夏季长江口外海区域上升流现象的数值研究

基于Blumberg等(1996)的ECOMSED模式,对长江口外海区域夏季的上升流现象进行了数值模拟.模式综合考虑径流,风应力,环流,热通量和M_2,S_2,K_1,O_1四个主要分潮的作用,从而提高长江口外海区域上升流模拟的准确性和可靠性,并通过各种控制实验分析了其动力机制,进一步说明本区域影响上升流的主要因子.数值实验表明,长江口外水下河谷的南边(杭州湾口门中心东侧),上升流主要是由向北流动的台湾暖流通过底Ekman效应和陆坡的抬升共同作用产生的.夏季偏南风对长江口外水下河谷西侧上升流的产生有一定影响,但作用不大.此外,潮汐潮流对上升流的产生也起着一定的作用,但在本文关注的上升流区潮作用影响不大.     

台湾岛的某些海角附近水域的冷水现象和上升流

一、前言沿岸上升流区是海洋生物繁殖的良好场所,因此它成为当代物理海洋学的重点研究课题之一。然而目前对它的研究主要集中在平行于海岸的风或流所诱导的上升流,因为这种上升流的范围大、分布广,不仅在大洋的西岸边界区和东岸边界区可找到,而且许多陆架海区也存在。尽管近年来有些学者开始注意到其他原因所导致的上升流,并发表了一些研究成果,诸如强潮流绕过半岛顶端时导致的上升流,气旋式涡旋诱导的上     

台湾海峡西部沿岸上升流的研究

本文分析了台湾浅滩至闽江口南近海海水的温度、盐度和密度等要素的分布特征,获知夏季海峡西部沿岸存在着上升流。上升流最强的位置有两处:其一在平潭岛附近海域,另一处位于台湾浅滩西北侧东山岛以东海域。文中从底层海流逆坡爬升及风生海流引起的海水涌升等动力学因素方面,对台湾海峡西北部沿岸上升流形成的可能机制进行了探讨,并用等密度线位移估算了平潭岛附近海域上升流的速度为1.6×10~(-3)cm/s。     

季风上升流对印尼爪哇岛南部海域pH影响的初步研究

基于2013年9月底至10月初在印尼爪哇岛南部海域调查得到的碳酸盐参数和相关水文数据,首次报道了该海域pH的分布,并重点探讨了南爪哇上升流(季风上升流)对其影响。结果显示上升流影响区表层pH低于周围非上升流影响区。通过两端元混合模型,定量讨论了上升流的物理输运和生物活动对pH的影响。研究表明,上升流的物理输运至少造成了海表层盐度增加0.4个单位,溶解无机碳(DIC)增加110μmol/kg,pH降低约0.2个单位;同时,在上升流区,强烈的生物活动(叶绿素a浓度大于0.4mg/m3)使得DIC的降低量达70μmol/kg,pH的增加量达0.15个单位。总体来看,该研究区域的物理输运作用大于生物作用,综合效应表现为DIC的增加和pH的降低。另外,同上升流的物理输运作用和生物作用相比,上升流引起的表层冷却和增盐对pH的影响较小(热力学作用)。     

琼海沿岸上升流及其与渔场的关系

根据海洋水文调查和海洋站资料分析了海南岛琼海沿岸上升流及其与渔场的关系。结果表明，上升流发生在4～9月，6、7月最强，出现范围在18°30’～20°N，111°30’E以西近岸，其强度各年不一，1978年较弱。西南季风的作用是上升流产生的主要物理机制，估算的流速为4．51×10（－3）m／s。上升流位置大约在清澜渔汛的传统渔场作业区，该区竹鱼、鲐鱼、蓝圆等鱼类的渔获量较高。     

黄海冷水团上升流对叶绿素垂向分布的影响

利用黄海冷水团物理-生态耦合模式，对冷水团水域叶绿素垂向分布的季节变化进行了数值模拟研究。物理模式为冷水团热动力模型，生态模式主要考虑叶绿素，营养盐和食植浮游动物基本状态变量的耦合方程。研究结果表明，黄海冷水团上升流对叶绿素垂向分布的夏季上层结构具有显著影响。整个夏季，受上升流的影响，叶绿素垂向分布最大值的位置向海面抬升，量值增大，混合层叶绿素的平均浓度增加，与实测资料比较表明，考虑冷水团上升流的影响比不考虑上升流与实测结果符合要好。     

长江口海区上升流现象的数值模拟

海洋中沿岸的上升流是近岸环流的重要组成部分，它能把低温、高盐和富含营养盐的深底层海水带到真光层，为浮游生物的光合作用提供充足的养料，从而对海区的初级生产力分布和生物资源量产生深刻影响。 赵保仁等(1992，1993，2001)曾报道过，在长江口海区的北部，大约以31°30′N、122°40′E为中心，在经纬方向上各达1度左右的上升流区，来自深底层的变性后的台湾暖流高盐水，在这里可以上升到5~10m层附近水域，并显著地影响到长江口的盐度分布和长江冲淡水的扩散特征及初级生产力的分布特征。近年来的观测，如1988年7月的东海海洋通量调查(白虹等，2002)和1998年8月的中韩黄海联合调查(邹娥梅等，2001)也都一再证实在长江口北部水域存在着上升流现象。此外，王辉(1996)还曾用数值方法模拟出了长江口的上升流现象。为进一步探讨这一上升流的形成机制，李徽翡等(2002)曾用POM(Mellor，1996；Blumberg等，1987)以5′×5′的水平网格计算了东中国海的三维环流特征，在他们的计算结果中，几乎所有已被观测所证实的东中国海的环流现象，都得到了较成功的数值模拟。本文将用这一模式计算得到的垂直流速，讨论长江口海区的上升流现象及其形成机制，为今后的研究提供重要的科学依据。     

浙江近海沿岸上升流与渔场的关系

上升流是指具有一定时空尺度的海水上升运动,并且伴随出现海水物理、化学性质和生物分布重新调整的海洋现象。上升流过程随着动力因素(风、向岸剩余梯度力、涡等)的变化经历三个阶段:起始加强、峰期和消衰阶段。历史资料和专题调查资料表明:浙江近海夏秋季节的沿岸上升流起始于每年5月下旬,7月最强,10月消衰。本文根据1979年断面调查资料、海洋二所1980年7—8月上升流专题调查资料以及相应的渔获资料来阐述浙江近海上升流与渔业生产的可能关系。     

越南巴达棱湾沿海上升流的观测分析

基于越南巴达棱湾周年站2007年7、8月份的温盐和气象资料,对该海湾沿岸上升流现象进行了分析。结果表明:观测期间,越南巴达棱湾沿岸海域的水团具有低温、高盐的性质,显示了沿岸上升流的存在。上升流强度和风场的变化密切相关,海面风场平行岸线分量的变化是夏季该上升流强度发生改变的重要原因。卫星遥感海表面温度数据进一步证实上升流的存在,且上升流现象呈现出强-弱-强的变化趋势,8月强度大于7月。上升流现象主要发生于近岸,富贵岛离岸较远,受上升流影响较小。     

关于闽南——台湾浅滩渔场上升流的研究

我们分析了闽南渔场水温、盐度、密度的分布规律,得出:自6月至翌年3月,闽南渔场存在着上升流。6月至9月上升流最强盛的位置在厦门——汕头海岸与台湾浅滩之间的海域(即图1加斜线的区域);10月至翌年3月则移至台湾浅滩西南外斜一带(即图8加斜线的区域)。这两支上升流的来源有所不同,前者来自南海下层水,后者可能来自黑潮下层水。我们还分析了闽南渔场底层常流,表层风生海流的规律。并从底层海流的爬升作用以及风生海流引起的海水涌升运动等动力学方面的因素出发,对闽南渔场上升流形成的可能机制及位置变动的原因作了进一步的阐述。最后,我们计算了上升流的速度,其量级为10~(-5)米/秒。     

山东半岛和辽东半岛顶端附近水域的冷水现象及上升流

本文分析了山东半岛东瑞和辽东半岛南湍附近海域夏季持续的冷水现象,用动力海洋学的观点讨论了其成因,指出最可能的机制是绕半岛潮流诱导的上升流.文中同时分析了成山头附近冬季的底层逆流现象,认为它与冷水现象山自同一机制.     

2007 年长江口邻近海域夏季上升流演变机制研究

研究长江口邻近海域夏季上升流强度和空间分布的变化,对渔业生产和赤潮的防治具有重要的指导意义.采用2007年6~10月高分辨率卫星遥感资料 NGSST 海表温度和 CCMP 风场,通过经验正交函数(EOF)分解和区域海洋数值模式(ROMS)研究了该海域夏季上升流的短期演变机制及其与 SST 异常的关系.结果表明,夏季上升流强度和范围存在明显变化,是引起该海域 SST 异常的重要原因;风场对上升流短期演变起着关键作用,风应力旋度对局地上升流变化的影响与沿岸风应力同等重要;地形变化影响着上升流中心的分布,陡而窄的海底凸起容易在顺流侧形成较强的上升流中心,并在逆流侧诱发下降流.     

台湾东北海域夏季冷穹及上升流的数值模拟

夏季,黑潮在台湾东北向东海陆架的入侵表现为黑潮次表层水的强烈涌升,并在陆架上形成明显的冷穹。本研究利用ROMS(Regional Ocean Modeling System)模式,模拟了夏季黑潮入侵所形成的冷穹及上升流的三维结构,并讨论了上升流形成的动力机制。结果表明,冷穹中心在50 m以上的深度位于25.5°N,122.5°E附近,最大降温5 ℃以上;在50 m以下的深度,冷穹的中心位于台湾岛北缘。表层黑潮在台湾北缘不存在明显入侵,在陆坡东向转向附近则以气旋式环流入侵至陆架以上。此外,上升流主要位于陆坡坡度最大的区域,且黑潮次表层水的涌升存在两个较为明显的路径,分别位于台湾岛以北的100 m与200 m等深线之间以及东向转向的陆坡区域。在上层,平流作用是上升流产生的主要机制;而在近底层,平流作用与底摩擦都对上升流有贡献。     

春季长江口外上升流的月际变化——以123°E断面为例

上升流是长江口外海域的重要水文现象,为深入了解该海域上升流的活动特征及其月际变化,于2015年春季(4月、5月和6月)对长江口外海域的水文环境进行逐月综合调查,并以123°E断面为例进行分析。结果显示,在春季调查期间,长江口外海域始终存在上升流现象,是由台湾暖流挟带底层高盐海水自南向北不断推进,并在长江口外海域沿海底斜坡涌升而形成。上升流强度在春季逐月增大,表现为:上升流涌升高度逐月变浅,至6月高盐上升流水体的涌升高度已普遍抬升到约15 m以浅水层,最高达到约10 m水深处;其影响范围不断向北扩展。春季,上升流活动区上层海水的温、盐特征逐渐由相对低温、高盐转变为高温、低盐;位于下层的上升流水体的温、盐特征比较稳定,变化幅度较小;上升流活动区的温、盐跃层现象总体呈现出逐月增强的趋势,盐度跃层现象尤为显著,其水平分布呈现出自南向北逐月扩大的变化趋势;跃层深度不断抬升。调查结果的月际变化特征表明,台湾暖流北进强度的逐月增大是导致春季长江口外上升流活动不断增强的主要因素;随着春季低盐长江冲淡水的强度和范围逐月增大,其与下层上升流挟带的高盐涌升水之间的跃层效应逐渐增强,对下层上升流的涌升有抑制作用;春季苏北沿岸流活动对该海域上升流现象的影响不显著。     

南海中西部渔场上升流时空变化特征分析

南海中西部海域是我国外海渔业开发的潜在渔场之一,摸清该海域的物理环境特征可为我国开发中西部渔场提供参考。本文以遥感风场和海温数据为基础,分析了2003~2012年西南季风期起止时间的年变化、上升流中心位置时空变动以及风场对上升流中心位置变动的影响。结果表明:在南海中西部海域,西南季风期通常从5月份开始,到9月份结束,西南季风持续天数平均值为129.4 d,其中,风向角呈51°~60°的天数最多,占总季风天数的21.98%,西南季风期持续时间有增加的现象。上升流中心位置变动范围为11°~15°N,109°~112°E。西南季风期平均风速减小时,年平均上升流中心在经向上向近岸移动,在纬向上向高纬度移动;平均风速增加时,年平均上升流中心在经向上向离岸方向移动,在纬向上向低纬度移动;当西南季风期平均风向角减小时,年平均上升流中心向低纬度移动,平均风向角增大时,年平均上升流中心向高纬度移动。此外,发现厄尔尼诺年此上升流面积显著大于非厄尔尼诺年,而最低温度比2003~2012年平均最低温度低1.3℃。     

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.     

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.     

长江口外的上升流现象

我国近海的上升流现象已经引起人们的浓厚兴趣.但对长江口外的上升流现象研究的还很少.目前只有少数简短的报道1)[1],也没有进行深入的研究和论证.与三峡工程有关的长江口海区的调查资料表明,在长江口外,水深为20～40m的区域内,也存在着较强的上升流现象.据此,笔者进一步查阅了长江口中美合作调查和全国海洋普查等资料.     

人工船礁铺设模式优选方法研究

以人工船礁水动力学特征及优化组合方式为主要研究内容,采用数值研究的方法,探讨了人工船礁的不同组合及其规模大小对于形成上升流与背涡流的效果、促进海水的上下混合与交换的影响,并在此基础上建立了人工船礁铺设方式优选模式。结果表明,从船礁的相对效果看,铺设模式以大型单体船礁为最佳;不同类型船礁组合产生的最大上升流流速为来流速度的0．05—0．15倍;随来流速度的增加,产生的上升流及背涡流影响效果显著增强,在不同来流速度下,上升流影响范围与礁宽之比为1．1—5．0,流影高度与礁高之比为1．4—2．0,背涡流流影长度与礁高之比为4．5—13．0;不同礁体及其组合对“冲淤”影响差异较大,船礁因流线型形状,其“冲淤”影响较小。文中建立的人工船礁铺设方式优选模式,可为人工船礁水槽试验和现场铺设提供理论依据。     

浙江沿岸上升流和沿岸锋面的数值研究

本文构造了一个垂向二维的数值模式,对夏季浙江沿岸上升流和沿岸锋面的结构,它们之间的相互关系,以及各动力因子的相对重要性进行了研究。模式考虑具有陆架底坡f—平面连续层化流体,并采用Richardson数依赖的垂直涡动系数。计算结果表明,浙江沿岸上升流按其成因可分成两个区域,即近岸区和远岸区。在近岸区,风应力对上升流和沿岸锋面的形成有重要的作用。而在远岸区,上升流主要由沿岸向北的台湾暖流诱生。夏季沿岸锋面的生成和沿岸较强的上升流有密切关系。