浙江沿岸上升流区溶解氧分布特征

浙江沿岸存在着上升流,这一现象引起了一些学者的注意。毛汉礼、任允武和孙国栋等,研究了1959年6—7月中外水文、水化学资料后,首先提出浙江沿岸存在着“似以29°N为核心,由此向东北方向伸展,其前端似可达     

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。     

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     

浙江沿岸春季上升流的数值研究

采用三维斜压非线性数值模式ROMS(Regional Ocean Modeling System),在浙江沿岸特殊地形的基础上综合考虑风场、台湾暖流、潮流以及长江径流等可变因子,对春季浙江沿岸上升流进行了数值研究。研究结果表明,浙江沿岸春季存在上升流,且上升流以带状分布在浙江近岸海域,在渔山列岛附近(28.40°N,122.00°E)以及舟山群岛附近(30.70°N,122.60°~123.00°E)存在2个上升流中心。风、台湾暖流和潮动力是影响浙江沿岸春季上升流的重要因子,其中风和台湾暖流对浙江沿岸整条上升流带均有影响;潮动力仅对28.60°N 纬度线以北至舟山群岛附近的上升流以及2个上升流中心的强度存在影响;长江径流对2个上升流中心、舟山群岛及长江口附近的上升流有一定影响。通过对浙江沿岸海域流场的分析可以发现,舟山群岛附近底层各等深线上水体向岸运动的速度比周围海域的大,跨越底层各等深线向上涌升的趋势更明显,间接反映了舟山群岛附近的上升流强度相对较强。对于舟山群岛附近的上升流而言,30 m深度以浅的海域,科氏力、水平平流作用与垂直粘性力是上升流形成的主要动力, 30 m深度以深的海域,上升流形成的主要动力为科氏力与压强梯度力,此时水平平流作用和垂直粘性力对上升流的影响较弱。     

用沿岸上升流指数分析中国东南沿岸风生上升流的特征

对1968年1月到2007年12月中国东南沿海(17°N～30°N,109°E～123°E)上升流指数月平均数据进行分析,结论如下:(1)风生沿岸上升流主要在4-8月间发生于海南岛东部、雷州半岛东部、汕头以北至浙江沿岸.(2)风生沿岸上升流的强度具有时空分布变化特征,其中海南岛东部沿岸上升流最强,浙江沿岸其次;整个中国...     

东海沿岸上升流的数值计算

运用Ｂａｃｋｈａｕｓ的三维非线性模型,同时考虑潮,风和台湾暖流的作用,本文计算了夏季我国东海沿岸上升流。结果表明,东海沿岸从杭州湾口外一直到闽北的海底坡折区上存在明显的上升流,它呈带状分布,宽约４０ｋｍ,舟山近海的强上升流出现在３０ｍ层,向南则可达到较深的水层,流速一般为６．５×１０＾－３ｃｍ／ｓ。     

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。     

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。     

夏季浙江沿岸上升流的年际变化研究

本文基于JCOPE2数据,综合上升流面积和冷中心强度两方面提出了一个无量纲的上升流强度指数NUI,并以此分析了夏季浙江沿岸上升流强度的多年变化,发现24年来夏季浙江沿岸上升流强度以3和8年为主的周期震荡变化,并有减弱趋势。这与夏季风向与岸线偏离角度的增大密切相关,而台湾暖流的调制作用则是次要因素。机制分析表明,厄尔尼诺现象通过影响风和台湾暖流的年际变化从而影响上升流强度的变化:厄尔尼诺年浙江近岸夏季风速较小,风向偏离岸线角度较大,同时台湾暖流较弱,因此上升流偏弱;拉尼娜年各因素呈相反变化,上升流较强。     

风和台湾暖流引起东海沿岸上升流数值计算

运用三维数值模型,首先计算了夏季风和台湾暖流引起的东海沿岸上升流。结果表明,风和台湾暖流的作用都可产生顺岸呈带状分布的上升流,风生上升流在２０ｍ至３０ｍ水层速度较大,其值一般为１．０×１０－３ｃｍ／ｓ;而台湾暖流形成的上升流则在３０ｍ以下速度较大,其值在浙南和闽北一般为１．０×１０－３ｃｍ／ｓ,在舟山近海为０．５×１０－３ｃｍ／ｓ。此外,运用Ｅｕｌｅｒｉａｎ－Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ方法数值探讨了东海沿岸上升流区海水的源地。逆追踪结果表明,潮因子和风因子对沿岸上升流的贡献都是局地的,即仅能将上升流区附近下层的海水带到沿岸上层;台湾暖流则可将台湾海峡北口的深层水带到闽浙沿岸上层,使闽浙沿岸出现低温、高盐水。     

浙江沿海上升流区溶解氧含量与三种无机氮循环的关系

本文根据1980年7—8月我所对浙江沿海上升流区综合调查资料,着重讨论水体中的溶解氧含量分布与三种无机氮(NH_4~ ,NO_3~-和NO_2~-)循环的关系。     

关于浙江沿岸上升流的成因及动力结构的研究

上升流即海洋中持续垂直向上的海水运动,这种运动在海洋中是比较普遍的,但是，就其大小而言,却有着巨大的差异——可达几个数量级。所以,只有在那些量值较大的区域才引起人们的注意;而在量值较小的区域由于表象不够显著——对各种特征场特别是温度场的影响不太明显,往往被人们所忽视。 尽管上升流的流速与水平流速相比甚小,一般在10-5-10-2厘米/秒范围内(大约相当于每天1厘米至10米),但其作用却是巨大的。首先,就整个海洋来说,它是海洋环流不可分割的一个组成部分,是上层水与下层水沟通交换的渠道。其次，上升流在生产实践中具有十分重要的意义,它对渔业生产有着巨大的影响,它能将富含营养盐的中、下层水带到强光合作用层,为浮游植物提供充分的养料,从而促进鱼类佴料的繁殖。海洋中出现上升流的区域仅占世界整个海洋面积的1‰左右,但上升流区的渔获量却占全世界总产量的50%左右；我国浙江近海、海南岛东南水域以及汕头外海诸上升流区同时均为良好渔场。因此,沿岸上升流越来越引起人们的重视。 从现有文献来看,我国近海。在渤海、黄海、东海和南海四个海区都有上升流存在,如渤海中部、黄海冷水团区、浙江近海、汕头外海以及海南岛东南沿海等。但是,关于这一现象,除少数海洋工作者曾提及过外,至今还缺乏专门的研究。 本文旨在利用现有的海流、水温、盐度和气象资料,就浙江沿岸(见图1)上升流产生的动力来源及环流模式进行初步的分析研究,提出粗路估算上升流的方法、指标,并提出尚待进一步解决的几个问题。所用资料主要是1958-1960年全国海洋普查、1963-1966年标准断面以及我所六十年代以来(到1973年)观测的有关资料。此外,还用了国家海洋局和浙江省气象局所提供的部分海流资料及沿岸合站的水文气象资料。     

闽浙沿岸上升流的数值模拟

本文将闽浙沿岸作为研究海区,采用坐标下三维斜压非线性的浅海陆架模式,综合考虑风、边界流(台湾暖流、黑潮、长江冲淡水)及地形等动力因子对上升流形成的影响,较好地模拟了闽浙沿岸上升流的分布。得出夏季闽浙沿岸近海岸区域有三个比较强的上升流中心,分别位于2520′N,12000′E、2640′N,12015′E、2720′N,12045′E附近,并且在对闽浙沿岸水文结构的模拟中,同样得出夏季沿岸的低温高盐区与计算出的三个较强的上升中心一致。冬季沿岸上升流的强度和范围都明显减弱,但在2520′N,12000′E和2600′N,12030′E及2830′~3000′N,12200′E附近仍有相对较强的上升流存在。     

台湾海峡上升流区夏季溶解氧的特征

本文根据1983—1984年,1987—1988年台湾海峡中北部海域调查资料,着重讨论了该海域夏季溶解氧分布特征及其与上升流、生物活动的关系。该上升流区温度、盐度、溶解氧含量及其饱和度的特征值分别为24.4℃,34.3,4.49mlO_2/L和93％。溶解氧含量及其饱和度与温度呈正相关关系,与盐度呈负相关关系。     

长江口外浮游植物死亡释放溶解有机质的降解及其溶氧消耗

浮游植物光合作用产生的溶解有机质(dissolved organic matter,DOM)是海洋中溶解有机质的重要来源,浮游植物死亡后释放的新鲜溶解有机质活性高、数量大、生物可利用性高,其降解过程中对溶解氧(dissolved oxygen,DO)的消耗显著。但到目前为止,对此类溶解有机质的降解过程以及其耗氧情况还鲜有研究。本文基于2013年8月东海航次,对浮游植物(硅藻为主)死亡后释放的新鲜有机质进行人工受控培养,研究其降解过程及对DO的消耗,并评估该降解过程对低氧现象形成的贡献。研究发现:培养体系中溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)和DO浓度皆随时间呈指数下降,总溶解态碳水化合物(total carbohydrate,TCHO)也出现明显降解;体系的初始DOC浓度越高,降解速率常数k(DOC)、k(DO)越大,k(DOC)受DOC浓度、活性以及DO浓度的影响;培养过程中细菌丰度明显增加,添加Hg Cl2的对比实验表明细菌在降解过程中起到重要作用。本文的研究结果表明,浮游植物死亡后释放的溶解有机质的快速降解及其对溶解氧的消耗,对长江口低氧环境的促成具有重要意义。     

风对浙江沿岸海域夏季温、盐度垂直结构和上升流的影响

有关讨论风对浙江沿岸海域温、盐度垂直结构及其变化规律等影响的文章,迄今尚未见报道。本文利用鱼山列岛断面1959—1979年间的水文大面积调查资料和大陈岛上的风资料,对该问题进行初步的探讨。分析中发现:每年6—8月间,当浙江沿岸海域夏季水文状况稳定以后,风对温、盐度断面分布、垂直分布类型和沿岸上升流强弱的短周期变化起着重要的作用。因此,分析研究风对浙江沿岸海域温、盐度垂直结构和上升流的影响,     

浙江沿岸上升流区夏季海水化学要素的“羽状”中心分布特征

根据1981年6月、8月、10月3个专题调查航次测得的温度、盐度、磷酸盐、硅酸盐、无机氮以及溶解氧数据的平面和陆架横断面分布图,对夏季出现在浙江近海的台湾暖流深层水的沿岸涌升范围、上界面、稳定状态及其时间变化规律进行了分济研究。结果指出,各个参数的等值面逐渐向上升流核心区靠拢,在水深20m层形成了“羽状”平面分布结构;通过“羽状”移动的图形,可预测涌升中心边界位置在起始、发展、消衰3个阶段的变化规律。     

冬季闽浙沿岸上升流的数值研究

采用a坐标下三维斜压非线性的浅海陆架数值模式,研究风、边界力流(台湾暖流、黑潮、长江冲淡水)及地形等因子对上升流形成的影响。结果表明,风、台湾暖流是影响冬季闽浙沿岸上升流形成的最重要因子,其中风对浙江沿岸上升流的形成影响较大;台湾暖流对福建沿岸及其远海域上升流的形成影响较大;长江冲淡水对长江口附近上升流有一定的影响,对闽浙沿岸上升流影响不大;地形对闽浙沿岸上升流的形成作用显著;潮对闽浙沿岸上升流形成的影响也很显著。M2分潮对近海岸区域及台湾东北附近海域上升流的形成影响较大。