杭州湾二维潮波计算及底质分布的动力成因

考虑到杭州湾较浅,面积大而地形变化不剧烈,沉积物粘性差且其输运方式主要是悬移,我们假定其单位体积水体内的砂量是达到动态平衡的,故采用《平衡输砂原理》的Bagnold公式计算了沉积物的输运量,并用净输运量的散度来表征湾内沉积物的冲淤区域的分布。所得结果与实测结果基本相符。从而为今后在类似的河口湾中进行沉积物冲淤预测提供了依据和手段。在潮波计算中本文采用了Gray提出的一种与Simpson求积公式相结合的等参有限元方法,避免了复杂的数值求积计算。对二维潮波计算中出现的短波扰动则采用了适当的平滑手段,计算结果与实测相比,符合的程度较高。     

东海黑潮与琉球群岛以东海流半诊断计算

利用“长风丸”调查船在1987年9～10月期间得到的水文资料,对东海黑潮与琉球群岛以东海流进行了半诊断计算.本计算分为两个阶段,第一阶段是诊断的,第二阶段取诊断计算结果作为初始值,进行半诊断计算,即调整阶段.计算表明,当T=30～40d时,密度场与速度场等已被调整,即得到了半诊断计算的解.比较诊断与半诊断的两个计算结果,在定性上它们是基本一致的,但在定量上存在一些重要差别,例如以下几点:(1)由于诊断计算采用了平滑后的资料,两支西边界流,即黑潮及琉球群岛以东西边界流(简称“琉球海流”)的流速计算值都偏低.而通过调整后的半诊断计算,这两支西边界流的流速都加强;(2)半诊断计算密度场等已被调整到与海底地形等相适应.例如东海黑潮流速的最大值为101cm/s,出现在东海海区南部最大的地形坡度处,而诊断计算,由于资料平滑,没有得到这样的结果;(3)在琉球群岛以东海域,在最近岛屿处600m以浅水层,诊断计算结果出现了南向流,这也是由于资料平滑所致.然而,半诊断计算结果在此处出现了北向流,这与观测结果是一致的.这些计算结果都表明,当采用平滑后的资料时,应用半诊断模式计算海流,更为适宜.     

陆坡附近锋面的稳定性

本文用二维的半地转模式研究了陆坡附近锋面(坡折锋、西边界锋)的稳定性及不稳定机制。指出:锋面的稳定性与锋面结构有关,下层厚度的增加使得a_i(扰动生长率)减小。对坡折锋地形变陡a_i略有所增,这与Flagg和Beardsley的说法相反[1],扰动为斜压不稳定。对上层位涡均匀的西边界锋,其实际地形下的a_i只有平底时的1/7,扰动为正压不稳定,这与背景流场的强水平剪切有关。对于双曲正切结构锋,得到了与实际相一致的相速(～0.5m/s),扰动为斜压不稳定。圆顶结构锋的a_i及相速几乎不随波长而变,扰动为斜压不稳定。     

黄河三角洲岸线变迁对莱州湾流场和对虾早期栖息地的影响

用高分辨率的三维陆架海模式对黄河三角洲岸线变迁前后渤海流场进行了数值模拟,探讨了环流对对虾卵子和幼体的输运作用.结果表明,三角洲岸线变迁只对黄河口附近环流,尤其是莱州湾流场有较大的影响,而对其他区域的环流影响很小.三角洲岸线变迁前,莱州湾主要呈一反气旋环流,水体从莱州湾的东部进入,在湾内呈顺时针方向运动,从湾的西北部流出.目前,受三角洲岸线外伸的影响,在黄河口出现一对显著的岬角旋涡对,东南部的流场与岸线变迁相反,为顺着岸流出湾外.这些环流主要是潮与局部地形相互作用所致.风和斜压作用会影响环流的强弱,但其分布格局相似.三角洲岸线变迁前,对虾的卵子和幼体受环流的输运,被带至莱州湾的西部近岸,与历史上的对虾早期栖息地相吻合.三角洲岸线变迁后,位于西北部的对虾的卵子和幼体被黄河口南部的岬角旋涡捕陷于流涡内,而位于东南部的对虾的卵子和幼体则被捕陷于刁龙嘴附近的流涡中,不利于对虾仔幼在莱州湾生长.研究结果从一个侧面说明了近年来莱州湾对虾早期栖息地逐渐消失的原因.     

南海的黑潮分离流环

黑潮与南海的相互作用是海洋学研究中一个悬而未决的课题。黑潮在离开吕宋岛跨越巴士、巴林塘等海峡（以下依习惯简称吕宋海峡）时作用于南海。虽然以往对黑潮通过日宋海峡侵入南海东北部有过若干研究，但未曾有过黑潮分离涡旋进入南海的观测报道。在1994年9月初，我们在南海东北部人陡坡外首次捕获一反气旋型的黑潮分离流环，本文报道此次观测结果。该流环为中心位于21°N，117.5°，直径约150km，垂直尺度超过1000m的反气旋；其外形沿大陆坡拉长，呈卵圆型。地转计算和ADCP直接测量均表明其近表层流速接近lms-1.流环中水温高于周围海水，密度则偏低，因而该中尺度涡属暖流环类（wormcorering）。T－S特性分析表明流环内海水特性不同于周围，次表层高盐核盐度高出四周，中层低盐核盐度则低于四周，说明该流环应源于黑潮。观测期间在巴士、巴林塘等海峡似有另一流环正在形成过程中。     

黄海冷水团的环流结构

运用定性分析和数值模拟，对黄海冷水团的环流结构进行了探讨，结果表明黄海冷水团的垂向环流结构为双环结构：跃层以上区为中心上升，边缘下降的弱环流;跃层以下区为中心下降，边缘上升的强环流；在冷水团的中心区域，流动很弱，且无穿越温跃层的垂向流动。同时也对以往有关黄海冷水团垂向环流结构的工作进行了讨论。     

东中国海陆架环流的单层模式

对于东中国海的环流概况(参看图1),总的来说东中国海的海流是由来自黑潮及其分支、(台湾暖流、黄海暖流)和中国沿岸流两个系统所组成的.关于东中国海海流的研究,国内外已有不少学者做了工作.     

南黄海西北部夏季潮锋的观测和分析

根据2001-2004年逐年6月多学科综合调查资料和同期NASA的MODIS/Terra卫星遥感SST资料,对南黄海西北部夏季潮锋的不连续分布现象做了分析;并通过三维潮流数值模式计算Simpson-Hunter参数(以下简称S-H参数)分布,对不连续分布的形成机制做了讨论.层化季节南黄海西北部的苏北浅滩-海州湾外侧和山东半岛东部的成山头-石岛外海存在显著潮锋现象,而在两海域之间、青岛以东的山东半岛南部121°~122°E的近岸海域无显著潮锋持续存在;较高分辨率的潮流数值模拟的结果表明潮锋的不连续性分布主要是由潮混合和地形的共同作用而形成.潮锋不连续处海域潮混合较弱,层化现象更为显著.南黄海西北部底层锋形态较为显著,位于通过潮流模式计算的Simpson-Hunter参数1.8~2.4之间,与2.2等值线分布较为一致;表层锋则在海州湾外侧和石岛沿岸海域较为明显.潮锋不连续的分布特征对该海域的生态环境造成一定的影响,叶绿素a、中华哲水蚤、鳀鱼卵子等的数量分布都在潮锋显著的苏北浅滩-海州湾外侧和成山头-石岛外海海域形成较为密集的分布.     

中国气候与环境演变评估（Ⅰ）：中国气候与环境变化及未来趋势

近百年来,全球气候正经历着一次以变暖为主要特征的显著变化,全球气候与环境的重大变化对中国的气候与环境演变也产生了重大影响。来自气候、环境、海洋和经济社会科学等领域的百余位专家和学者对中国气候与环境的演变及其对自然生态系统和社会经济部门的影响进行了评估,在此基础上,提出了适应和减缓气候变化的对策。本文主要阐述在全球气候变化背景下中国气候与环境的演变,并对未来气候变化的趋势做出了预测。