我国低纬度海水中O2最大值的初步研究

作者在1985、1986和1987年对南沙海域3个航次的综合调查中发现,20—75m水层中普遍存在着O₂垂直分布中的最大值,最大值的位置在温跃层的下界附近,在叶绿素最大值和光束衰减系数最大值的上方,O₂最大值处同时出现P_CO2最小值及pH最大值,这些现象用已有的关于中高纬度海区海水中O₂垂直分布最大值的理论似难以进行确切的解释. 本文阐明了我国低纬度海区海水中O₂垂直分布最大值是由于内波维持了涡动混合,形成了适合生物生长的环境及生物的成层分布,基于光合作用的结果加上温跃层的阻碍作用而形成O₂最大值.     

南沙群岛海域次表层溶解氧垂直分布最大值的强度特征

分析了“八五”、“九五”国家科技专项南沙群岛海域综合科学考察的现场调查资料,对南沙群岛海域次表层存在的溶解氧垂直分布最大值现象提出了定量表征其强度的方法,并依此法对溶解氧垂直分布最大值强度的特征、季节变化、区域分布等进行了分析。结果表明,南沙群岛海域海水中的溶解氧垂直分布最大值强度在不同的海区、不同的季节表现不同。南沙群岛海区四季均有明显的溶解氧最大值现象出现,就平均值而言,春、夏、冬季次表层溶解氧垂直分布最大值现象较为明显,秋季相对较弱;春季溶解氧垂直分布最大值强度的高值出现在西南部海区和北部的珊瑚礁区,与季风过渡期海水溶解氧主要受生物作用相对应;冬、夏季较高的溶解氧垂直分布最大强度值分别出现在西北部和西部,对应于季风盛行时期的南沙西部沿岸流;夏季出现在东部和南部的低值区又与南沙群岛海区西南季风时期出现的南沙逆流相对应。定量表征的结果与该海区调查研究的分析结果相符合,同时又较好地反映了该海域在季风作用下的物理和生物过程。     

黄海溶解氧垂直分布最大值的数值研究

建立了一个二维断面溶解氧的数值模式,模拟了黄海溶解氧垂直分布最大值的形成和演化过程,并对影响溶解氧垂直分布状况的3种主要过程,即垂直涡动混合、生物活动和海气界面的气体交换进行了数值试验和讨论。结果表明,在增温期,由于温跃层的形成和存在,限制了垂直方向的交换,使跃层下界附近的溶解氧得以保留,同时上层海气交换和下层有机物分解耗氧,从而在跃层附近形成最大值;由于黄海海区的跃层一般都在真光层以内,因此生物产氧可以增加跃层附近氧的含量,进而影响最大值的大小,但对是否形成最大值影响不大;上混合层中的生物产氧大都通过海气界面的气体交换进入大气。海气界面的气体交换速度可以影响上混合层的溶解氧浓度,但对溶解氧最大值影响很小。     

长山群岛海区春季水温垂直结构分析

利用海军大连舰艇学院2006年4月长山群岛海区的CTD调查资料,系统分析了该季节长山群岛海区的温度垂直结构,并探讨了其形成机理。分析指出:4月上、中旬是长山群岛海区季节性温跃层的生成期,群岛东侧和南侧边缘受黄海冷水团形成过程的影响,温跃层的出现概率和跃层强度都远远高于群岛内部;在生成时机上,群岛东侧和南侧边缘海域早于群岛内部水域。中间层和底层海水温度的垂直结构与海流有着很好的相关性,在海洋平流的作用下,海区会产生正跃层、逆跃层、冷中间层、暖中间层等复杂的温度垂直结构。上层海水温度结构主要受海面风场和气温的影响,较强的热辐射和充分的风力搅拌能够加速温跃层的生成。     

海水溶解氧夏季垂直分布中的最大值

海水溶解氧夏季垂直分布中的最大值,如同其最小值一样,为溶解氧垂直分布中的一个突出的现象。它不仅出现在大洋中,而且也存在于浅海。这一现象,不同的研究者所作出的解释是不同的。有认为是生物原因,有认为是物理原因,有的则认为其原因是综合性的。本文试图阐明海水溶解氧夏季垂直分布中最大值的形成机理。一、有关溶解氧最大值形成机理的几种论点     

2000年秋季黄、东海典型海区叶绿素a的时空分布及其粒径组成特征

分析了 2 0 0 0年秋季黄、东海几个典型海区的叶绿素 a调查资料 ,结果表明 :在没有温跃层存在的海区 ,叶绿素 a的垂直分布是均匀的 ,昼夜 (2 4 h)变化的幅度也很小 ,且上、下层不同粒径的浮游植物所含叶绿素 a的比例变化也不大。但在明显存在温跃层的海区中 ,叶绿素 a的垂直变化明显 ,昼夜变化的幅度较大 ,且在温跃层的上、下方显示相反的变化规律 ;不同粒径浮游植物叶绿素 a的比例组成在温跃层上、下方明显不同 ,在温跃层的下方 ,较大粒径 (2～ 2 0μm,>2 0μm)的叶绿素 a所占的比例明显大于其在表层水中所占的比例     

东海海域溶解氧垂直分布最大值的分析研究

本文讨论了１９８７年５～６月东海海域溶解氧垂直分布及其氧最大值分布特征。结果表明，春末在东海北部、中部的中层存在明显的溶解氧垂直分布最大值。氧最大值与冷水同存。本文对氧最大值及垂直结构与冷暖水入侵和温跃层关系进行了初步分析     

与南沙深水区温跃层有关的海水平均温度的分布特征

在确定温跃层三要素（深度（上界深度）、厚度和强度）及测站温度垂直最大梯度的基础上,分别计算了南沙深水测站（水深大于１０００ｍ）在温跃层上界深度范围内的平均温度、温跃层下界渡以下自３００ｍ层至８００ｍ层之间的平均温度。分析表明,在温跃层上界深度范围内,海水平均温度的水平分布明显显示出低温海水自南沙的西北部向东南部缓慢推进之势,似是东北季风驱动的结果。温度垂直梯度越大,它在垂直方向上阻碍上层海水的热量     

秋末南黄海冷水团区溶解氧垂直结构及其最大值的分析研究

南黄海溶解氧垂直分布上的中间高氧层及其最大值是黄海冷水团区的一个突出现象。毛汉礼等(1964)认为：在夏季，凡是黄海冷水盘踞的地方，几乎都有一个中间高氧层，其深度与温跃层有关，大致都在温跃层的下界附近；中间高氧层可作为黄海冷水的一项指标。后来，顾宏堪(1966, 1980)专题讨论了黄海的夏季溶解氧垂直分布中最大值问题。他认为这一最大值主要是由冬季保持而来。但是，由于当时的资料垂向取样间隔大，因而对冷水团区溶解氧的垂直结构及其分布特征等问题没有进行详细的讨论。 本文试图在前人工作的基础上，利用1983年11月中美南黄海环流和沉积动力学联合调查所获取的CTD资料，和与其同步取样(每秒钟抽样一次，深度间隔约在0.3-0.8m之间)的溶解氧资料，对秋末南黄海冷水团区溶解氧垂直结构及其最大值分布特征，以及它们同水系的关系等问题作进一步的分析研究。 调查海区和站位分布如图1所示。由于种种原因，调查海区仅限制在124°30''E以西海域，这对研究上述问题，特别是同水系的关系，带来了一定的困难。     

与南沙深水区温跃层有关的海水平均温度的分布特征

在确定温跃层三要素 (深度 (上界深度 )、厚度和强度 )及测站温度垂直最大梯度的基础上 ,分别计算了南沙深水测站 (水深大于 1 0 0 0m)在温跃层上界深度层范围内的平均温度、在温跃层下界深度以下自 3 0 0m层至 80 0m层之间的平均温度。分析表明 ,在温跃层上界深度范围内 ,海水平均温度的水平分布明显显示出低温海水自南沙的西北部向东南部缓慢推进之势 ,似是东北季风驱动的结果。温度垂直梯度越大 ,它在垂直方向上阻碍上层海水的热量往深层扩散的能力就越强。     

南黄海溶解氧的垂直分布特性

根据中韩黄海水循环动力学合作研究项目1996～1998年对南黄海全海域6个航次的现场调查资料,对南黄海溶解氧的断面分布和垂直分布特征及其季节变化规律进行了系统、全面地研究,并对更半年溶解氧垂直分布最大值的地理分布、强度及与温跃层和生物活动的关系等进行了进一步的探讨.     

南沙群岛海域水体漫衰减系数Kd(490)的特性研究

对南沙群岛海区水体Kd(490）的特性进行了深入分析和探讨,研究结果表明：Kd（490）的垂直分布与同步测量的海水叶绿素a浓度的垂直分布有很强的相关性;Kd（490）的垂直分布反映出该区域海水存在较强的分层现象,研究中还发现上行辐亮度漫衰减系数KL（490）与Kd（490）垂直变化趋势相当一致,但是以二者达到最大值的深度为界,上层水体的KL（490）值稍大于Kd(490）值,在这一深度以下则相反。     

春末黄东海域溶解氧垂直结构及氧最大值初步分析

根据1987年5～6月中日合作对黄东海域进行综合调查的溶解氧资料,讨论了该海区溶解氧垂直结构及氧最大值分布。指出在南黄海北部、中部及东海北部和中部的中层存在明显的溶解氧垂直分布最大值,它总是和冷水同存。并对氧最大值及垂直结构同温跃层及冷暖水之间关系进行了初步分析。     

南沙海区晚上新世海水上层结构变化

对南沙海区水深2772m的ODP1143站100～150m井段共101块沉积样品进行了浮游有孔虫分析,结果表明,从3．27Ma到2．55Ma该区表层海水温度逐步降低,温跃层逐步加深,推测是晚上新世北半球冰盖形成过程中,东亚季风相应加强的结果。与此同时,南沙与南海北部的温跃层深度差值不断加大,可能是西太平洋暖池最终形成或加强的表现。3．2Ma前后,表层海水温度和海水温跃层深度都发生了急剧变化,反映出北半球冰盖和西太平洋暖池的发育可能存在一定的相关性。     

印度洋大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼渔场水温垂直结构的季节变化

为了解印度洋大眼金枪鱼(Thunnus obesus)和黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)主要作业渔场温跃层上界温度、深度和垂直温差时空变化特征,采用2007～2010年Argo温度剖面浮标资料,计算了印度洋大眼金枪鱼、黄鳍金枪鱼主要作业渔场次表层温度和温跃层特征参数.研究认为,温跃层上界深度、温度和10～200 m温差存在明显的季节性变化.5～9月在15°～25°S纬向区域存在一块季节性较深的温跃层上界深度区域;在20°S以南海域,12月至次年4月份温跃层上界深度非常浅;在15°S至赤道纬向区域,尤其是在西部,常年存在一块温跃层较浅的区域.总体而言,温跃层上界深度较深的地方温度相对较低,在2～5月期间,在阿拉伯海东南和孟加拉湾西南形成一块大面积的暖水区;7～9月期间,在15°～25°S,纬向区域因温跃层上界深度较深,从表层至温跃层上界深度温度变化相对较大,温跃层上界温度显著较低.在20°S以南,温跃层上界温度常年都很低.10°S经线方向将水下10 ～200 m垂直温度分成南北两部分,10°S以南部及以北部海区的垂直温差分别大于和小于10℃.分析结果初步揭示了金枪鱼主要作业渔场温跃层上界温度、深度和垂直温差分布特征,为金枪鱼实际生产作业提供理论参考.     

普里兹湾及其毗邻海域溶解氧最大值

作者在１９９０～１９９３年的夏季（１～２月）对南极普里兹湾海域４个航次的综合调查中发现，２５～５０ｍ层中普遍存在着溶解氧垂直分布最大值，其位置在温跃层的下界附近，而温跃层强度分布趋势与溶解氧最大值趋势相类似。作者认为温、密跃层的强弱是产生溶解氧最大值的先决条件。海冰冰况的时空变化是影响溶解氧表层量值的重要因素。     

南海中部海域铵浓度及其与浮游植物的关系

本文根据１９８３年９月至１９８５年１月南海中部海域调查的资料，分析了该海区海水中铵浓度的频率分布，垂直分布特征和次表层铵最大值的形成及其与环境因子的关系。结果表明，铵浓度变化范围在０－２．７１μｍｏｌ／ｄｍ＾３之间，铵含量小于０．５μｍｏｌ／ｄｍ＾３的样品数约为样品总数的７８％，铵最大值出现在表层和次表层机率较大。文中还对该海域表层的铵含量与浮游植物的关系进行了初步探讨。     

黄海、东海颗粒有机碳的分布特征及其影响因子分析

分析研究了2001年春季黄海、东海颗粒有机碳(POC),结果表明POC的浓度为2~3815μg/dm3,其平面分布呈现近岸高、远岸低的特点.海水表层POC浓度与三磷酸腺苷(ATP)呈显著的正相关,这表明2001年真光层POC主要是海洋生物源.对不同海区POC垂直分布的影响因素做了探讨:长江口附近受总悬浮颗粒物浓度的影响,POC呈现表层低、底层高的特征;陆架区POC的垂直分布是生物活动与水文条件(海水混合、层化)等因素共同作用的结果;在离岸较远的深水区,影响POC垂直分布的主要因素是大洋海水的性质.由海区4个周日连续站的观测结果得知黄海区POC的周日变化主要受生物周日活动的影响,而在东海区POC周日变化除了受生物周日活动影响外,还分别受到潮汐作用以及海水水团周日变化等因素的影响.     

渤、黄海每日海面热通量的计算

渤、黄海是三面环陆的半封闭海区，该海区的水平环流较小（一般５～１０ｃｍ／ｓ），温跃层的发展变化主要取决于海面热交换和垂直涡动混合及对流；东海是开阔海区，近岸海区受长江冲淡水影响，深水区有世界著名的黑潮，温跃层除受海面热交换和垂直涡动混合及对流影响外，还受平流影响，中国海最强的温跃层出现于渤、黄海。国内现有的中国海海面热通量计算结果有《渤、黄、东海海面热平衡图集》和《西北太平洋表面热平衡图集》，都是关于月平均的热通量，但计算温跃层的发展变化需要每日的海面热通量。我们依中国科学院海洋研究所气象组提供…     

陆架海区温跃层特征量的一种计算方法--拟阶梯函数逼近法

在中国陆架海区调查获得的CDT资料表明，陆架区的水文要素垂直结构大都可以理想化为三层垂直结构模式：上均匀层、跃层和下均匀层。提出了一种用3条线段构成的拟阶梯函数拟合水文要素垂直剖面的方法，利用最小二乘法求出2个拐点的位置，即温跃层的上界和下界，取2个拐点的联线的斜率作为温跃层强度。对陆架海区各种不同的温度要素垂直结构形态整理归纳，分为正跃层、逆跃层、单方向多跃层和正逆跃层混合4种类型。各种类型均可按照一个或多个拟阶梯函数进行最小二乘拟合来获得温跃层的特征量。