南海北部波浪特征分析

利用南海北部近海区域(20°36.298′N,110°45.433′E)于2012年至2013年的波浪实测资料,统计分析了其波浪特征,为海洋工程建设和波浪能利用提供基本波浪参数。统计结果表明,南海北部年平均有效波高为1.2m,周年平均十分之一部分大波波高为1.5m,年平均周期4.0s,周年最大平均有效波高为4.97m,周年最大平均十分之一部分大波波高为7.34m,常浪向为E向,次常浪向为ENE向。强浪向为E向,次强浪向为ESE向。     

杭州湾北部实测波浪特征

为了解杭州湾北部波浪特性,利用杭州湾北部一年实测波浪资料,统计分析该地区的波参数变化特征,运用回归分析获得波参数之间的相关关系,并用谱参数及波谱形态分析了实测波浪频谱的变化特性。结果表明,与杭州湾南部海域波浪特性明显不同之处是热带气旋对本观测水域波浪的影响强度大于冬季季风的影响强度,较大波浪主要由热带气旋引起,并且路径相似的热带气旋在杭州湾南、北部测点引起的最大波浪其参数较为接近。研究水域常浪向分布在东东北至东南向,强浪向主要分布在东东北方向。研究成果可为河口海湾相关工程的设计建造和沿海防灾减灾提供重要参考。     

南海北部海底地质灾害因素

海底地质灾害对海洋工程造成的损失是巨大的,它制约着海洋资源的开发。根据大量的地球物理和工程地质调查资料,分析了南海北部海底地质灾害的类型、成因及其分布特征。     

台风过境前后南海北部水体浮游有孔虫群落变化

通过2008年8月南海北部浮游有孔虫拖网调查,对12号台风“鹦鹉”过境前后南海北部水体中的活体浮游有孔虫群落进行了对比分析,结合海洋环境参数,初步探讨了台风对水体浮游有孔虫群落分布的影响,以增加对浮游有孔虫群落的环境生态的了解,为古环境重建积累基础资料.结果显示,台风过境后的浮游有孔虫丰度较台风来临前有明显降低,优势属种Globigerinoides sacculifer的相对百分含量在台风过境后有明显的降低,而生活在次表层水体中的Globigerina calida和Globigerinella aequilateralis的相对百分含量则在台风过境后明显上升.研究认为台风过境造成的水体垂直混合增强可能是导致浮游有孔虫群落变化的主要因素.     

南海北部油气盆地的地质特征

南海北部大陆架发育的珠江口盆地、莺歌海盆地、北部湾盆地属大陆边缘的被动盆地.盆地的演化经历了断陷、拗陷和整体沉降三个发育阶段,早第三纪为断陷充填的陆相沉积;晚第三纪为拗陷的封闭海至广海的海相沉积.主要生油层为下第三系陆相地层,储集层除下第三系地层外,上第三系海相碳酸盐岩、生物礁体和生物滩以及三角洲前缘砂体.     

夏季南海北部微型浮游动物群落

根据2014年8月至9月于珠江口至南海中部断面(18°00'~22°00'N,114°00'~116°00'E)的南海北部海域进行采样调查,并进行了微型浮游动物群落分析。共发现微型浮游动物142种,隶属于2门44属,其中砂壳纤毛虫28属78种,占所有发现物种数的54.93%;寡毛类纤毛虫14属59种,占所有发现物种数的41.55%。优势类群为:拟卡金斯急游虫(Strombidium paracalkinsi)、具沟急游虫(Strombidium sulcatum)、维尔伯特急游虫(Strombidium wilberti)和无节幼体(nauplii)。调查区微型浮游动物的丰度介于11.43~959.35 ind/L之间,平均值为264.99 ind/L。微型浮游动物垂直分布总体特点是密集区位于50 m水层,50 m水层之下丰度逐渐减少。表层微型浮游动物丰度高值区位于J5-I1站位之间。断面的香农-威纳指数范围在0.92~4.18之间,平均值为2.77;均匀度指数在0.63~1之间,平均值为0.87。应用典范对应分析(CCA)发现温度和盐度是影响微型浮游动物群落的重要因素。通过对连续追踪站位的调查发现,上层水体微型浮游动物群落丰度随着时间而发生一定的变化,下层水体相对较平缓。微型浮游动物昼夜的垂直丰度变化与叶绿素浓度昼夜变化大致相符。     

南海北部上层海洋变化的定点观测分析

对南海季风试验(CSMEX)加密观测期(IOP)“实验3”号船在南海北部获得的CTD温盐和声学多普勒流速剖面仪(ADCP)海流等观测资料进行分析,给出东沙群岛西南部大陆坡附近IOP两个阶段定点观测的海洋分量部分结果,通过分析海水的动力、热力学结构,描述夏季风暴发、维持期间该测站上层海洋的变化,讨论近表面水的温度、盐度和海流对海面风场的响应.     

2009 年夏季南海北部的浮游植物群落

根据2009 年8 月份对南海北部(18°～22°N, 110°～117°E)水域22 个采水站位的调查, 分析夏季调查区浮游植物的群落结构特征。通过Uterm?hl 方法共鉴定出浮游植物5 门60 属109 种(不包括未定种),群落组成以硅藻为主, 其次是甲藻。浮游植物生态类群以广温广布型种为主, 调查区的优势种为柔弱伪菱形藻Pseudo-nitzschia delicatissma, 菱形海线藻Thalassionema nitzschioides, 颗粒直链藻Melosiragrannulata, 尖刺伪菱形藻Pseudo-nitzschia pungens, 矮小短棘藻Detonula pumila, 原多甲藻Protoperidinium sp., 以及冰河拟星杆藻Asterionopsis glacialis。调查区细胞丰度介于0.009×10³个/L到249.930×10³个/L, 平均8.197×10³个/L。南海北部表层浮游植物细胞丰度由近岸向外海逐渐降低,高值区位于珠江口附近以及南部水域, 甲藻在广东沿岸附近出现高值。调查区浮游植物丰度在垂直方向随着水深的增加而递减。Shannon-Wiener 多样性指数和Pielou 均匀度指数在珠江口南部和广东沿岸站位出现低值区, 群落结构稳定性较差。     

南海灾害性波浪基本特征研究

本文基于1991-2016年全球卫星高度计融合数据对南海灾害性波浪基本特征进行了分析,根据灾害性波浪诱发天气类型不同,将其分为"台风浪"和"非台风浪"。依此主线,对两类波浪在南海不同海域的特征进行了研究,并提出了用于定量研究两类波浪强度关系的台风浪权重系数（W）,得到了两类波浪在南海相对强弱关系的分布规律,量化研究了南海灾害性波浪的特征。本文以卫星高度计波高数据为样本进行了极值分析,得到了南海重现期波浪要素整体分布规律,研究发现W值大小与广义极值曲线类型显著相关。     

用实测波浪数据确定JONSWAP谱参数

本文给出应用实测波浪数据确定JONSWAP谱参数的方法，若Hs,Tz,Tc分别为实的有效波高，平均上跨零线周期，平均峰－峰周期并令y=Tz/Tc，本文导出求解谱参数γ值的方程f（γ，y）＝0。根据这个方程的解并应用最小二乘法，γ作为y的函数的表达式可写为（对于2.54≤γ≤15.34及1.6≤y≤1.79）。     

Analysis of kinematic parameters of Internal Solitary Waves in the Northern South China Sea

The monthly climatology of observed temperature and salinity from the U.S. Navy Generalized Digital Environment Model (GDEM-Version 3.0) is used to derive the geographical and seasonal distribution of kinematic parameters of nonlinear internal waves in the Northern South China Sea (NSCS). Coefficients of the Generalized Extended Korteweg-de Vries Equation (GEKdV) with a background current are investigated (phase speed, dispersion, quadratic and cubic nonlinearity parameters, normalizing factor). These parameters are used to evaluate the possible polarities, shapes of internal solitary waves, their limiting amplitudes and propagation speed. We show that the long wave phase speed and dispersion parameters mainly depend on topography characteristics and have no obvious seasonal variation. The nonlinear parameters and normalizing factor are sensitive to variations in the density stratification and topography. Background current also exerts the distinct effects on the kinematic parameters; especially the nonlinear parameter can change by an order of magnitude. The nonlinear parameters take on larger values in the summer (July), and linear internal waves are prone to become steeper and develop into large-amplitude internal solitary waves under such circumstances. This explains why nonlinear internal solitary waves occur more frequently in summer. From the kinematic viewpoint, the dispersion parameter takes on larger values in the Pacific Ocean (PO) due to deeper water depth when compared with that in the NSCS. The stronger dispersion effect in the PO hinders the formation of large amplitude internal solitary waves, explaining why nonlinear internal solitary waves are rarely found to the east of the Luzon Strait. Large near-bottom velocities dominate the shallow area and tend to increase in the warm season. The largest values are induced by internal solitary waves, indicating that internal waves are the major drivers of sediment re-suspension and erosion processes.     

2009年夏季南海北部的网采浮游植物群落

本文报道2009年夏季(7月19日～8月16日)在南海北部海域(18°N～22°30＇ N,109°30＇E～120°30＇ E)33个站位网采浮游植物的分析结果.经初步鉴定,共发现浮游植物4门54属180种(含变形及变种),其中硅藻门35属93种;甲藻门17属84种;金藻门1属1种;蓝藻门1属2种.浮游植物平均细胞丰度为6.02×104 cells·m3,呈现近岸区域高于远岸区域的平面分布格局.其中硅藻在细胞丰度上占有优势,其次为甲藻.调查区浮游植物的生态类型多为热带暖水性类群和广布性类群,部分大洋性物种.优势种为菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)、笔尖形根管藻(Rhizosolenia styliformis)、双凹梯形藻(Climacodium biconcavum)、距端假管藻(Pseudosolenia calcar-avis)和伏氏海线藻(Thalassionema frauenfeldiinfeldii).固氮蓝藻铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebautii)在调查海域广泛分布,主要集中在海南岛东部以北近岸和吕宋海峡海域,以E601站最多,高达1.06×107 cells·m-3,部分站位也有少数红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum)的分布.调查区浮游植物多样性程度较高,与细胞丰度平面上呈相嵌分布,仅在近岸出现低值.     

南海北部非线性内波的特征研究及生成模拟

海洋内波由于其对海洋资源、海洋军事和工程的重要性而成为海洋学中的前沿课题。文中基于SAR遥感数据,结合KDV方程和Bragg散射机制反演内波波速、半振幅宽度、深度和振幅等动力学参数。对南海北部的非线性内波进行案例研究,由吕宋海峡传来的内波遇到东沙岛发生破裂,一部分继续向西传播,另一部分向西北沿等深线垂直方向传播。波向作为一个重要指标可以有效反映内波传播变化特征,文中以方向谱模型计算同一潮周期内内波传播的方向变化,并验证了180°方向模糊问题是可以解决的。同时内波传播将次表层海水和叶绿素从下层抬升,叶绿素浓度最高值达到0.35 mg/m~3,随着内波传播在0.08~0.35 mg/m~3范围内波动并逐渐趋于背景浓度值。研究使用海底地形与潮流数值合成的OTIS(Oregon State University Tidal Inversion Software)模型对南海北部大陆架区域的内波进行生成模拟,结果表明:当暖水流经吕宋海峡进入南海北部,body forcing1.5 m~2/s~2的海域能够激发内波的生成,其中兰屿岛和恒春半岛等海底山脊起到了关键作用。     

南海长周期波的传播计算

基于Sverdrup-Munk有效波理论，选取了1990－2000年间的南海水文气象资料，阐述了南海涌浪传播的特性和规律，并建立了南海涌浪的计算公式，计算结果表明计算值与实测值无系统偏差。     

南海北部及巴士海峡附近的水团分析

为解释黑潮水进入南海的方式 ,通过对 2 0 0 2年 5月 2 9日～ 6月 6日在南海及巴士海峡附近太平洋海域观测所得的资料进行水团分析 ,以四边形水团定量分析方法得到各水团在海区内的分布状况 ,同时分析了温度、盐度、密度和溶解氧的分布 ,并对在相同深度层次上的南海水和黑潮水性质进行了比较。观测海域的水团分为表层水团 (SW ) ,次表层水团 (SSW ) ,中层水团 (IW )和深层水团 (DW ) ,分别处于 0～ 5 0m ,5 0～ 3 0 0m ,40 0～ 10 0 0m ,10 0 0m以深。黑潮水进入南海 ,但是势力较弱 ,未能越过 119.5°E深入南海。     

南海北部陆架区内波的演变与耗散机制

海洋是多尺度强迫-耗散系统,机械能主要在大尺度输入,在小尺度耗散。在大、中尺度运动的能量向小尺度湍流传递过程中,内波扮演着重要角色。内波的生成和破碎可打破海洋动力平衡,而在陆架区,内波（主要是内孤立波）的浅化演变与耗散则是驱动湍流混合的关键过程。通过长期的理论、观测与数值模拟研究,目前已认识到内波浅化过程中主要发生如下演变：波形调制、极性转变、裂变、破碎与耗散。相较于直接发生破碎,浅化演变过程中的裂变及其引发的剪切不稳定和对流不稳定是内孤立波在陆架区的主要耗散机制,显著调制陆架区的跃层混合。从能量串级的角度讲,内孤立波浅化裂变为动力不稳定的高频内波是潮能串级的重要通道。本文简要回顾南海北部陆架区内波的研究历史,并着重总结内波在陆架区演变与耗散机制的研究进展。     

利用drifter资料分析南海北部涡旋特征

利用卫星跟踪的drifter表面漂流浮标轨迹资料,对南海北部的涡旋特征进行了时空分布统计分析,特别是卫星高度计资料无法分辨出的次级中尺度涡旋的特征,并初步分析了其动力机理。研究发现南海北部半径小于10km的次级涡旋要占所有涡旋的绝大部分,涡旋平均半径可达11.7km,反气旋涡数量与气旋涡数量之比约为2.6∶1。研究结果可为未来在南海布放drifter浮标提供技术参考。     

南海北部内波活动下的声速剖面重构方法研究

在内波条件下,水声信道稳定性变差,声速剖面的重构具有一定难度。与其他方法相比,经验正交分解法优点在于能用少量参数进行重构,而不需要引入大量的参数。利用南海北部陆坡测量的温度链数据,采用经验正交分解法对声速剖面进行重构。结果表明:在内波剧烈的南海北部海域,通过经验正交分解法重构声速剖面具有可行性,其前3个模态累计贡献率达到96.7%。分析样本的周期覆盖率对重构结果的影响后发现,当样本覆盖完整的海洋潮汐活动周期时,基于EOF分析对本组声速剖面的重构均方根误差小于1.1 m/s,重构声速剖面结果理想;而当采集的样本不能覆盖完整周期时,误差较大。     

南海东北部C型内孤立波的观测与分析

基于布放在南海东北部陆坡海域的5套潜标观测到的内孤立波波列数据和孤立波扰动KdV(PKdV)理论,研究内孤立波在趋浅陆架上的传播特征。得出如下结果:1)观测到的内孤立波属于C型内孤立波,即平均重现周期为(23.41±0.31)h。2)内孤立波在西传爬坡过程中,其振幅表现为先增大后减小再增大,与该海域温跃层深度的变化趋势一致;由观测数据和理论计算得到的孤立波振幅增长率(SAGR)数值接近,表明该海域的内孤立波的振幅变化可以采用由孤立波PKdV方程导出的趋浅温跃层理论来描述。3)随着水深变浅,内孤立波传播方向向北偏移,传播速度减小,即在A,B和D站位,传播方向分别为279°,296°和301°,偏转角度达22°;传播速度分别为2.36,2.23和1.47 m/s,减小38%。     

Deep-Water Bottom Current Research in the Northern South China Sea

This article discusses an effective way to study deep-water current activity with the sedimentary features of seabed sediments. In the paper, we have processed a seismic survey line crossing the Northwest sub-basin of the South China Sea (SCS). In the seismic profile, we can clearly distinguish the contourite sediment waves and find the erosion scope formed by the deep-water bottom current. Combining the analytic result of piston cores sediments in the research area, we can conclude that the deep-water current is the contour current. It enters the SCS through the narrow Bashi Channel and then it flows to the southwest direction along the isobaths of Dongsha uplift and Southern uplift, but there isn't direct evidence to explain that bottom current flows to the direction of the deep-sea basin. The conclusion confirms former speculation about the passage of deep-water current and provides an important foundation to construct the whole structure of deep-water circulation for the SCS.