2006年夏季琼东、粤西沿岸上升流研究

利用2006年夏季广东、海南、广西近海的海洋水文调查资料和卫星遥感QuikSCAT风场资料分析琼东、粤西沿岸上升流的空间结构特征, 探讨风场、风应力旋度对上升流的影响以及上升流区水温、海流、海平面对上升流的响应。结果表明:琼东、粤西沿岸上升流区并非相互独立, 从10 m层以下已经连成一片。琼东沿岸上升流主要由夏季西南季风驱动而产生, 风应力旋度也有一定贡献。琼东沿岸上升流的强度比粤西强。琼东沿岸海域的上层海水(18 m以浅)以离岸运动为主, 中下层海水以向岸运动为主。上层的离岸流速大于中下层的向岸流速。琼东沿岸的上升流现象是间歇性的, 与沿岸风速强弱有关。琼东沿岸海域海平面的升降与上升流的强弱有良好的关系, 上升流的强弱滞后于海平面的升降约1～2 d。     

琼东上升流和越南沿岸上升流对超强厄尔尼诺事件响应的对比分析

利用海表温度(SST)、海面高度(SSH)、风场、热通量等数据,比较分析琼东上升流和越南沿岸上升流对1998年和2016年两次超强厄尔尼诺事件的响应。结果发现,两个上升流对同一厄尔尼诺事件的响应以及同一上升流区对两次厄尔尼诺事件的响应均不同。1998年夏季,琼东海域风场异常利于上升流发展,上升流增强,越南沿岸风场异常不利于上升流发展,上升流减弱;2016年夏季,两个上升流区均为利于上升流的风场异常,但琼东沿岸冷水区却大幅缩小,SST明显升高,越南沿岸冷水区变化不大,但总体温度也升高。这表明,除风场外,琼东和越南沿岸上升流还受其他过程影响。海洋动力过程分析发现,同一时间同一上升流区的海表温度异常(SSTA)变化与海面高度异常(SSHA)变化最为一致。1998年夏季,琼东的负SSHA和越南以东的正SSHA均与风场异常作用一致,从而琼东上升流增强,越南沿岸上升流减弱。2016年夏季,琼东和越南以东均为正SSHA,抵消了利于上升流的风场异常,使得琼东和越南沿岸上升流减弱。同一时间不同海区相比,风应力旋度异常对琼东上升流SSTA影响更大,SSHA和沿岸风应力异常则对越南沿岸上升流影响更明显。海面高度异常表征的中尺度涡和风场异常(尤其是沿岸风应力异常和风应力旋度异常)是超强厄尔尼诺后沿岸上升流变化的重要影响因素。     

南海北部陆架区夏季上升流数值研究

采用三维斜压非线性数值模式并结合卫星遥感资料分析,对南海北部陆架区夏季上升流进行了初步研究.研究结果表明,上升流是南海北部陆架区6-9月的一个规律性现象,而不是个别年份的特殊现象;海南岛东部沿岸及雷州半岛以东广州湾东南部一带海域(琼东上升流区)、汕头沿岸直至福建沿岸南日群岛附近海域(粤东上升流区)夏季表层及次表层海水均表现出明显的低温、高盐、高密等陆架上升流特征;上升流中心主要位于海南岛以东清澜湾至七洲列岛之间111°10'E、19°45'N附近,陵水湾至陵水沿岸110°15'E、18°25'N附近,粤东汕头沿岸116°45'E、22°50'N附近及澎湖列岛以西118°E、23°40'N附近.同时通过对模拟结果与QuikSCAT风场的比较分析发现,沿岸上升流与局地风场有着密切的关系,夏季西南风及风应力旋度对琼东沿岸上升流的形成有着非常积极的作用;而粤东沿岸风应力旋度较小,但夏季西南风仍是诱生粤东沿岸上升流的重要因素之一.     

ENSO发展期琼东上升流的动力过程响应差异

上升流是海洋中最重要的海洋现象之一,通过ROMS数值模型模拟并研究了2000—2013年间琼东上升流对ENSO信号(2002和2009年作为典型El Nio年; 2008和2010年作为典型La Nia年)的响应。结果表明,琼东上升流对ENSO气候事件有明显的响应。在El Nio信号较强时琼东上升流减弱,近岸海域水温升高;而在La Nia信号较强时琼东上升流加强,沿岸海域水温降低。对海面风场以及琼东海域沿岸流的分析表明,ENSO信号通过局地海面风场以及沿岸流对琼东上升流产生影响,并且风和沿岸流对琼东上升流的影响是协同的,在El Nio期间均不利于上升流的发展,而在La Nia期间二者的变化均有助于上升流的强化。     

琼东上升流研究概述

琼东上升流是海南岛东部沿岸的季节性上升流,通常发生在4—9月18°30′—20°N、111°30′E 以西近岸,6—7月最强,夏季表层水体呈现明显的低温、高盐、低溶解氧和高营养盐特征.对20世纪60年代以来琼东上升流时空特征及其影响机制等方面的研究进行了概述,这些研究主要描述了琼东上升流的基本水文特征、年际差异以及风场和地形等影响因素的作用.对比近年来沿岸上升流的前沿研究,指出在琼东上升流的生态动力综合调查、年际变化规律及影响机制以及与大尺度背景场的相互作用等方面还需进一步加强研究.     

南海北部上升流的初步探讨

本文从海面水温场和水温垂直分布的统计特征,阐述了南海北部存在季节性的上升流。该上升流主要出现在汕头、琼南沿岸近海和湛江港外附近,其成因可能是由夏车西南风使水体辐散及夏季海水涡流的辐散所引起的。     

浙江和琼东沿岸上升流的成因分析

本文用相关和对比分析的方法分别对浙江和琼东沿岸上升流形成原因作了进一步分析。结果表明,浙江沿岸上升流与台湾暖流的相关关系较之与风的相关关系更为密切。上升流的月际和年际间变化趋势与台湾暖流的变化趋势基本一致,结合浙江沿岸海底地形特征,本文认为,台湾暖流与地形的共同作用是该上升流形成的主要因子;风的影响一般不是主要的。关于琼东沿岸上升流,由于它与琼东沿岸西南风出现频率的月间变化趋势相当一致,从而进一步证实,该上升流主要由西南风作用形成。     

琼东上升流的年际变化及长期变化趋势

全球变暖背景下沿岸上升流的年际变化是近年来的研究热点。本文基于1982—2012年的海表面温度和风场资料,分析了琼东上升流的强度和中心位置的年际变化规律以及沿岸风应力及其旋度的作用。结果显示,近30年来,琼东上升流强度总体减弱,相比于沿岸风应力,其变化与减弱的局地风应力旋度相关性更高;琼东上升流强中心位置最大概率发生在19.2°—19.3°N,与最大风应力旋度位置接近,且存在北移趋势。琼东上升流强度和位置的年际变化还存在周期约3年、5年和10年的本征模态,以3年周期变化为主。局地风应力旋度在琼东上升流的年际变化中发挥了重要作用。     

浙江近海存在沿岸上升流的证据

一、引言海洋中的垂直环流过程——上升流是海水运动的特殊形式之一,也是整个海洋总环流中的一个重要环节。上升流能把海洋次表层(浅海区为近底层)冷而营养盐丰富的海水带到表层,从而对局部地区的气候、海洋生物资源、特别是海洋生产力起着举足轻重的影响。所以,近十几年来,沿岸上升流的研究愈来愈受到人们的关注。特别是七十年代以来,它已作为“沿岸上升流实验”(CUE)的课题而被列入“国际海洋考察十年”计划中。自从人们发现上升流以来,普遍认为,沿岸上升流仅仅是大洋东边界的独特现象。但近几年来,随着大洋西部上升流的相继发现,这一看法已经开始动摇。R·博吉和M·托姆克     

沿岸上升流的变异对渔业的危害

作者通过几年的调查,发现在粤东和琼东存在夏季风生的沿岸上升流。众所周知,上升流把富含营养盐的下层水带到海洋真光层中,给含营养的海洋上层“施肥”,大大提高了海洋的初级生产力,因此海洋上升流区,通常是著名的渔场。在普遍注意到上升流对渔场的好作用的同时,作者认为还不能忽视上升流的变异对渔业所带来的灾害。本文就这个问题谈一些看法。     

粤东至闽南沿岸海域夏季上升流的调查研究

利用2001、2002、2006和2009年夏季6个航次的温盐深(conductivity-temperature-depth,CTD)调查资料,揭示粤东至闽南沿岸海域上升流空间结构和强度的年际差异;并利用卫星遥感风场资料、海床基的海流和底层水温资料、广东南澳海洋站表层水温资料探讨海面风场、热带气旋对上升流的影响,上升流强度的时空特征,上升流的短期变化、生消过程及上升流的水体来源。结果表明,粤东至闽南沿岸海域上升流的范围和强度存在年际差异。上升流涌升至表层只出现在2009年7~8月航次。闽粤交界区沿岸海域,2006年7~8月航次,上升流范围较窄,且偏东北;2009年7~8月航次,范围较宽;2001年7~8月航次,范围偏西南。粤东沿岸海域,2006年7~8月航次上升流涌升高度较低,其他航次较高。研究海域2002年7~8月航次上升流强度较强,其他航次较弱。热带气旋使得上升流区海水垂向混合强烈,中下层冷水与表层暖水混合后迅速升温,上升流被破坏。粤东沿岸海域上升流强度强于闽南沿岸,出现时间也早于闽南沿岸。7月初至7月中旬,上升流开始形成,但不稳定;7月中旬至8月上旬,上升流处于强盛阶段;8月中旬至9月上旬,上升流减弱;9月上旬至9月中旬,上升流迅速消亡。粤东至闽南沿岸海域上升流的水体来源于粤东沿岸外海深层冷水。     

东海沿岸海区垂直环流及其温盐结构动力过程研究Ⅰ.环流的基本特征

利用三维斜压流体动力学模型,通过对东海沿岸海区冬、夏季的斜压环流及其温盐结构的数值研究,揭示研究海区垂直环流及其温盐结构的动力过程及其成因。垂直环流的模拟结果表明：冬季,沿岸海区的垂直环流以逆时针流动,近表层为向岸流,沿岸为下降流,近表层以下为离岸流,其在外海有明显的上升趋势,沿岸下降流自表层至底层逐渐由强变弱;夏季,沿岸海区的垂直环流以顺时针流动,近表层以下为向岸流,沿岸为上升流,近表层为离岸流,其在外海有明显的下降趋势,沿岸上升流自底层至表层逐渐由弱变强。就整个沿岸海区而论,冬季沿岸下降流和夏季沿岸上升流的强度都随着岸界地形坡度、风速及风向与岸线偏角的变化而变化。沿岸下降流形成的主要原因是由于冬季东北风与岸界地形的耦合效应及海区温盐分布不均匀所致,而沿岸上升流形成的主要原因则是由于夏季西南风与岸界地形的耦合效应及海区温盐分布不均匀所致。     

东海沿岸海区垂直环流及其温盐结构动力过程研究I．环流的基本特征

利用三维斜压流体动力学模型 ,通过对东海沿岸海区冬、夏季的斜压环流及其温盐结构的数值研究 ,揭示研究海区垂直环流及其温盐结构的动力过程及其成因。垂直环流的模拟结果表明 :冬季 ,沿岸海区的垂直环流以逆时针流动 ,近表层为向岸流 ,沿岸为下降流 ,近表层以下为离岸流 ,其在外海有明显的上升趋势 ,沿岸下降流自表层至底层逐渐由强变弱 ;夏季 ,沿岸海区的垂直环流以顺时针流动 ,近表层以下为向岸流 ,沿岸为上升流 ,近表层为离岸流 ,其在外海有明显的下降趋势 ,沿岸上升流自底层至表层逐渐由弱变强。就整个沿岸海区而论 ,冬季沿岸下降流和夏季沿岸上升流的强度都随着岸界地形坡度、风速及风向与岸线偏角的变化而变化。沿岸下降流形成的主要原因是由于冬季东北风与岸界地形的耦合效应及海区温盐分布不均匀所致 ,而沿岸上升流形成的主要原因则是由于夏季西南风与岸界地形的耦合效应及海区温盐分布不均匀所致。     

南海西北部陆架区沿岸流和上升流对中华哲水蚤分布的影响

中华哲水蚤(Calanus sinicus)是广泛分布于西北太平洋大陆架水域的浮游桡足类,在海洋生态系统的物质循环和能量流动中具有重要作用。根据2006年7月至2007年10月4个季节使用网目孔径为0.505mm的浮游生物网采集的样品,分析了南海西北部陆架区中华哲水蚤的水平、季节和昼夜垂直分布以及与季风、海流和温度的关系。中华哲水蚤丰度季节变化显著,整个调查海域春季的平均达(22.30±77.78)个/m3,夏季的降低,平均为(13.74±45.10)个/m3,秋季消失,冬季调查期间仍未出现。中华哲水蚤的区域分布差异十分显著,将调查海域划分为粤西近海、琼东近海、粤西-琼东外海三个亚区,在粤西近海亚区春、夏季中华哲水蚤的平均丰度分别为(115.63±145.93),(68.12±84.00)个/m3,远高于另外两个亚区。夏季琼东沿岸上升流区的中华哲水蚤没有昼夜垂直移动行为,呈底层分布,以躲避表层高温的伤害。南海西北部陆架区是中华哲水蚤的季节分布区,冬春季东北季风期间由广东沿岸流从东海沿岸携带而来,出现的时间从北往南逐渐推迟;夏季西南季风期间雷州半岛东部近海的冷涡和琼东沿岸上升流区成为中华哲水蚤度夏的避难所;秋季季风转换时期上升流减弱或消失,中华哲水蚤因耐受不了高温(>27℃)死亡而消失。因此,中华哲水蚤对东北季风时期的沿岸流和西南季风时期的上升流均具有良好的指示作用。     

1998年8月台湾海峡表层叶绿素a含量的分布特征

根据1998年8月台湾海峡表层温度、盐度、叶绿素a的走航式观测结果 ,讨论了调查期间叶绿素a的分布特征。结果表明 ,夏季台湾海峡存在明显的上升流现象 ,表层较高的叶绿素a含量均位于低水温区。表层叶绿素a最大值出现在上升流区的边缘。作者认为这是上升流中心区与边缘区浮游植物的大量繁殖具有一定的“时间差”的缘故。台湾海峡24°N以南及以北海域 ,由于上升流强度的差异 ,表层叶绿素a的分布变化也明显不同。夏季 ,台湾海峡表层叶绿素a含量呈南高北低的趋势。     

南海上升流研究概述

本文对近40a来南海上升流研究结果进行了概述，重点介绍了南海北部陆架区上升流的时空分布特征，及其消长和形成机制等研究成果．这些研究成果揭示上升沈是整个南海北部陆架区夏季的普遍现象，具有南海海盆的空间尺度．引起南海北部陆架区夏季上升流存在的动力因素是盛行的西南季风．该上升流在空间和时间上的分布是不均一的，海南岛东北和闽、粤边界海域是上升流中心区；台湾浅滩周围的上升流呈多元结构，各上升流区海水的理化性质存在看明显差异；在粤东，上升流的影响可达沿海港湾内部，并支配看这些港湾的夏季水文条件．南海除了在其北部陆架区存在看夏季上升流外，夏季在越南东部沿岸和冬季在吕宋岛沿岸均存在看上升流。     

2015年夏季海南岛东部沿岸物理结构及浮游植物群落

琼东上升流（EHU）是南海北部最强劲的上升流系统之一。它的水动力过程已经被很多研究所揭示,但是它的浮游植物群落依然不清楚。通过利用卫星遥感数据和2015年上升流季节的航次数据,我们首次阐明了琼东上升流区域（EHU）和其临近区域雷州半岛东部上升流区（ELPU）浮游植物生物量和群落的空间结构。在夏季季风的驱动下,我们在琼东沿岸发现了一个显著的低温高盐冷舌。由于雷州半岛东部大陆架宽广平缓,ELPU比EHU相对较弱。在EHU,由于受潮汐和风浪混合的影响,高溶解氧浓度 (>6.0 mg/l)几乎从表层延伸到30米深度。其次,低溶解氧的海水(<6.0 mg/l, 缺氧)被上升流从底层抽吸到上层。ELPU和EHU相比有更差的DO状况,在EHU,底层DO浓度由于大量的消耗,浓度甚至低于3.5 mg/l。在EHU,浮游植物生物量最大值出现在30米水层而不是在表层,约为1.5 mg/m³。这表明了上升流对于浮游植物生长和DO分布的影响范围。由于营养物质输入丰富, ELPU处的浮游植物生物量比EHU高很多。在EHU处,浮游植物生物量最大值可以达到4.0 mg/m³。浮游植物生物量在EHU和ELPU的沿岸区域则降低到了大约0.2~0.3 mg/m³,而这个值与远海接近。在EHU的近岸,浮游植物群落结构被硅藻所主宰,大约占了浮游植物生物量的50%。原核生物（大约40%）、绿藻（大约20%）、原绿球藻（大约20%）组成了EHU的近岸的主要群落。在ELPU,硅藻大约占了浮游植物生物量的80%,其次是绿藻,这表明与EHU相比,这个区域是一个相对不同的生态系统。     

夏季闽浙沿岸上升流的数值研究

将闽浙沿岸作为研究海区,采用σ坐标下三维斜压非线性的浅海陆架数值模式研究风、边界流(台湾暖流、黑潮、长江冲淡水)、潮及地形等动力因子对上升流形成的影响。结果得出：西南季风是影响夏季闽浙沿岸近海岸区域上升流形成的重要因子;台湾暖流对闽浙沿岸上升流的形成起主要作用：黑潮对台湾岛以东海域上升流的形成影响较大;长江冲淡水不利于夏季闽浙沿岸上升流的形成,尤其是浙江沿岸;地形对闽浙沿岸上升流的形成作用较显著;M^2分潮对闽浙近海岸区域及台湾澎佳屿附近海域上升流的形成影响较大;本文在对夏季闽浙沿岸海区水文结构的模拟中,同样得出夏季沿岸的低温高盐区与本文所计算出的三个较强的上升中心一致。     

西北太平洋上层海洋对台风“巴威”(2008)的响应分析

基于多源卫星遥感数据、Argo浮标数据和HYCOM（HYbrid Coordinate Ocean Model）再分析数据,分析上层海洋对2020年第8号北上强台风“巴威”的温盐响应特征,结果表明：（1）台风中心附近埃克曼（Ekman）抽吸引起上升流,表层以下海水辐合高盐冷水上翻,Ekman输运方向由台风路径指向路径两侧沿岸,海水在黄海两侧沿岸堆积引起下降流。由此导致台风路径附近海面温度（sea surface temperature,SST）与海面高度（sea surface height,SSH）下降,海面盐度（sea surface salinity,SSS）上升,路径两侧沿岸SSH上升,次表层海水温度增加和盐度降低。（2）由于台风前进方向右侧的风速更大,右侧Ekman输运强度比左侧大。台风更靠近右侧陆地,地形阻挡导致风速减小,在济州岛西南侧的海域上空10 m风呈现反气旋旋转,出现负Ekman抽吸速率（Ekman pumping velocity,EPV）,为下降流,所以在台风和济州岛之间的海域存在着由强烈上升流到下降流的转变。这会让原本台风前进方向右侧强的夹卷和垂直混合进一步加强。这就导致了SST下降和SSS上升在台风前进方向右侧更为显著。（3）除了夹卷和垂直混合,台风前进方向右侧SSS的增加还与表层海水由南向北的水平流动有关。     

东山岛外海表层水温的亚潮频波动初步研究

本研究通过对东山岛外海浮标观测的表层水温(SST)数据进行分析,发现2016、2017年夏季东山岛外海表层水温均存在周期为5~8 d的亚潮频波动信号,最大振幅分别为3.1 ℃和2.1 ℃。结合卫星遥感SST数据以及风场数据,采用小波分析、交叉小波分析等方法对该现象进行研究分析,结果表明：2016年夏季表层水温中出现的亚潮频波动信号源自短波辐射,表层水温变化滞后短波辐射1天左右;2017年夏季的亚潮频波动源自沿岸风应力,表层水温变化滞后沿岸风应力2天左右。2016年和2017年表层水温出现的亚潮频波动均与台风有关,但信号的来源出现差异是因为2017年台风过境引起了较强的沿岸风松弛现象,在沿岸风中出现了亚潮频波动信号,沿岸风影响上升流变化,进而引起表层水温的变化;2016年由于台风过境引起的沿岸风松弛现象较弱,沿岸风中并未出现亚潮频波动信号,而表层水温中的亚潮频波动信号源自短波辐射,这可能与台风引起局地天气系统的变化有关。