台湾西南部海域风应力旋度偶极子的季节和年际变化分析

利用1995~2013年间NCEP风场资料,分析研究了台湾西南部海域风应力旋度偶极子的季节和年际变化特征,及其受ENSO事件的影响,结果表明:台湾西南部海域风应力旋度偶极子的分布存在明显季节变化,其分布期主要集中于每年10月至次年4月,夏季台湾海峡不存在风应力旋度偶极子的分布;风应力旋度偶极子的强度异常要滞后ENSO 1个月,当厄尔尼诺事件发生时,风应力旋度偶极子的分布强度较正常年份要弱,而当拉尼娜事件发生时,风应力旋度偶极子的分布强度较正常年份要强;风应力旋度偶极子的分布还存在准16.0个月和准45.3个月的显著年际变化周期,其变化同ENSO循环密切相关.     

吕宋冷涡的季节变化特征及其与风应力的关系

利用AVISO提供的1993年1月至2007年5月的多卫星融合海面高度距平（SLA）数据,对研究区域（15°～20°N,113°～121°E）SLA的季节变化特征进行了分析．其结果表明：吕宋冷涡发生在冬、春季,且该冷涡的发生、发展与局地风应力具有较好的相关性;当SLA变化滞后于风应力1个月时,SLA与风应力的负相关系数达-0．78;且当出现西南风时,SLA为正值;而在东北季风期间,S／A为负值．对幽进行主成分分析得到的前2个模态反映了黝的季节变化特性,其中第一模态的贡献率为54．14％,表现为以18．5°N,119．5°E附近为中心的SLA同步涨落,对风应力的响应迟滞1个月,而且此模态与风应力模第一模态的空间分布十分相似;第二模态的贡献率则为14．54％,表现为季风作用下海面高度的Ekman调整．     

Response of the cold water mass in the western South China Sea to the wind stress curl associated with the summer monsoon

1Introduction TheSouthChinaSea(SCS)isasemi enclosed tropicalmarginalseawithcomplextopographyand numerousislands(seeFig.1)andtheonlydeep channelbetweentheSCSandtheadjacentPhilippine SeaistheLuzonStrait.TheclimateoftheSCSis controlledbytheEastAsianmonsoonsy…     

Bulk particulate organic carbon in the East China Sea: Tidal influence and bottom transport

Five oceanographic surveys were carried out in the East China Sea (ECS) and Yellow Sea from 1999 to 2003. In all, seven different sections were surveyed, but one section (the PN section) was observed on every cruise. Two time-series stations were also surveyed, one located at the Changjiang River mouth, the other over the continental shelf in the PN section.We identified biogeochemical characteristics for waters close to the Changjiang Estuary and in the Kuroshio waters (KW), respectively. Resuspension is a strong feature near bottom over the ECS continental shelf, with suspended matter values 13 times higher than that for the surface. A model of particulate organic carbon (POC) dynamics based on a rectangle equation reveals that POC concentration close to the Changjiang Estuary varies with a semidiurnal period of ∼13 h, coinciding with the tidal period. The upper limit for POC residence times in the seasons we covered over the shelf are estimated to be on the order of weeks and generally increase seaward from near the Changjiang Estuary to the KW. Short POC residence times suggest that POC in the ECS is rapidly exported from euphotic waters.A nepheloid layer, observed as elevated suspended matter in near the bottom of the water column, is important in particle transfer over the shelf, especially in winter when the residual current flows mainly eastward. Cross-shelf transport of POC via the nepheloid layer is estimated to be 0.22 × 10¹² g yr⁻¹. Comparison with other work indicates that POC transport is ∼2% of the Changjiang POC input.     

日本海西南海域现场观测和卫星高度计获取的海面高度距平的比较研究

压力传感逆式回声仪(pressure-sensor-equipped inverted echo sounders,PIES)可以用来测量海底压力和声波从海底到海面的传播时间。海底压力和声波传播时间分别被用来估计水体质量变化(正压)和比容变化(斜压)对海面高度距平的贡献。对由PIES在日本海西南海域现场观测数据得到的海面高度距平(PIES SLA)与卫星高度计海面高度距平(Sat SLA)进行了比较研究。利用相关分析法,对PIES SLA和沿轨T/P卫星、沿轨ERS-2卫星测得的海面高度距平(TP SLA、ERS-2 SLA)进行了比较;对PIES SLA和AVISO网格化海面高度距平进行了比较,估计可能的误差来源,并分析PIES SLA正压部分和斜压部分对SLA的贡献。比较发现,PIES SLA和Sat SLA的相关系数较高,且均方根误差较小,并且对特定区域和特定站点产生误差可能的原因进行了进一步的探讨。通过研究,有以下结论:(1)相对于湾流和黑潮地区,这一区域正压部分对海面高度的贡献相对较大;(2)如果再考虑斜压变化对海面高度的贡献,PIES SLA和Sat SLA相关系数会有所提升;(3)在高能区PIES SLA和Sat SLA相关系数较高,符合得相对比较好。总的来说,在日本海地区,PIES SLA和Sat SLA相关系数较高,具有较高的一致性,能为我国海洋二号(HY-2)等卫星高度计的校验提供一种可靠的方式。该研究对于PIES的研发和设计以及对于PIES的布放位置的选择都有一定的借鉴意义。     

台风“菲特”期间T639预报风场在东中国海的有效性检验

海表风场是航海、海洋工程及防灾减灾等都十分关注的海洋要素之一,本文利用来自台湾地区和韩国的风速观测资料,检验了台风"菲特"及一次冷空气过程期间T639风场预报产品在东中国海的有效性。结果表明:(1)台风"菲特"和冷空气期间,预报风速与观测风速在曲线走势上保持了较好的一致性。(2)从相关系数来看,各个观测站的预报风速与观测风速都表现出较为密切的相关性;从偏差来看,预报风速略高于观测风速;从均方根误差和平均绝对误差来看,误差也都在可控范围之内。(3)台风"菲特"期间,T639预报风场对台风眼、台风尾迹等气旋性特征刻画得较为形象,外埔气象站、东吉岛气象站和兰屿气象站受台风影响较为显著,淡水气象站、金门气象站和绿岛气象站受台风的影响则偏弱。T639预报风场对南下的冷空气过程同样有着较好的体现,对风向和风速都有很好的模拟。     

黄、东海春季和秋季微型浮游动物对浮游植物的摄食压力

2000年秋季(10月21日-11月7日)和2001年春季(4月30日-5月15日)用稀释培养法在黄海和东海测定了微型浮游动物对浮游植物的摄食,结果表明:(1)秋季表层浮游植物叶绿素α(Chl α)的内禀生长率为0.40～0.59 d<'-1>,微型浮游动物对Chl α的摄食率为0.21～0.63 d<'-1>,对Ch...     

利用坐底观测估算济州岛西南海域再悬浮临界应力

底边界层中沉积物的再悬浮和沉降是控制陆架海悬浮沉积物的输运的关键过程。沉积物输运过程的数值^*模拟也依赖于沉积物侵蚀和沉降的关键参数的研究。本文根据济州岛西南泥质区的坐底观测估算了此处临界应力。通过底边界层声学仪器ADV和PC-ADP的流速和悬浮物浓度同步观测,基于湍生成与耗散平衡假设,使用惯性耗散法计算沉降速度。这种方法得到的沉降速度ws平均值为0.91 mm s^-1,标准差为0.20 mm s^-1,此结果远大于Soulbsy（1997）和LISST-ST现场观测粒径分析仪等经验方法的结果。这主要是由于两种方法的本质不同,惯性耗散法形象的刻画了底边界层的水动力,并且更加合理的现场估计沉降速度w_s,然而Soulsby的方法通常适用于静水环境。我们提出了一种估计临界应力的新方法,根据悬浮颗粒物浓度时空变化的统计分析（深度平均的悬浮颗粒物浓度对时间求导数）和对应的底应力估算侵蚀临界应力τ_ce和沉降临界应力τ_cd。侵蚀临界应力τ_ce和沉降临界应力τ_ce的变化范围为0.11-0.25 Pa,对应的中值分别为0.20 Pa和0.16 Pa,这也证实了侵蚀临界应力略大于沉降临界应力。除此之外,我们还使用了另一种方法估算临界应力,通过沉降速度间接估算的临界应力范围为0.06-0.17 Pa。     

春、秋季东海大桥海上风电场水域鱼类群落结构

为探明工程建设后东海大桥风电场水域鱼类群落结构特征,作者利用等级聚类和多元统计等方法对该水域鱼类种类组成、优势种及群落结构进行分析。春、秋季共发现18种鱼类,隶属6目9科15属;鲈形目鱼类所占比例最高(50%),其中又以虾虎鱼科鱼类最高(44.4%)。春季优势种为短吻红舌鳎(Cynoglossus joyneri)、棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)、矛尾虾虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)和孔虾虎鱼(Trypauchen vagina),秋季优势种为棘头梅童鱼、龙头鱼(Harpadon nehereus)和凤鲚(Coilia mystus);棘头梅童鱼为春、秋季共同优势种。等级聚类和非度量多维标序排序表明,东海大桥风电场水域鱼类群落可分为春季和秋季2个组群,相似性检验(ANOSIM)显示2个组群差异极显著(R=0.851,P0.01)。生物与环境相关分析(BIOENV)表明温度和盐度是影响东海大桥风电场水域鱼类群落结构的最主要环境因子,两者结合因子与鱼类群落的相关系数为0.791。本研究发现,东海大桥风电场水域是棘头梅童鱼、凤鲚、龙头鱼等多种鱼类的育幼和索饵场所,群落结构具有典型的季节特征。     

Comparison among four kinds of data of sea surface wind stress in the South China Sea

By using remote sensing (ERS) data, FSU data, COADS data and Hellerman & Rosen-stein objective analysis data to analyze the sea surface wind stress in the South China Sea, it is found that the remote sensing data have higher resolution and more reasonable values. Therefore we suggest that remote sensing data be chosen in the study of climatological features of sea surface wind stress and its seasonal variability in the South China Sea, especially in the study of small and middle scale eddies.     

Distributions of nutrients in the East China Sea and the South China Sea connection

Surface maps of nitrate, phosphate and silicate of the East China Sea (ECS) have been constructed and are described. Reports on exchanges of material between the ECS and the South China Sea (SCS) through the Taiwan Strait are reviewed. Recent advances seem to have reversed the earlier view that the SCS exports nutrients to the ECS through the Taiwan Strait. This is because the northward flow of seawater in the summer carries little nutrient. On the other hand, the waters flowing southward along the coast of China in winter carry orders of magnitude higher nutrient concentrations. The outflow of subsurface waters from the SCS, however, is the major source of new nutrients to the ECS continental shelves because these subsurface waters flow out of the Luzon Strait, join the northwardly flowing Kuroshio and enter the Okinawa trough. Around 10% of the nutrients exported from the SCS through the Luzon Strait upwell onto the ECS shelf. These inputs are larger than the aggregate of all the rivers that empty into the ECS, contributing 49% of the externally sourced nitrogen, 71% of the phosphorous, and 54% of the silica for the ECS.     

ERA5风场与NCEP风场在黄海、东海波浪模拟的适用性对比研究

全球再分析数据集已成为研究气候规律和数值模拟的重要工具,其中海面风场数据集是波浪模拟的重要资料,风场资料的准确性是影响海浪要素模拟结果的关键因素,不同的海面风场资料在中国各个海域的适用性具有不确定性。利用黄海、东海海域的12个观测点,选取了2006—2018年间的11场台风进行对比,验证了ERA5和NCEP风场在台风期间与常海况下的风速;模拟了中国近海海域的波浪场,与范围内15个测站的有效波高及谱峰周期进行了对比验证;分析了ERA5和NCEP风场在黄海、东海波浪模拟的适用性。主要结果如下:(1)风场质量是造成台风浪模拟误差的主要原因之一,研究区域内ERA5风场在台风期间的风速大小与实测资料具有较高一致性;长江口邻近海域内,ERA5风速相关性在0.8以上;江苏海域内,ERA5风速相关性在0.9以上;(2)分别采用ERA5和NCEP再分析风场资料作为驱动风场输入Mike21 SW模型,较好地模拟了黄海、东海海域在不同海况下的波浪变化情况;在江苏海域,ERA5资料模拟波高值与浮标测站观测波高资料相关性超过0.85,平均绝对误差不超过0.2 m;(3)两种风场在江苏海域、长江口及其邻海的适用性比黄海北部更好。结果表明,NCEP和ERA5在中国近海海域波浪模拟的适用性有差异,在江苏海域、长江口及其邻海,基于ERA5的数值模拟结果相对于NCEP模拟结果精度提高。