南海中部海域障碍层特征及其形成机制

南海中部海域(10°~19°N,108°~122°E)存在显著的季节变化的障碍层.障碍层发生概率夏季最大(52.8%),秋季次之(41.0%),春季最小(10.5%).夏季(2000年8~9月)障碍层最显著,平均厚度约为14.2m;除114°E以东、吕宋岛以西海域为障碍层的多发区外,中南半岛东南海域(12°~14°N,110°~114°E)也存在显著的障碍层;春季(1998年4~6月)和秋季(1998年12月)障碍层平均厚度分别为6.8和11.2m,障碍层多位于114°E以东、吕宋岛以西海域.此外,吕宋岛以西海域(12°~16°N,116°~120°E)及中沙和西沙群岛附近(16°~18°N,110°~116°E)海域障碍层年发生几率超过20%,相对而言,其他海域障碍层年发生几率偏小.降水机制和层结机制分别是南海中部海域春、夏季和秋季障碍层形成的主要原因.其中,降水机制及东南向的Ekman平流较好的解释了春、夏季吕宋岛以西附近海域成为障碍层多发区的原因;此外,强降水是夏季中南半岛东南海域(12°~14°N,110°~114°E)障碍层产生的关键,反气旋涡(暖涡)有助于形成更强的障碍层,上升流对障碍层的影响有待进一步研究.     

孟加拉湾海表盐度变化特征的卫星遥感应用研究

本文利用2011年8月至2014年3月Aquarius卫星盐度产品结合Argo等实测盐度资料,探讨了孟加拉湾海表盐度的季节及年际变化特征。结果显示,Aquarius与Argo盐度呈显著线性正相关,总体较Argo盐度值低,偏差为-0.13,其中在孟加拉湾北部海域负偏差值比南部海域更大,分别为-0.28和-0.10。Aquarius卫星与Argo浮标在表层盐度观测深度上的差别是造成此系统偏差的主因。Aquarius盐度资料清晰显示了孟加拉湾海表盐度具有明显的季节变化特征,包括阿拉伯海高盐水的入侵引起湾南部海域盐度的变化以及湾北部淡水羽分布范围的季节性迁移等主要特征。此外,分析还揭示了2011(2012)年春季整个湾内出现异常高盐(低盐)现象。研究表明,2010(2011)年湾北部夏季降雨减少(增加)导致该海域海水盐度偏高(偏低),并通过表层环流向南输运引起次年春季湾内表层盐度出现异常高盐(低盐)现象,春季风应力旋度正(负)距平通过影响盐度垂直混合过程对同期表层盐度异常高盐(低盐)变化也有影响。     

阿拉伯海上层海温的双峰特征

利用全球海洋Argo网格数据集、SODA月平均海洋数据集和CCMP风场数据,通过EOF分析,揭示了阿拉伯海5、50、100、200 m层海温全年2次增温、2次降温的双峰变化特征.结果表明,5 m层温度变化双峰信号出现在第一模态,其方差贡献率为75.79%,该信号主要受风场、太阳辐射及风生环流影响;50 m层温度变化双峰信号出现在第三模态,其方差贡献率为11.95%,该信号主要受风生环流影响;100 m层温度变化双峰信号出现在第一模态和第三模态,其中第一模态方差贡献率为52.03%,第三模态方差贡献率为9.55%.由100 m层第一模态可知,100 m层温度变化幅度最大、变化范围最广,是由于100 m层处于海洋温度变化最为剧烈的温跃层中.100 m层海温变化主要受风应力旋度(方向:向上为正)影响,风应力旋度为负时,大气对海洋的强迫导致局地海水辐合,温跃层加深,100 m层部分海域温度升高;风应力旋度为正时,大气对海洋的抽吸导致局地海水辐散,海洋深处的冷水上升,100 m层部分海域温度降低.     

东北季风期台湾海峡的逆温现象

利用2006-2008年3个航次水文资料,结合日本海洋数据中心(JODC)的历史温度数据分析了东北季风期台湾海峡的逆温现象。结果显示,除台湾浅滩及海峡西岸浅水区外,几乎整个台湾海峡皆有逆温现象。逆温幅度和发生频率在海峡西部较高,海峡东部及粤东近海较低。逆温层上界深度春季较秋、冬季深,逆温频发区(发生频率大于60%)随着季节南北向移动,秋季频发区的最南端位于厦门近海,冬季扩展至台湾浅滩北部,春季回退至平潭近海。分析表明,浙闽沿岸水随季节南北向伸缩导致了逆温频发区的同步移动。除了季节变化外,逆温现象在2006年和2007年冬季有显著差异,2006年逆温仅出现在海峡西部近岸海域,2007年扩展至海峡东部且向南伸至粤东近岸,浙闽沿岸水的横向伸缩是造成此差异的主因。     

2006年夏季福建近海台风风暴潮特征分析

根据2006年夏季福建沿岸4个海洋观测站和福建近海5个潜标水位观测站的水位观测资料,分析了在4个热带气旋影响下的福建近海风暴潮特征．结果表明：福建沿岸海域的台风风暴潮大小不完全取决于台风强弱,与大风半径关系密切．若台风大风区覆盖整个台湾海峡,福建沿岸海域增水都较大,比如0604号强热带风暴“碧利斯”的大风区较大,由其引起厦门海洋观测站的最大增水高度达114em．0608号超强台风“桑美”和0609号强热带风暴“宝霞”双台风的大风区都比较小,由其引起的各测站增水相对也较小,增水高度最大的厦门海洋观测站只有52em．比较福建近海潜标水位观测站及其附近的海洋观测站采用11点（11h）滑动平均后的最大增水可知,福建近海潜标观测站台风增水高度（22～46cm）比沿岸海洋观测站的台风增水高度（62—73em）小40％左右．这表明台风增水有个向岸堆积的过程,即测站离岸越远,台风增水高度就越小．位于热带气旋（0605号台风“格关”）行进路径右侧的测站增水较大（平潭海洋观测站极值增水高度为49em,崇武海洋观测站极值增水高度为55em）,位于热带风暴行进路径左侧的测站增水较小（东山海洋观测站极值增水高度为45cm）．通过对0604号强热带风暴“碧利斯”引起的各测站增水滤除高频振荡后,福建沿岸海洋观测站最大增水高度从大到小依次为崇武站（74orfl）、平潭站（73em）、厦门站（68om）、东山站（62cm）,可见距离热带风暴中心越近（距离热带风暴中心从近到远依次为平潭、崇武、厦门、东山海洋观测站）,增水高度越大,反之,增水高度越小．台湾海峡地形和福建沿岸海域地形容易出现双（多）增水峰现象．通过对各测站台风增水时间序列进行最大熵谱分析可知,热带气旋容易引起福建沿岸和近海各测站台风增水出现周期为12．0h的振荡．     

粤东及闽南近岸上升流对局地风场变化的响应

本文利用2010年6-7月的实测温盐、水位、海流等资料,结合风场数据,讨论了在台风影响较小的情况下,粤东及闽南近岸上升流对局地风场变化的响应特征,主要结论如下:（1）谱分析结果显示,沿岸风、水位、海流、近底层水温均具有3.5～4.0 d、5.0～5.5 d、8.3～9.0 d的波动周期,沿岸风的变化引起上升流强度在3～9 d周期上的波动;（2）上升流对局地风场变化的响应过程如下:利于上升流产生的局地风场发生变化时,沿岸风作用下产生的Ekman输运促使的上升流区水位的下降幅度发生改变,随即向岸方向的压强梯度力也发生变化,进而导致沿岸流及近底层向岸流的增强或减弱,而近底层向岸流强度的改变又会引起近底层水温的变化;（3）相关分析及交叉谱分析的结果表明,沿岸风的变化将在3 d以内影响上升流区近底层水温。以34 m向岸流代表近底层向岸流,则“沿岸风-水位-近底层向岸流-近底层水温”这一过程的响应时间依次为24 h、7 h、27 h左右。     

港湾三维水动力和污染物扩散数值模型

本文提出一种浅海三维污染物扩散数值模拟的方法。首先建立σ坐标系下的Navier-Stoker方程及物质扩散方程。基于过程分裂法将前者分解为外模式（二维方程组）及内模式（三维方程组）；并且引入窄缝法对变边界进行模拟，由此建立三维σ坐标潮流模型；并找到σ坐标系下三维污染物扩散方程的差分方法，最后建立三维σ坐标污染物扩散模型。本模型已被应用于厦门海域，并对其2002年海水水质（CODCr值增量)进行了预测。应用结果表明，这种三维可变边界污染物扩散数值模型能够较好地对具有较大面积浅海滩涂的海区进行水质模拟和预测。     

1998年夏季季风爆发前后南海环流的多涡特征

利用南海季风实验（SCSMEX－IOP1、IOP2）期间（1998年4月底－7月初）所获得的温盐深（CTD）、声学多普勒流速剖面仪（ADCP）资料及TOPEX／POSEIDON卫星高度计遥感资料，分析了南海表层、1．0MPa层和3．0MPa层得力势异常场的分布格局，探讨了夏季季风爆发前后南海的环流特征。结果表明：在夏季季风爆发前（IOP1期间）南海北部以气旋试流动为主，并在此气旋式环流的东部镶嵌着一个较小的反气旋型涡；南海中部和南部以反气旋式流动为主，其中越南以东海域存在着两个南北对峙分布的反气旋型涡，在它们的东侧伴随一气旋型涡。季风爆发后（IPO2期间），南海北部仍然以气旋式流动为主，黑潮水越过巴士海峡南北中线，一部分可能入侵南海北部，另一部分向东北折回黑潮主干；南海中部和南部仍以反气旋式流动为主，越南以东海域北部的反气旋型涡消失，但南西的反气旋型涡加强，与IOP1类似，仍伴随着一个气旋型涡。总体而方，强流区出现在巴士海峡西北侧和南海西部（尤其是越东南东沿岸），南海东部和东南部为弱流区。     

2001年冬春转换期间南海东北部水文和环流特征

根据2001年3月份南海东北部航次调查温、盐资料,分析了2001年冬末春初南海东北部温、盐结构和环流的特征.分析结果表明:观测期间南海东北部环流主要受一次海盆尺度气旋型冷环流支配,冷环流呈现双核结构,垂向尺度接近1000 m.吕宋海峡内侧断面的水交换在600 m以浅海水流入南海,在断面南部(20°N以南)中层和深层有流出,断面法向地转流向西净输运量为6.9×106m3/s;直接的黑潮入侵不超过120.5°E,但有部分的黑潮水沿陆坡达到台湾岛西南部海域,并更有一部分逸入东沙岛以西海域,与南海水混合变性.     

Annual variation of sea surface height, dynamic topography and circulation in the South China Sea —— A TOPEX/Poseidon satellite altimetry study

The South China Sea (SCS) is a semi-enclosed deep basin with complex topography includ-ing broad continental shelves, steep slopes, and a large deep basin. It is dominated by prevailing southwest monsoon in summer and by much stronger northeast monsoon in…