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.     

2006年9月南海北部表层温盐场的走航观测

通过2006年9月南海北部开放航次的走航观测,得到了该海区多个断面的表层温度、盐度分布曲线.QuikScat海面风场资料显示观测期间处于西南季风向东北季风的转换阶段,走航观测所得的温、盐资料显示出在这一季风转换的特殊阶段该海区表层的水文特征.珠江口冲淡水的扩散范围在季风转向前后有显著的变化,低盐的冲淡水在西南季风阶段向珠江口外海区的东南方延伸较远,而在东北季风阶段则受珠江径流量、南海北部表层环流等因素的影响收缩至珠江口附近.闽南近岸和台湾浅滩南部表层具有低温高盐特征,但CTD资料表明台湾浅滩区域存在上升流,结合风场资料,可证实观测期间此处的上升流由海流-地形因素所造成.     

闽江冲淡水扩展范围的季节变化特征

利用2006～2007年春、夏、冬季3个航次的CTD资料分析闽江冲淡水扩展范围季节变化特征.通过分析闽江口及邻近海域温度、盐度的平面、垂直分布特征,结果表明:闽江冲淡水的扩展范围具有明显的季节变化.春季由于闽江口附近受到闽浙沿岸流的影响,冲淡水的扩展范围难以确定,但从盐度分布情况不难看到闽江口表层被盐度低于25的具有明显冲淡水特征的水体覆盖.夏季闽江口被温度高于27℃、盐度低于25的冲淡水覆盖,冲淡水前沿向东北扩展至罗源湾、三沙湾.冬季闽江径流减弱,闽江口主要受到闽浙沿岸水的影响,基本看不到闽江冲淡水的痕迹.春季、夏季闽江冲淡水明显的影响闽江口时,闽江口附近海域被25盐度等值线包围,25盐度等值线可作为闽江口明显受冲淡水影响的指征.     

珠江冲淡水季节变化及动力成因

依据珠江口及其附近海域2006-2007年4个航次的CTD资料,分析珠江冲淡水的扩展形态和垂向结构,结果表明:表层冲淡水仅在夏季同时向粤西和粤东扩展,其余季节以西向扩展为主,而底层冲淡水全年向西扩展;冲淡水的主体部分大致位于10 m水深之上,但最大厚度在秋季可以超过20 m水深。通过结合同期风、海流、潮汐资料分析发现径流和风是控制冲淡水扩展范围和垂向结构的关键因子,夏季珠江冲淡水的范围最广,其次是春季,冬季最窄;夏季西南季风有利于其向东及向外海扩展,东北季风驱使珠江冲淡水向西扩展并制约冲淡水向外海扩散;粤西的水位梯度全年都驱动沿岸流向西流,而粤东的水位梯度仅在夏季有利于珠江冲淡水东向扩散,相应的粤东沿岸流在夏季指向东北,其余季节均指向西南。     

夏季珠江冲淡水扩散路径分析

利用1978~1988年国家海洋局南海分局南海北部断面调查获得的盐度资料,分析了珠江口附近海域盐度的时空分布特征,描述了夏季珠江冲淡水的扩散路径。通过统计分析相应时间段的风场、平均海平面高度、珠江径流以及陆地降水等资料,讨论了影响珠江冲淡水扩散的主要因子。我们发现:夏季珠江冲淡水扩散方向与南风强度(频率和平均风速)、近岸海面月平均高度以及径流强度的关系极为密切,如果西南季风强盛,珠江冲淡水向东扩散就多;如果近岸海面高度显著增高,珠江冲淡水向西流动就特别强。     

1999年和2009年夏季珠江口环境要素的对比与分析

对1999年和2009年夏季珠江口的温、盐、溶解氧、叶绿素和径流量等数据进行分析。结果表明,由于1999年航次期间珠江较大的径流量,1999年冲淡水的扩展范围要大于2009年。1999年夏季珠江口水体存在较强的盐度层结,而2009年夏季受较小的珠江径流量和热带风暴浪卡的共同作用,水体盐度层结较弱,0—5m层水体垂向混合良好。两年夏季珠江口表层溶解氧(DO)的分布较为相似,而底层溶解氧的分布则有显著差异,主要表现在河口西岸浅滩区和河口口门外。1999年河口西岸浅滩区DO小于3mg.L-1,河口口门外DO在4—5mg.L-1之间,2009年河口西岸浅滩DO大于5mg.L-1,河口口门外DO小于3mg.L-1。1999年夏季伶仃洋海域内较强的盐度层结是其底层出现低氧环境的主要原因,2009年夏季强化的垂向混合使得表底层溶解氧得到了及时交换,阻碍了西岸浅滩区底层低氧环境的出现,而盐度层化和浪卡带来的浮游生物的耗氧作用可能是口门外底层出现低氧环境的原因。     

西南季风不同阶段南海北部珠江口外断面水文调查分析

根据2000年7月及2001年5月南海北部珠江口外断面CTD调查资料、同期气象资料,并结合该海域历史资料,对调查断面珠江冲淡水扩展范围、跃层变动情况及上升流特征进行了分析,观察到对应于夏季西南季风的不同阶段,调查断面跃层分布与珠江冲淡水影响范围均发生明显变动,升降流的影响也呈现出不同特征：(1)西南季风较强时,断面陆架区上表层受冲淡水影响明显,海区的层化结构明显加强;(2)西南季风较强时．调查断面出现上升流和下降流。研究结果表明：(1)局地风应力与热通量的变化控制了调查断面跃层或混合层的温度和深度的变化,影响着珠江冲淡水的扩展范围,西南季风较强时珠江冲淡水扩展范围变大,调查断面跃层或混合层强度变大,深度变深;(2)夏季西南季风强时调查断面存在上升流,其形成机制为风产生的离岸水体Ekman输运的补偿效应,底地形的变化虽然也造成较弱的外海次表层水涌升,但可能只是加强了上升的速度或强度;(3)夏季西南季风强时调查断面上存在上升流区与下降流区毗邻的现象,下降流成因可能有二,一为近岸流和陆坡流呈相反方向运动形成弱的反气旋涡,二为“上升与下降因相互水体补充的需要而共生”。     

基于高精度海洋动力模型的珠江口羽状流季节和年际变化规律研究

基于高精度海洋动力模型FVCOM (finite-volume community ocean model), 模拟分析了1999—2010年珠江口羽状流的季节和年际变化规律, 并结合经验正交函数(empirical orthogonal function, EOF)分析探讨了影响珠江口羽状流扩展变化的主要动力因子。采用模拟时段内的现场观测数据对多年模拟结果进行验证, 结果表明模型具有较高的精度, 能够较好地模拟珠江口羽状流的扩展变化规律。模拟结果显示, 珠江口羽状流存在显著的季节变化。夏季, 受大径流和西南风的影响, 羽状流的扩展呈现双向特征, 即粤西沿岸扩展和粤东离岸扩展同时存在, 扩展范围最大; 冬季, 径流衰减为最小值, 风场转变为强烈的东北风, 羽状流被紧紧挤压在西岸, 形成狭窄的条带状, 扩展范围最小; 春、秋两季属于过渡季节, 羽状流扩展情况类似, 均表现为沿岸向粤西扩展。年际变化层面, 夏季羽状流的年际变化最为显著, 呈现粤东扩展占优型、近似对称型和粤西扩展占优型三种形态; 春季羽状流的年际变化次之, 羽状流的差异主要体现在珠江口和粤西海域; 秋、冬两季羽状流的年际变化较小, 尤以冬季最小。EOF分析的第一模态可以解释整体变化的91.2%, 反映了径流量对珠江口羽状流的影响; 第二模态可以解释整体变化的4.1%, 反映了盛行风对珠江口羽状流的影响。     

春季长江冲淡水在口门外海域逐月变化及其影响因素分析

利用2015年4、5、6月在长江口外开展综合海洋调查获取的实测数据,分析春季口门外海域长江冲淡水（Changjiang diluted water,CDW）时空分布特征及扩散过程,并结合同期的多源环境观测数据,探讨各环境动力因素对春季长江冲淡水分布的影响,深化对冲淡水在口门外海域扩展及其动态变化的认识。观测结果显示,2015年春季长江冲淡水的扩散范围逐月增大,主体最远可到达123°E以东海域,其逐月变化主要受控于口外水文气象环境。长江径流量大小决定了冲淡水出口门后的分布范围以及表层水盐度,风向则控制冲淡水的扩展态势。在风场与径流的共同作用下,春季口门外海域长江冲淡水的扩散呈现三种模式：4月份的顺岸南下型（冬季型）、5月份的东北转向型（过渡型）和6月份的东南-东北双向分支型（夏季型）。春季台湾暖流深层水已到达长江口外海域,与表层冲淡水层相互作用较弱,但随着上升流的逐月增强,其与上层低盐冲淡水之间的跃层效应愈发显著,一方面抑制长江冲淡水的向下扩展,同时上升流的涌升也减薄了冲淡水的厚度。再悬浮泥沙向上扩散的厚度显示出春季潮混合过程难以影响至表层,但在大潮情况下,水位波动变化更为剧烈,使外海高盐海水向陆上溯更远,导致5月份12250E断面的水体盐度整体相对较高。     

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。     

A model study of influence of circulation on the pollutant transport in the Zhujiang River Estuary and adjacent coastal waters

A tracer model with random diffusion coupled to the hydrodynamic model for the Zhujiang River Estuary (Pearl River Estuary, PRE) is to examine the effect of circulations on the transport of completely conservative pollutants. It is focused on answering the following questions: (1) What role does the estuarine plume front in the winter play in affecting the pollutants transport and its distribution in the PRE ? (2) What effect do the coastal currents driven by the monsoon have on the pollutants transport? The tracer experiment results show that: (1) the pollutant transport paths strongly depend on the circulation structures and plume frontal dynamics of the PRE and coastal waters; (2) during the summer when a southwesterly monsoon prevails, the pollutants from the four easterly river inlets and those from the bottom layer of offshore stations will greatly influence the water quality in Hong Kong waters, however, the pollutants released from the four westerly river-inlets will seldom affect the water quality of Hong Kong waters due to their transport away from Hong Kong; (3) during the winter when a northeasterly monsoon prevails, all pollutants released from the eight river gates will be laterally transported seaward inside the estuary and transport westward in the coastal waters along the river plume frontal zone. However, pollutants released from the surface layer of offshore stations near or east of the Dangan Channel will be carried into the coastal waters of Hong Kong by the landward component of the westward coastal current driven by the winter northeasterly monsoon. But the pollutants from the bottom layer of the offshore stations will be carried away from the offshore by the bottom flow driven by the northeasterly monsoon. This implies that only surface-released matter from offshore stations will affect the water quality of the coastal waters around Hong Kong during the winter when a northeasterly monsoon prevails.     

A model study of influence of circulation on the pollutant transport in the Zhujiang River Estuary and adjacent coastal waters

A tracer model with random diffusion coupled to the hydrodynamic model for the Zhujiang River Estuary (Pearl River Estuary, PRE) is to examine the effect of circulations on the transport of completely conservative pollutants. It is focused on answering the following questions: (1) What role does the estuarine plume front in the winter play in affecting the pollutants transport and its distribution in the PRE? (2) What effect do the coastal currents driven by the monsoon have on the pollutants transport? The tracer experiment results show that: (1) the pollutant transport paths strongly depend on the circulation structures and plume frontal dynamics of the PRE and coastal waters; (2) during the summer when a southwesterly monsoon prevails, the pollutants from the four easterly river inlets and those from the bottom layer of offshore stations will greatly influence the water quality in Hong Kong waters, however, the pollutants released from the four westerly river-inlets will seldom affect the water quality of Hong Kong waters due to their transport away from Hong Kong; (3) during the winter when a northeasterly monsoon prevails, all pollutants released from the eight river gates will be laterally transported seaward inside the estuary and transport westward in the coastal waters along the river plume frontal zone. However, pollutants released from the surface layer of offshore stations near or east of the Dangan Channel will be carried into the coastal waters of Hong Kong by the landward component of the westward coastal current driven by the winter northeasterly monsoon. But the pollutants from the bottom layer of the offshore stations will be carried away from the offshore by the bottom flow driven by the northeasterly monsoon. This implies that only surface-released matter from offshore stations will affect the water quality of the coastal waters around Hong Kong during the winter when a northeasterly monsoon prevails.     

1998年春夏南海温盐结构及其变化特征

利用1998年5～8月“南海季风试验”期间“科学1”号和“实验3”号科学考察船两个航次CTD资料,分析了1998年南海夏季风暴发前后南海主要断面的温盐结构及其变化特征.观测发现,南海腹地基本被典型的南海水团所控制,但在南海东北部尤其是吕宋海峡附近,表层和次表层水明显受到西太平洋水的影响.季风暴发以后,南海北部表面温度有显著升高,升幅由西向东递减,而南海中部和南部表面温度基本没变,这使得南海北部东西向温度梯度和整个海盆南北向温度梯度均减小.北部断面表层盐度普遍由34以上降低到34以下,混合层均有所发展,是季风暴发后降水和风力加剧的结果.观测期间黑潮水跨越吕宋海峡的迹象明显但变化剧烈.4～5月,黑潮次表层水除在吕宋海峡中北部出现外,在吕宋岛以西亦有发现,表明有部分黑潮水从吕宋海峡南端沿岸向西进而向南进入南海.6～7月,次表层高盐核在吕宋海峡中北部有极大发展,但在吕宋岛以西却明显萎缩;虽然看上去黑潮水以更强的流速进、出南海,但对南海腹地动力热力结构的影响未必更大.一个超过34.55的表层高盐水体于巴拉望附近被发现,似与通过巴拉望两侧水道入侵南海的西太平洋水有关.     

长江河口盐度锋

根据1988－1991年河口锋面现场调查、上海市海岸带调查及历次标准断面调查资料对长江盐度场及盐度锋进行了分析，提出了由口门至外海纵向上存在着三级锋面现象：内侧锋面即长江河口锋为长江河口水与长江冲淡水的界面；羽状锋是长江口羽状流水与口外混合水的界面，它是长江口最主要的盐度锋面，也是长江口一个重要的生物地球化学带，对河口沉积过程及水下三角洲发育具有重要的影响。外侧锋面即海洋锋，是长江冲淡水的最外边缘。     

Response of the cold water mass in the western South China Sea to the wind stress curl associated with the summer monsoon

1Introduction TheSouthChinaSea(SCS)isasemi enclosed tropicalmarginalseawithcomplextopographyand numerousislands(seeFig.1)andtheonlydeep channelbetweentheSCSandtheadjacentPhilippine SeaistheLuzonStrait.TheclimateoftheSCSis controlledbytheEastAsianmonsoonsy…     

黄河冲淡水转向问题的初步探讨

黄河自1976年改道清水沟流路,向东流入菜州湾以来,至1988年10月其大嘴已向莱州湾淤进18.8km(钱意颖等,1992),在科氏力的作用下,黄河入海口门也已转成东南方向。随着黄河口海区的开发利用,国内有关单位对黄河口海区的水文环境作过多次调查(朱兰部等,1994;张经等,1985;孙秉一等,198;Yang Zuosheng et al.,1989),从这些调査资料中我们发现,黄河入海径流和长江口一样,在洪水期冲淡水也有转向东北方向的特点。本文根据1976年黄河改道以来中国科学院海洋研究所有关单位在黄河口海区进行调查的水文资料和利津水文站的黄河径流观测资料,对黄河冲淡水的转向现象及其成因进行初步的分析研究,此研究对深入了解黄河口的水文环境及河口有机物、溶解质、悬浮体的输运特征有重要意义。     

Distribution of whitemouth croaker (Micropogonias furnieri, Desmarest 1823) larvae in the Río de la Plata estuarine front

Whitemouth croaker (Micropogonias furnieri) larvae obtained and hydrographic data collected in the Rio de la Plata estuary (35°S–56°W) between 1987 and 2000 were used to explore the early life stages spatial and temporal distribution patterns and their relation to oceanographic features. The spatial distribution, restricted to a band in the inner part of the estuary, coincided with the bottom salinity front and the maximum turbidity zone (MTZ, turbidity front). Larvae were present during the warmest months (October through May) within a range of 14–24.5 °C temperature and 0.9–33 salinity. A vertically stratified sampling performed in the region where the largest abundance was found (December 2005 and March 2006) was used to test the hypothesis that larvae retention occurs in the bottom salinity front.The vertically stratified sampling showed larvae throughout the water column with high predominance in the river–estuary transition zone. A positive correlation between abundance and the bottom salinity horizontal gradient was found. The size analysis showed that the largest individuals (>10 mm SL), probably undergoing the settlement process, inhabited near the bottom and that the smallest (<10 mm SL) were present in the whole water column. Length distribution along the front showed no trend.Results support the estuarine retention hypothesis of previous studies on whitemouth croaker gravid females, eggs distribution and outcomes from a numerical simulation model. Retention in the salinity front/MTZ would allow larvae to benefit from food accumulation in the region, the high turbidity level provide shelter against predators and retention in the estuary secure closeness to the main nursery ground.     

赤道印度洋中部断面东西水交换的季节变化及其区域差异

采用海洋再分析资料和实测资料研究了热带印度洋中部东西水交换特征。结果表明存在两个相互独立的过程,即北印度洋过程(4°~6°N)和赤道过程(2°S-2°N)。北印度洋过程受季风影响显著,11月至翌年3月冬季风期间表现出很强的低盐水向西输送,5-9月夏季风期间则为高盐水向东输送;由于冬季风期间的输送较强,年平均表现为低盐水向西输送。赤道过程分为表层过程和次表层过程。表层赤道过程受局地风场驱动,有明显的半年周期;4-5月和10-11月的东向流将赤道西印度洋的高盐水向东输送,其余月份相反;向东的输送较强,年平均表现为净高盐水向东输送。在次表层赤道过程没有明显的季节变化,海流全年一致向东,将海盆西部的高盐水向东输送。     

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