东海黑潮温度锋分布特征研究

采用WOA13气候态季节温度数据,利用绝对梯度法对东海黑潮不同水深海洋锋的季节变化特征进行了分析,得出结论：东海黑潮温度锋具有显著的季节变化特征,它的范围和强度存在多个大值区,不同季节,温度锋的大值区存在于不同深度。在200 m以浅海域,按照冬季、春季、夏季的季节顺序,温度锋的大值区由表层逐渐增加到100 m层处;在200 m以深海域温度锋的大值区没有季节变化,大值区大约出现在400 m层附近。     

东海黑潮温度锋的三维结构特征分析

结合卫星遥感海表温度、三维再分析温度资料和数值模拟结果,研究了东海黑潮温度锋从海表到底层的三维结构特征.结果 表明:东海黑潮海表温度锋在冬季和春季较强,秋季次之,夏季消失.多年平均的东海黑潮海表温度锋区范围主要在70～700m水深区域,温度锋的中心线与黑潮的流轴大致平行,在济州岛以南的黑潮中段区域有北上的分支.受台湾暖...     

春季东海黑潮锋影响强对流的个例分析

利用卫星观测和再分析资料,研究了2018年4月30日东海黑潮海面温度锋(黑潮锋)影响低云突破边界层发展为对流云团,并导致强降水的过程。结果表明：(1)29日12时东海500 hPa上受短波槽控制,低空处于高低压之间的偏南气流中;黑潮锋大气边界层稳定,有利于低云发展。(2)黑潮锋的暖水侧向大气不断输送热量和水汽,稳定性减弱;而冷水侧对大气的冷却作用显著,大气稳定性增加。(3)经过约12 h的调整,黑潮锋通过垂直混合机制强迫表层风速发生变化,在黑潮锋上空形成风速辐合,叠加背景辐合场,导致辐合明显增强。(4)受平流效应影响,黑潮锋上空大气增湿增温,抬升凝结高度降低。(5)潜热释放与低空辐合之间形成正反馈,最终导致对流云团发展,降水强度显著增强。     

东海海洋锋分类的初步探讨

基于笔者近年来对海洋锋的研究，本文初次探讨了东海海洋锋的分类问题。同时，对各类海洋锋的海洋学特征及其形成机理做了分析比较。并给出了各种海洋锋的垂结构模式图。     

初论东海黑潮锋的区域性差异

本文基于历史资料(1934～1988)和近期中、日黑潮合作调查结果分析指出,东海黑潮锋在其三维结构和季节变化等方面皆存在较明显的区域性差异.初步研究表明,地形效应是导致上述差异的主导因素.同时,季风和海面冷却在产生东海黑潮锋的区域性差异中亦起着重要的作用.     

利用诺阿卫星红外信息对东海黑潮表层温度锋的解译

我国开始接收高分辨力的气象卫星图象以来，作者曾对东海及其毗邻海区的卫片进行了分析与研究。现选用了具有季节性代表与有关季节的连续性图象，并对其进行处理、甄别、数理分析与佐证。获得了东海黑潮逐年典型月份表层温度锋解译图与表层温度场模式数据。     

地形斜坡对东海黑潮陆架坡折锋稳定性影响研究

为了研究地形斜坡对东海黑潮陆架坡折锋稳定性的影响,利用简化的线性原始方程,在一定背景流的情况下,主要从增长率、相速度、空间结构和能量方面分析海底地形斜坡变化对坡折锋稳定性的影响。模式结果表明,平底地形时,扰动的强度大且扰动区域广,但有地形斜坡时,扰动区域变窄,强度变弱,地形对坡折锋起稳定性作用。通过能量分析得出东海黑潮陆架坡折锋是正压和斜压的混合不稳定,其中斜压不稳定占主导地位。实验分析得出,地形对东海黑潮陆架坡折锋起稳定作用,斜坡增大,斜压不稳定和正压不稳定均减弱,斜压不稳定减弱更明显。     

基于WOA13数据的东海黑潮主轴温度锋特征分析

利用WOA13(1955-2012年)月平均数据提取东海黑潮主轴温度锋信息,并结合海表面温度、PN断面温度结构的季节变化特征,研究东海黑潮主轴温度在垂直方向和水平方向的季节变化,探讨黑潮主轴温度锋季节变化特征,为开展黑潮相关研究提供基础。结果表明WOA13数据对东海黑潮主轴温度锋信息的提取具有较好的效果;在PN断面上,冬、春季节的流核结构最为明显;在130~170 m深度上,东海黑潮主轴温度锋具有明显的季节变化特征,并且可以明显看到黑潮大弯曲的存在;温度锋在150 m上下的深度对黑潮路径的表征较为合理。     

东海海洋锋的波动及演变特征

本文利用近十年来获得的ＮＯＡＡ卫星红外影像，较为系统地分析了东海海洋锋（黑潮锋、对马暖流锋和浙江沿岸锋）的波动谱特征以及形态的演变。同时还利用浮标测流结果分析了锋面动中的流态。分析结果表明：东海黑潮锋通常存在４－５个折叠波形，其波长平均约２００ｋｍ，波动随黑潮流向东北方向传播，速度约１６ｃｍ／ｓ。浙江沿岸锋的波动多呈锯齿形，其波长较短，波数多。在浙江沿岸锋波动发展过程中，其波长从开始的２０－４０ｋ     

冬季不同背景风场下边界层云对东海黑潮锋的响应个例研究

为探究冬季不同背景风场下黑潮锋影响边界层云的机理,采用高分辨率卫星数据和再分析数据,研究了冬季海面背景风为垂直(西北风)和平行(东北风)东海黑潮海表面温度锋(黑潮锋)条件下,边界层云对黑潮锋的响应。结果表明:背景风垂直黑潮锋情况下,黑潮锋强迫的边界层内次级环流明显,黑潮锋暖水侧海面冷平流强,海气温差增大,海气界面潜热感热通量增大,海气界面不稳定性增大,产生上升运动,云底高度抬升。上升运动在边界层底向南北两侧辐散,在冷水侧产生下沉运动与500 hPa高压下沉叠加,使局地云量明显减少,形成晴空少云区(云洞)。在暖水侧以南的下沉支叠加云顶上的下沉运动和边界层退耦效应共同作用,产生另一个云洞。气压调整机制为次级环流产生的主要原因。背景风平行黑潮锋情况下,海面空气温度平流作用小,暖水侧海气温差较小,虽然海洋仍然加热大气,但海气界面不稳定较弱,湍流增强使云底高度抬升,垂直混合机制为该湍流增强的主要原因。     

东海PN断面黑潮区域声传播数值模拟

利用BELLHOP声学模式模拟东海PN断面黑湖区域的声传播，比较夏季和冬季的接收信号。冬季的声速小于夏季的声速，但是信号到达时间小于夏季的到达时间，分析表明冬季的声速梯度小于夏季声速梯度，声线的海面反射次和海底反射次数小于夏季，声线的路程短，声线路程对到达时间的影响超过声速的影响，于是冬季信号早于夏季到达。     

东海蟹类群落结构特征的研究

依据1998年5月(春季)、8月(夏季)、11月(秋季)和1999年2月(冬季)在东海26°00′—33°00′N、127°00′E以西海域的蟹类资源调查资料,对东海蟹类群落结构的特征进行了定量分析。结果表明,东海蟹类优势种有双斑、银光梭子蟹、细点圆趾蟹、长手隆背蟹、日本、武士、锈斑、三疣梭子蟹、泥脚隆背蟹、锐刺长蟹和纤手梭子蟹。其中银光梭子蟹、细点圆趾蟹、双斑和三疣梭子蟹是东海蟹类的主要优势种。常见种是艾氏牛角蟹、红星梭子蟹、绵蟹、变态、光掌、十一刺栗壳蟹、七刺栗壳蟹、象牙长螯蟹、卷折馒头蟹、直额、武装筐形蟹和显著琼娜蟹。种类组成特征方面,冬、春季蟹类少数优势种的优势性明显,秋季优势度种间差异不明显。种类数比较:东海南部最多(57种),中部次之(45种),北部最少(仅37种);不同季节间,春季最多(57种),其次是夏季(53种),秋、冬季较少(仅49种);水深越深的水域,种类数越多。多样性比较:冬、春、秋3季,从北到南,蟹类多样性逐渐增高,且随着水深加深而增大;夏季不同,水深小于40m的浅海多样性指数最高。东海蟹类共可分为3个生态类群,即广温广盐生态类群、高温广盐生态类群和高温高盐生态类群。     

冬季南黄海浮游动物群落结构及其对黄海暖流的指示

2009年12月和2010年1月对南黄海进行浮游动物采集, 以了解冬季浮游动物群落结构及其对黄海暖流的指示作用。结果表明, 南黄海冬季仍然以温带和暖温带种为主, 中华哲水蚤Calanus sinicus、强壮滨箭虫Aidanosagitta crassa、细足法Themisto gracilipes等温带和暖温带种类在浮游动物数量组成中具有较大优势。与此同时, 一些暖水种在调查海域局部出现。2009年12月暖水种仅分布在南黄海东南部黄海暖流源地附近。位于黄海中部的调查区东侧温盐层化现象明显, 近底层低温、高盐、高营养盐的水文特征体现了黄海冷水团的残留; 2010年1月在35°—36°N区域暖水种种类明显增加, 截平头水蚤Paracandacia truncata、长尾基齿哲水蚤Clausocalanus furcatus出现的位置与暖流路径相吻合, 海洋真刺水蚤Euchaeta rimana数量相比12月有明显向北推进的趋势。主成分分析显示暖水种的分布与温度有良好的相关性。Shannon-Weaver指数、丰富度指数、均匀度指数等没有呈现明显的分布规律, 对黄海暖流的指示作用不如种类明显。     

东海黑潮热核的时空变化

利用美国国家海洋大气管理局2007年发布的全球海域温度数据库资料和美国国家地球物理数据中心2006年发布的海底地形数据库资料,对东海黑潮热核(即高温区)的时空分布进行了分析。结果显示:从表层到250m深,东海黑潮热核的分布区域由表层的靠近中轴线附近逐渐偏向黑潮的东部边缘,分布范围由表层占黑潮流幅的30%以上缩减到250m深度的10%左右,250m以下热核的分布范围和区域再没有明显的变化;从表层到水深200m,从东海黑潮的入口到出口,热核的温度与深度呈下降的趋势,在200m以下呈上升的趋势,2月份上层下降的趋势最明显;热核在台湾东北部和30°N附近进入吐噶喇海峡处均出现明显的转弯点,随着深度的增加热核的转弯点逐渐偏向东南,在台湾东北部200m水深以上热核转弯点分布还存在明显的季节变化。     

南海暖流研究回顾

阐述了南海暖流的发现经过,对进一步的观测实验以及形成机制等方面作了回顾,重点是阐述各学者对南海暖流形面机制的看法,并概括出各学者的观点至少存在着４种较大的差异,期望在今后的进一步研究中将会逐步达到一个合理的共识。     

2011 年春夏季黄、东海浮游植物粒级结构

通过2011年4月和8月利用"科学三号"考察船在黄、东海海域开展的春、夏季综合调查,研究了黄、东海浮游植物粒级结构的分布格局及其时空变动规律,探讨重要环境因子的变动对浮游植物粒级结构的影响。结果表明,春季表层水体中小型、微型和微微型粒级叶绿素a浓度的范围分别为0—4.36、0.02—2.27、0—2.66mg/m3,平均叶绿素a的浓度分别为0.56、0.31和0.14mg/m3,对叶绿素a总量的贡献率分别为55.4%、30.8%和13.8%。夏季表层由大至小3个粒级浮游植物叶绿素a浓度范围分别为:0—6.78、0—2.59、0—0.86mg/m3,平均叶绿素a含量依次为0.50、0.24和0.07mg/m3,对叶绿素a总量的贡献率分别为61.8%、30.1%和8.1%。春季小型浮游植物叶绿素a浓度的垂直分布较为均匀,微型和微微型浮游植物浓度随深度增加呈现逐渐下降趋势。夏季叶绿素a浓度出现明显分层现象,10m层以上小型和微型浮游植物浓度较高,10m层之下浓度迅速降低。微微型浮游植物浓度在不同水层都保持较低水平。受黄、东海不同季节水团影响而引起的温、盐以及营养盐分布格局的变化是影响黄、东海浮游植物粒级结构组成的重要因素。     

层化对东海大陆架潮流垂向结构的影响

利用ADCP对东海大陆架定点(26°30.052′N,122°35.998′E)连续观测6个多月的海流数据进行分析研究,结果表明:层化对该海域潮流的垂向结构有显著影响,层化导致潮流流速、潮流椭圆长轴、椭圆率和倾角在通过密度跃层时发生较大改变。9月份,东海大陆架存在较强的密度跃层,层化加强,海流流速、M2分潮潮流倾角和M2分潮潮流椭圆率在跃层深度以浅随深度显著增大,跃层处达最大,跃层以深随深度迅速减小;2月份,上层海洋混合较强,密度跃层强度最弱,潮流流速、潮流椭圆长轴、椭圆率和倾角在垂向上变化不大。     

入侵南海的黑潮流套及其脱落涡旋

将2003年、2004年和2005年秋、冬季在吕宋海峡投放的卫星跟踪漂流浮标(Argos)资料用于分析黑潮通过吕宋海峡时的流型。结果表明,秋、冬季黑潮表层流存在3种类型:北向型、西向型和流套-涡旋型,后两种入侵南海。统计分析指出吕宋海峡表层流进入流套-涡旋型路径的概率为0.23,黑潮流套的纬向尺度最大达210km,仅发生在恒春海脊西侧的台湾岛西南海域。黑潮流套仅是黑潮流分离的一部分,而非黑潮整体蛇形入侵南海,这与墨西哥湾的蛇形流不一样。在流套内西向流速大于东向流速,这可能是流套西向发展的原因之一,黑潮流套常可演变成脱落涡旋,也可能就地消亡。脱落涡旋以约10cm/s速度西移。     

夏季东海东北部营养盐的分布变化特征

分别于2010年7月和2011年7月,在沿长江冲淡水扩散方向的东海东北部海域进行了典型站点CTD参数的测定和营养盐样品的采集,旨在了解长江不同径流量条件下该区域对长江冲淡水的响应过程及其中营养盐的分布变化特点。结果显示:在长江径流量较大的2010年7月,长江冲淡水(盐度31)在研究区域表层自西向东的扩散范围明显大于径流量较小的2011年7月。而含有高浓度NO_3-N(如15μmol/L)海水扩散范围在两个航次的变化却相反。由于海水层化以及表层浮游植物的吸收,各站表层NO_3-N、SiO_3-Si、PO_4-P等浓度一般较低,温盐跃层和次表层叶绿素最大值层以下其浓度升高并逐渐趋于稳定。2010年7月NH_4-N在研究区域各站贯穿整个深度的浓度明显大于2011年7月。与长江冲淡水和长江口相比,东海东北部水体表层SiO_3-Si/NO_3-N和PO_4-P/NO_3-N等营养盐摩尔比值明显降低。黑潮次表层水和黑潮中层水等水团含有较高的营养盐浓度(NO_3-N,SiO_3-Si及PO_4-P),与长江冲淡水相比,可能构成了东海东北部另一个重要的营养盐来源。