上升流现象是间歇性的, 与沿岸风速强弱有关。琼东沿岸海域海平面的升降与上升流的强弱有良好的关系, 上升流的强弱滞后于海平面的升降约1～2 d。     

南海上升流研究概述

本文对近40a来南海上升流研究结果进行了概述，重点介绍了南海北部陆架区上升流的时空分布特征，及其消长和形成机制等研究成果．这些研究成果揭示上升沈是整个南海北部陆架区夏季的普遍现象，具有南海海盆的空间尺度．引起南海北部陆架区夏季上升流存在的动力因素是盛行的西南季风．该上升流在空间和时间上的分布是不均一的，海南岛东北和闽、粤边界海域是上升流中心区；台湾浅滩周围的上升流呈多元结构，各上升流区海水的理化性质存在看明显差异；在粤东，上升流的影响可达沿海港湾内部，并支配看这些港湾的夏季水文条件．南海除了在其北部陆架区存在看夏季上升流外，夏季在越南东部沿岸和冬季在吕宋岛沿岸均存在看上升流。     

琼东上升流和越南沿岸上升流对超强厄尔尼诺事件响应的对比分析

利用海表温度(SST)、海面高度(SSH)、风场、热通量等数据,比较分析琼东上升流和越南沿岸上升流对1998年和2016年两次超强厄尔尼诺事件的响应。结果发现,两个上升流对同一厄尔尼诺事件的响应以及同一上升流区对两次厄尔尼诺事件的响应均不同。1998年夏季,琼东海域风场异常利于上升流发展,上升流增强,越南沿岸风场异常不利于上升流发展,上升流减弱;2016年夏季,两个上升流区均为利于上升流的风场异常,但琼东沿岸冷水区却大幅缩小,SST明显升高,越南沿岸冷水区变化不大,但总体温度也升高。这表明,除风场外,琼东和越南沿岸上升流还受其他过程影响。海洋动力过程分析发现,同一时间同一上升流区的海表温度异常(SSTA)变化与海面高度异常(SSHA)变化最为一致。1998年夏季,琼东的负SSHA和越南以东的正SSHA均与风场异常作用一致,从而琼东上升流增强,越南沿岸上升流减弱。2016年夏季,琼东和越南以东均为正SSHA,抵消了利于上升流的风场异常,使得琼东和越南沿岸上升流减弱。同一时间不同海区相比,风应力旋度异常对琼东上升流SSTA影响更大,SSHA和沿岸风应力异常则对越南沿岸上升流影响更明显。海面高度异常表征的中尺度涡和风场异常(尤其是沿岸风应力异常和风应力旋度异常)是超强厄尔尼诺后沿岸上升流变化的重要影响因素。     

琼东上升流的年际变化及长期变化趋势

全球变暖背景下沿岸上升流的年际变化是近年来的研究热点。本文基于1982—2012年的海表面温度和风场资料,分析了琼东上升流的强度和中心位置的年际变化规律以及沿岸风应力及其旋度的作用。结果显示,近30年来,琼东上升流强度总体减弱,相比于沿岸风应力,其变化与减弱的局地风应力旋度相关性更高;琼东上升流强中心位置最大概率发生在19.2°—19.3°N,与最大风应力旋度位置接近,且存在北移趋势。琼东上升流强度和位置的年际变化还存在周期约3年、5年和10年的本征模态,以3年周期变化为主。局地风应力旋度在琼东上升流的年际变化中发挥了重要作用。     

粤东陆架区夏季的上升流

本文根据水温、盐度和溶解氧含量等要素的历史资料分析了南海北部粤东陆架区夏季的上升流现象。结果表明,上升运动的深层高盐、低温冷水使该海区夏季中、下层及近岸水温下降,盐度上升,溶解氧含量相对减少。上升流中心位于广东汕头外海,中心附近上升流明显强化,本海域上升流存在空间上的不一致性和明显的年度间变化。     

1998年冬季南海环流的三维结构

利用1998年11月28日至12月27日南海的调查资料,采用三维海流诊断模式,计算了冬季南海三维海流,所得结果如下:(1)冬季南海环流系统方面:1)南海北部,在吕宋西北海域分别存在一个气旋式、反气旋式涡.2)南海中部,在越南近岸存在较强的、南向的西边界射流.其以东海域出现较强的气旋式环流.南海中部东侧海域存在一个较弱的反气旋式环流.3)南海南部,一般流速较弱.在112°E以西受反气旋式环流所控制,加里曼丹岛西北海域存在气旋性环流.由于受调查海域所限,这两个环流只部分出现.(2)上述环流系统与200 m层水平温度、密度分布对应较好.(3)南海冬季环流垂向速度分布方面:1)表层,南海北部,在吕宋西北为范围较大的上升流海区.而在东沙群岛附近海域出现了下降流.海南岛以南及东南海域也存在下降流.南海中部,越南以东海域出现范围较大的下降流,其以东为上升流海域,而在巴拉望岛西北海域又出现下降流.南海南部,基本上被上升流海域所控制.2)次表层与表层不同,例如在次表层,海南岛东南部海域出现上升流.中层和深层垂向速度分布与次表层相似.(4)关于南海垂向速度分量分布的动力原因:在表层,风应力旋度场起着主要作用;在次表层,β效应与斜压场相互作用是重要的动力因子,而风应力旋度场和β效应与正压场相互作用也有一定影响;在南海中部等区域的中层以及在南海的深层,主要受B效应与斜压场相互作用和B效应与正压场相互作用的共同作用.     

海南岛以东外海的暖涡

本文对出现的海南岛以东外海的暖涡及其形成机制作了简略的回顾及分析，认为这个暖涡是常常出现在这区域的，其存在与南海北部的西向流在遇到陆架－陆坡海域作反气旋式偏转而延伸为南海暖流有关；同时当南海暖流流向东北作反气旋式弯曲时，在暖流右侧也会出现暖涡。暖涡冬季较弱，夏季当海南岛东岸在西南风作用下出现上升流时会得到加强。     

海南岛以东外海的暖涡

本文对出现在海南岛以东外海的暖涡及其形成机制作了简略的回顾及分析，认为这个暖涡是常常出现在这区域的，其存在与南海北部的西向流在遇到陆架—陆坡海域作反气旋式偏转而延伸为南海暖流有关；同时当南海暖流流向东北作反气旋式弯曲时，在暖流右侧也会出现暖涡。暖涡冬季较弱，夏季当海南岛东岸在西南风作用下出现上升流时会得到加强。     

2006年夏季珠江冲淡水扩展及生态响应

根据珠江口及其附近海域2006年夏季(7-8月)航次的调查资料,发现珠江冲淡水同时向粤西和粤东扩展,最东可扩展至红海湾中部海域,向西最远可扩展至阳江海陵岛东侧,在西南季风的Ekman驱动下,向外海扩展至21.2°N,冲淡水产生的羽状锋十分明显,大致位于10m水深之上;在陆架区存在上升流;在高栏列岛及担杆列岛东南海域分别存在孤立低盐水团;表层浊度、叶绿素a、溶解氧的间分布形态表明其输运路径受珠江冲淡水扩展路径的影响,叶绿素a高浓度区对应溶解氧高浓度区,其高浓度区分别位于上下川岛海域和万山群岛海域.     

南海西北部陆架区沿岸流和上升流对中华哲水蚤分布的影响

中华哲水蚤(Calanus sinicus)是广泛分布于西北太平洋大陆架水域的浮游桡足类,在海洋生态系统的物质循环和能量流动中具有重要作用。根据2006年7月至2007年10月4个季节使用网目孔径为0.505mm的浮游生物网采集的样品,分析了南海西北部陆架区中华哲水蚤的水平、季节和昼夜垂直分布以及与季风、海流和温度的关系。中华哲水蚤丰度季节变化显著,整个调查海域春季的平均达(22.30±77.78)个/m3,夏季的降低,平均为(13.74±45.10)个/m3,秋季消失,冬季调查期间仍未出现。中华哲水蚤的区域分布差异十分显著,将调查海域划分为粤西近海、琼东近海、粤西-琼东外海三个亚区,在粤西近海亚区春、夏季中华哲水蚤的平均丰度分别为(115.63±145.93),(68.12±84.00)个/m3,远高于另外两个亚区。夏季琼东沿岸上升流区的中华哲水蚤没有昼夜垂直移动行为,呈底层分布,以躲避表层高温的伤害。南海西北部陆架区是中华哲水蚤的季节分布区,冬春季东北季风期间由广东沿岸流从东海沿岸携带而来,出现的时间从北往南逐渐推迟;夏季西南季风期间雷州半岛东部近海的冷涡和琼东沿岸上升流区成为中华哲水蚤度夏的避难所;秋季季风转换时期上升流减弱或消失,中华哲水蚤因耐受不了高温(>27℃)死亡而消失。因此,中华哲水蚤对东北季风时期的沿岸流和西南季风时期的上升流均具有良好的指示作用。