冬季大风影响下的渤黄海水交换特征

利用 ROMS海洋数值模式对 2006年冬季渤黄海的海洋动力环境进行模拟,基于温度、盐度模拟结果,使用谱混合 模型进行水团分析,定义了渤海海峡地区的水交换区。并进一步讨论了冬季大风事件对水交换区的影响,给出了冬季大风影 响下的渤黄海水交换特征。研究得出,冬季的黄海水团以“舌”形分布于渤海海峡地区,水交换区则表现为沿" 舌" 形边缘 呈带状分布,具有西北--东南的走向趋势,并且在“舌”尖处的水交换面积最大。通过缩小研究范围,发现位于黄海最北部 的沿岸海域并不参与渤黄海之间的水体交换。最后研究发现,冬季大风事件对渤海水交换具有促进作用,具体表现为：大风 过程使黄海暖流对渤海的入侵更加深入,水交换区向渤海方向伸展,南部的水交换带变宽,河流径流进入渤海后与渤海水的 混合区加大,并发生北移。     

冬季高频大风过程对渤海冬季环流和水交换影响的数值模拟

利用ROMS海洋模式和NCEP CFSR提供的日平均和月平均驱动场资料,对渤海冬季风生环流和水交换进行了数值模拟。结果显示:使用包含渤海冬季频繁出现的高频大风过程的日平均风场资料模拟的渤海冬季环流流速明显增强,与用观测资料归纳得到的渤海冬季环流分布吻合较好;大风过程对渤海冬季环流的贡献较大,无论强度或是流态,大风作用下的渤海流场结构在冬季占主导作用。同时大风作用通过控制渤海海峡处强烈的流出和流入,提高渤海与黄海之间热量交换以及水交换能力:通过渤海海峡进入渤海的热输运量显著增加,平衡渤海整体的热量收支;渤海水体平均存留时间缩短,整体水交换得到改善,而在月平均风场驱动结果中只存在缓慢的季节性变化。这显示渤海冬季大风过程的发生频率和强度有可能直接影响着渤海冬季的环流形态和长期变化,也影响着渤海水交换的强弱。     

渤海海峡悬浮体分布、通量及其季节变化

渤海海峡是渤黄海物质交换的重要通道,同时也是黄河入海泥沙向黄海搬运的必经路径。本文以2006—2009年渤海海峡8个站位四个季节的悬浮体、CTD数据为基础,将标准层悬浮体浓度数据与浊度数据对比获得高垂直分辨率的悬浮体浓度数据,分析其季节变化特征,并结合日均风场驱动的高精度数值模型模拟的渤海海峡流场,计算了四个季节渤海海峡悬浮体通量。结果表明,北黄海冷水团的入侵和退缩是渤海海峡温盐及其季节变化的重要特征之一,四季节流场特征均为"北进南出";渤海海峡中上层悬浮体浓度分布为海峡南部浓度高、北部浓度低,夏季海峡北部下层北黄海冷水团控制海域悬浮体浓度高于周围水体。春季、夏季、秋季、冬季悬浮体浓度依次增高。观测期间渤海海峡悬浮体的年净通量约为251.63万吨,其中输往黄海方向的悬浮体通量约占黄河年平均输沙量的4.27%。     

冬季大风影响下的渤黄海水交换特征

利用ROMS海洋数值模式对2006年冬季渤黄海的海洋动力环境进行模拟,基于温度、盐度模拟结果,使用谱混合模型进行水团分析,定义了渤海海峡地区的水交换区。并进一步讨论了冬季大风事件对水交换区的影响,给出了冬季大风影响下的渤黄海水交换特征。研究得出,冬季的黄海水团以“舌”形分布于渤海海峡地区,水交换区则表现为沿“舌”形边缘呈带状分布,具有西北——东南的走向趋势,并且在“舌”尖处的水交换面积最大。通过缩小研究范围,发现位于黄海最北部的沿岸海域并不参与渤黄海之间的水体交换。最后研究发现,冬季大风事件对渤海水交换具有促进作用,具体表现为：大风过程使黄海暖流对渤海的入侵更加深入,水交换区向渤海方向伸展,南部的水交换带变宽,河流径流进入渤海后与渤海水的混合区加大,并发生北移。     

基于卫星高度计资料的黑潮入侵南海流径的时间变化规律研究

黑潮入侵南海对南海的温盐平衡、环流、涡旋和局地气候等具有重要作用。基于吕宋海峡处黑潮不同流径的识别方法,对1993～2021年的卫星高度计资料进行识别,获取黑潮不同流径的发生时间,探究黑潮入侵南海流径的时间变化规律。结果表明:(1)黑潮主要以流套(Looping)和分支(Leaking)两种流径入侵南海,Leaking流径发生的时长(710周)和概率(46.9%)要远高于Looping流径(时长218周,概率14.4%)。(2) Looping流径和Leaking流径均可将高温高盐的西北太平洋水带入南海,Looping流径下的平均吕宋海峡上层通量(6.3×10⁶ m³/s)略大于Leaking流径(5.6×10⁶ m³/s)Looping和Leaking流径在4×10⁶ m³/s～6×10⁶ m³/s区间发生时间最长。(3)季节变化上,Looping流径主要发生在冬季,Leaking流径在冬半年均较强,夏季二者发...     

冬季寒潮期间黄、渤海水位低频波动研究

利用 POM(Princeton Ocean Model)海洋数值模式建立渤、黄、东海冬季三维环流动力学区域模型。模型在海-气边界使用包括风应力、气压和热通量的大气驱动, 海洋边界使用西太平洋模式提供的环流和潮位驱动, 综合模拟潮波运动、温度、盐度、环流变化和水位低频波动。 模拟了 2001 年 1 月寒潮过境时黄、 渤海水位低频波动及流场变化, 分析了其对大风过程、 气压、降温的响应, 发现冬季强劲的北风和西北风都可以通过抽吸振荡在渤、 黄海诱发水位的低频波动, 东北风则由于地形影响不能诱发渤、黄海的低频波动。气压和降温只是在波动幅度上有一定的影响。波动发源于渤海和北黄海, 最大波幅可以达到 0.6 m。波动进入南黄海后有沿黄海深槽西侧传播的倾向, 波动幅度在传播过程中逐渐减小。     

渤海海峡水动力分布特征研究

本文采用三维数值模拟的方法,研究了渤海海峡潮位、潮流特征以及各水道的潮通量。结果表明:渤海海峡潮时整体由南向北延迟,南部与北部相差约40 min;渤海海峡潮波兼具前进波和驻波性质,一个潮周期内两次高低潮流速相差较大,最大流速位于老铁山水道,大部分落潮时潮流由北黄海流向渤海,涨潮时相反;落急时表层流速明显大于底层,涨急时表底层流速变化不明显;渤海海峡大潮期落潮潮通量大于涨潮潮通量,总潮通量约1 224.939 6×10~8 m~3,老铁山水道的潮通量占整个海峡潮通量的68.13%。     

汕头韩江榕江河口近岸海域浮游植物群落结构与环境因子的关系

以2020年11月(秋季)和2021年4月(春季)汕头韩江榕江河口近岸海域浮游植物群落为研究对象,分析其群落种类组成、丰度分布、多样性变化趋势,探讨群落组成及其变化及与环境因子的关系。结果表明,春季共发现浮游植物2门100种,多属于硅藻类群;浮游植物丰度春季变化范围为169.23×10³～654.00×10³ cells/m³,均值为388.01×10³ cells/m³;春季优势种类较多(10种),包括洛氏角毛藻、尖刺拟菱形藻、窄隙角毛藻等。秋季共发现浮游植物4门89种,也以硅藻种类为主,浮游植物丰度秋季变化范围为33.89×10³～2 244.00×10³ cells/m³,均值为248.88×10³ cells/m³;秋季优势种相对较少(6种),中肋骨条藻、菱形海线藻、具槽帕拉藻等。春季浮游植物丰度和物种数较秋季高,优势种季节变化明显。通过冗余分析(RDA)后得出...     

2014年秋季渤海网采浮游植物群落结构

基于2014年秋季在渤海进行的水文、化学和生物方面的综合大面调查,研究了渤海网采浮游植物群落的结构特征,并结合文献资料,分析影响浮游植物群落结构形成的原因。结果显示:2014年渤海秋季共鉴定浮游植物3个门42属96种,其中以硅藻为主,为34属79种,占总物种的82%;甲藻门7属16种,占总物种的17%;金藻门1属1种。其中,角毛藻属的种类最多,共17种;其次为圆筛藻属,共13种。浮游植物总细胞丰度介于(0.71～72.15)×10⁴ cells/m³,平均为13.88×10⁴ cells/m³,硅藻与甲藻细胞丰度比值为2∶1,硅藻在莱州湾的细胞丰度极显著高于其他海区,甲藻在渤海中部海区的细胞丰度显著高于其他海区。浮游植物优势种主要为星脐圆筛藻(Coscinodiscus asteromphalus)、威氏圆筛藻(C. wailesii)、具槽帕拉藻(Paralia sulcata)、梭状角藻(Ceratium fusus)和夜光藻(Noctiluca scintillans)。渤海秋季浮游植物群落多...     

日照岚山近岸海域春季浮游生物群落特征及环境驱动

为了解日照岚山近岸海域浮游生物群落结构特征及其环境驱动,2016年5月在该海域开展了涵盖水环境、浮游植物、浮游动物的综合调查。结果发现：日照岚山海域环境因子呈现出明显的空间异质性,绣针河口区域呈现出低盐高营养盐的环境特征,绣针河径流输入是影响该区域环境因子空间分布的主要因素。调查发现浮游植物28种,以硅藻为主,丰度占比为97.5%,甲藻占2.5%,浮游植物丰度范围4.5×10⁷～2.1×10⁸ cells/m³,均值为1.1×10⁸ cells/m³,高值区位于绣针河口区域。发现浮游动物20种,其中桡足类10种,丰度占比56.2%,其次是浮游幼虫6种,丰度占比31.9%,水螅水母类2种,丰度占比6.0%,毛颚动物1种,丰度占比5.9%,端足类1种,丰度占比0.02%,浮游动物丰度范围98～1.1×10⁴ ind./m³,均值为1.3×10³ ind./m³。溶解氧、盐度、pH、铵盐、溶解态无...     

黄河入海物质输运通道

渤海水体浊度的分布及其季节变化反映了悬浮物质的分布、输运及其季节特征。本文利用2012—2016年渤黄海8个航次现场观测的水体温度、浊度数据,并结合CCMP(Cross—CalibratedMulti—Platform)风场数据、ROMS(RegionalOceanModelSystem)海流数值模拟结果,分析了渤海海域水体浊度季节分布特征。水体浊度的大小与风速的季节变化密切相关,冬季,黄河口及附近海域的浊度值最高,离岸31km到56km处浊度值从180NTU迅速下降至54.3NTU,而其他季节的浊度较低;渤海全年20m以深海域再悬浮较弱,以水平扩展为主。进而甄别了黄河口附近高浊度水体向渤黄海输运的两条路径,分别为:冬夏季均存在的沿渤中浅滩西侧通道向渤海北部扩展和冬季存在的沿莱州湾湾口向渤海海峡南部及北黄海输运,该两条路径主要由环流场控制。     

2013年夏季北黄海浮游植物群集

利用Utermöhl方法,对2013年夏季取得的北黄海浮游植物样品进行鉴定分析,共鉴定出浮游植物3门60属114种(不包括未定名种),其中,硅藻42属75种,甲藻16属37种,金藻2属2种。群落组成以硅藻为主,其次是甲藻,然后是金藻。调查海区浮游植物的生态类型以温带近岸性为主,主要优势种为:小等刺硅鞭藻 Dictyocha fibula、裸甲藻 Gymnodinium sp.、螺旋环沟藻 Gyrodinium spirale、蜂腰双壁藻 Diploneis bombus 和具槽帕拉藻 Paralia sulcata。浮游植物细胞丰度介于0.037 0 × 10³ ～ 32.3 × 10³ cells·L^-1,平均值为2.04 × 10³ cells·L^-1;浮游植物细胞丰度大致从近岸到外海呈逐步降低趋势,在北黄海西部近岸的表层水体达到最高值32.3 × 10³ cells·L^-1,调查区东南部靠近外海区域也出现了丰度高值区;浮游植物垂直分布总体特征是随水深的增加而减少,由近岸向外海逐步降低。香农-威纳多样性指数在调查区西南部较高,而Pielou均匀度指数则在东部呈现高值区域。典范对应分析(CCA)显示,影响浮游植物优势种丰度分布的主要因素是营养盐,而跟盐度和温度的相关性不明显。     

渤海湾天津近岸海域初级生产力及网采浮游植物种类组成

于2012至2013年调查了渤海湾天津近岸海域的初级生产力和网采浮游植物种类组成。2012—2013年春季调查海域初级生产力为2.20～23.18 mgC/(m²·d),平均值为9.54 mgC/(m²·d),高值区主要分布在塘沽附近海域;夏季初级生产力为6.37～138.37 mgC/(m²·d),平均值为44.13 mgC/(m²·d),高值区主要分布在北塘和汉沽附近海域。与1982—1983年和1992—1993年同期调查结果相比,近30 a来渤海湾初级生产力呈下降趋势。网采浮游植物经初步分析发现2门59种(包括未定名种),其中硅藻49种,占种类组成的83.1%;甲藻10种,占种类组成的16.9%;优势种主要为柔弱根管藻Rhizosolenia delicatula、布氏双尾藻Ditylum brightwellii、中华盒形藻Bidduiphia sinensis、中肋骨条藻Skeletonema costatum、旋链角毛藻Chaetoceros curvisetus、尖刺菱形藻Nitzschia pungens、丹麦细柱藻Leptocylindrus danicus和浮动弯角藻Eucampia zoodiacus。调查海域春季浮游植物细胞丰度为3.32×10³～3.85×10⁷ cell/m³,夏季为2.48×10⁶～4.65×10⁹ cell/m³,夏季明显高于春季;从分布上看,北部和南部的浮游植物细胞丰度高于中部,主要是由天津近岸海域河流分布造成。浮游植物多样性指数在春季和夏季的均值分别为1.865和1.560。2012—2013年浮游植物细胞丰度及其分布主要与水深、化学需氧量、pH值、溶解氧和无机磷相关性较大。     

2000年夏末和翌年初冬渤海水文特征

利用2000年夏季和2001年冬季渤海两次CTD资料,系统分析了渤海冬、夏季温盐密度的分布特征,并揭示了渤海现有的水文特征与以往研究结果相比存在一些新现象,表现在:夏季在渤海海峡、辽东湾口和渤海湾口中部中、下层存在3个低温中心,在渤海中部则出现1个上下均匀一致的高温中心;冬季等温线以渤海海峡暖中心向西和向北两个方向伸入渤海,而从秦皇岛外海有一冷水舌向东南方向伸展,在渤海中部海域形成"马鞍状"等温线结构.冬、夏季渤海盐度比以往有显著升高,并明显高于北黄海西部,盐度分布势态表现为渤海湾高盐,渤海海峡低盐特征.密度分布表明:夏季渤海的密度流较强,并在中部可能存在多个密度流涡环;冬季渤海"马鞍状"温盐结构反映其环流结构要比以往研究结果复杂得多,黄海暖流(余脉)在渤海存在分支现象.利用模式对其进行密度流的诊断模拟,结果和实测温盐场符合较好.     

渤黄海海域悬浮体季节性分布及主要运移路径

依据国家自然科学基金委公共航次2010年和2012年4个航次在渤黄海海域获得的现场悬浮体浓度数据及CTD海洋水文观测数据,结合MODIS L1B数据第4波段反射率值,建立了悬浮体浓度(SSC)与反射率强度的反演模型,反演了渤黄海海域表层悬浮体的月均分布。综合现场实测数据和遥感反演结果,研究渤黄海海域悬浮体的季节性变化特征。利用HYCOM数值模拟得到的各个层位流速数据,分析渤黄海海域主要断面的悬浮体扩散通量。结果表明,渤黄海海域表层悬浮体浓度高值区主要分布在黄河口莱州湾及渤海湾附近沿岸海域、山东半岛沿岸、苏北浅滩至长江口一带、罗洲群岛附近海域以及沿岸其他小河流入海口。渤黄海海域水体结构具有季节性变化特征。夏季,水体上下温差大、层化较强、水动力条件较弱,海域悬浮体浓度相对较低。而在冬季,海域气温较低,水体上下温差小,同时,渤黄海海域强劲的东北风盛行,水体混合强烈,海域悬浮体浓度较高。同时,黄海暖流和山东半岛沿岸流等流系加强,携带悬浮体的能力和效率均大大提高,冬季成为海域悬浮体输运的主要季节。在冬季,黄河三角洲沿岸、山东半岛沿岸以及苏北海岸等区域在强动力作用下的再悬浮成为海域的悬浮体主要来源。黄河三角洲沿岸再悬浮的沉积物通过渤海海峡的南端输入北黄海,在沿岸流的作用下悬浮体输送通量沿程增大,经过成山头海域后转向南输送,输送通量沿程减少,沉积物在黄海中部泥质沉积区汇聚。沉积动力的分析结果显示,冬春季节在山东半岛区域形成的混合锋面对悬浮体的输运路径有重要的影响。     

热带东太平洋淡水池的季节变化 *

文章利用观测和模式数据, 并基于混合层盐度收支方法, 研究了热带东太平洋淡水池的季节变化。研究发现: 热带东太平洋淡水池具有显著的季节变化, 由海表强迫(蒸发与降水)、水平平流和次表层过程共同控制。淡水池的季节变化主要分为扩张与收缩两个阶段。4月至11月为扩张阶段, 淡水池向西扩张, 最大体积和面积比最小时扩大将近一倍, 分别达到2.83×10 ⁵km ³和8.94×10 ⁶km ²。热带辐合带向北移动带来的强降水是淡水池扩张的主要原因, 海表强迫决定了混合层盐度降低。12月至3月为淡水池收缩阶段, 海表淡水通量的减弱、水平平流和次表层过程的增强导致混合层盐度升高, 淡水池向东收缩。     

北黄海冷水团温、盐多年变化特征及影响因素

基于1976~1999年的海洋调查资料,主要研究了北黄海冷水团温、盐的多年变化特征,并结合该时间区间内黄河径流量及海洋站的气温、风速等资料探讨影响北黄海冷水团温、盐变化的因素.结果表明,北黄海冷水团在这24 a间温度稍呈上升趋势(0.005℃/a),盐度升降趋势则不明显.其温度主要受冬季气温影响,黑潮现象会使温度变异.盐度主要受黄海暖流、渤海热通量、海域冬季大风的共同作用;黄河径流量可能不是影响北黄海冷水团盐度变化的主要因素,但其径流量的大幅度变化也会影响北黄海冷水团的盐度变化趋势.     

长江口扁担沙动力地貌变化过程研究

河口浅滩不仅为人类提供宝贵湿地资源,而且是调控河势演变的重要因素。研究河口浅滩动力地貌演变规律对航道整治、湿地生态开发及岸堤防护等具有重要价值。本文利用最近150多年的长江口历史海图资料、实测水深与水文泥沙数据,分析长江口南支最大的浅滩—扁担沙动力地貌演变格局及其变化机制。结果表明:(1) 1860-2016年期间,扁担沙反复历经淤积-冲刷-淤积,浅滩由最初水下阴滩发育出露而形成纺锤状沙体,随后演变为细长扁担状,沙尾切滩成爪状沙体,下扁担沙则伴随爪状缝隙被不断填充而淤长;(2)自1954年洪水到目前,扁担沙-2 m、-5 m等深线包络的面积与体积整体上均呈现增长态势,其中面积年均增长率分别为0.88 km²/a和0.81 km²/a,体积年均增长率分别为1.3×10⁶ m³/a和5×10⁶ m³/a;扁担沙浅滩在不同时期冲淤变化不同,其中1998年出现大幅度冲刷,平均冲刷厚度达到1.4 m;(3)扁担沙体积变化和长江入海泥沙的增减无直接联系,但与入海径流量...     

渤海海峡冬季无机碳的立体分布特征及其源汇变化

根据2010年2月至2010年3月对渤海海峡3个断面39个站位表层、10 m层和30 m层水体中盐度、水温、叶绿素a以及无机碳等参数的测定数据,分析了该季节溶解无机碳的分布特征以及源汇变化状况,探讨了影响其分布的主要因素。结果显示,调查期间渤海海峡水体中各水层溶解无机碳(DIC)及其组分浓度分布较一致,其中DIC及HCO₃-的浓度等值线分布均呈现出从西南向东北梯度降低的趋势,且受温度影响明显;二氧化碳分压[p(CO₂)]则表现出与叶绿素a含量成明显负相关的分布特征;位于渤海海峡东部的H断面垂直方向上,由于受黄海、渤海水团在海峡中部交汇混合形成的水体紊流影响,DIC及其组分在断面中部等值线分布较两边曲折。冬季渤海海峡表现出明显的源、汇分区分布特征,整个调查区海-气二氧化碳通量为3.52 mmol/(m2·d),表现为大气CO₂的弱源。冬季流经渤海海峡的DIC通量约为(130±2)×103 mol/s。     

基于CCMP再分析风场资料的南海海洋风能资源评估研究

本文利用ESE提供的1988—2011年CCMP再分析风场资料,计算了南海海域10 m高度的风功率密度、风速、有效风时等参数,分析了海洋风能资源时空分布特征,估算了南海海洋风能蕴藏量和技术可开发量。研究结果表明：南海海洋风资源呈现明显的季节分布特征,冬季资源最丰富,春秋季次之,夏季资源最贫乏;风能资源丰富区位于吕宋海峡—中南半岛东南海域一线,呈东北—西南走向,大值区为吕宋海峡附近海域,年平均风功率密度在吕宋海峡附近海域更是高达500 W/m²以上,有效风时大值中心位于中南半岛东部至海南岛东部海域超过7 800 h;南海海洋风能资源蕴藏量为5.70×10⁹k W,技术可开发量4.48×10⁹kW,采用固定式和浮式进行风力开发的面积为2.87×10⁵km²,占整个南海海洋风能资源技术可开发总面积的15.81%。