夏季粤西沿岸流特征及其产生机制

根据粤西海域漂流瓶的运动轨迹、海流周日定点连续观测结果、温盐大面站调查的资料、船测ADCP的流矢量和卫星遥感SST的综合分析结果发现,夏季珠江口以西的近岸流大部分时间向西运动,它构成琼州海峡东部气旋涡的北翼;向西的沿岸流还有一部分海水通过琼州海峡向西进入北部湾.并不像传统观点认为的那样,琼州海峡冬季余流向西,夏季余流向东.如果西南风强盛,向西的沿岸流方向可以暂时转而向东北.还揭示了粤西海域、琼州海峡和北部湾北部海域夏季沿岸流的重要特征并进行了机制分析.     

用温盐资料研究夏季南海水通过琼州海峡进入北部湾的特征

夏季琼州海峡水交换向来存在两种观点:一种认为在西南风作用下,琼州海峡水交换从西向东;另一种观点则和上述相反。我们通过琼州海峡东部水域温盐分布和沿岸海洋站同步观测资料的对比发现,夏季北部湾的涠州岛盐度变化规律和琼州海峡东部、琼州海峡中部变化规律一致。由此证明,夏季南海水通过琼州海峡进入北部湾的事实。北海略受影响。而远离琼州海峡的龙门和白龙尾两站,则更多反映夏季陆地水文规律。由此证明,夏季南海水通过琼州海峡进入北部湾的事实。     

入海径流扩散对北部湾北部环流的影响

通过历史调查数据及最新的调查资料分析,结合数值模式计算结果,对入海径流对北部湾北部环流的影响,以及风力驱动下入海径流与来自琼州海峡东部水叠加对环流形成的影响进行深入研究,结果表明,夏季,受西南季风的影响,越南沿岸大量的入海河流低盐水向南扩散并具有很强的势力,低盐水呈舌状分布由北向南扩散至20°N,在北部湾北部构成一个与传统观点不同的环流系统,即为反气旋涡,而中部为气旋式环流,南部为强气旋式环流。冬季,在强劲的东北季风的驱动下,北部湾内形成一个逆时针的环流。同时,研究还发现,琼州海峡东部低温高盐水由东向西进入北部湾,对北部湾北部气旋式环流的形成有重要的贡献。     

北部湾环流和沉积物输运的数值模拟

研究环流和沉积物输运对北部湾的环境保护和资源开发十分重要。本文使用区域海洋模型（ROMS）,研究了北部湾海域的季节环流、沉积物输运以及长期的地形演变过程。展示了湾内冬季和夏季都存在逆时针环流,冬季的风生环流比夏季强的特征。悬沙浓度较大值主要分布在琼州海峡、海南岛西侧海域,以及越南沿岸、雷州半岛沿岸等近岸地区。沉积物在琼州海峡附近表现为在冬季由东向西输运,夏季则相反;在琼州海峡西口处,沉积物全年以西向输运为主。结果显示,北部湾内沉积物输运主要由潮流引起的再悬浮控制。侵蚀和淤积的分布模式为：（1）湾内大部分区域侵蚀淤积不明显,（2）琼州海峡两侧口门附近淤积比较明显,（3）琼州海峡内深槽侵蚀严重,（4）海南岛西侧海域存在侵蚀和淤积交替发生区域。     

“纳沙”台风引起北部湾沿岸风暴射流及其机制

基于FVCOM模式建立一个三维数值模型,对2011年“纳沙”台风登陆北部湾前后水位与流场变化进行了分析,并探究了风暴射流的生成机制。结果表明,广西近岸风暴射流的产生是对台风到来造成的水位起伏变化的一种正压响应;台风进入到北部湾期间,造成北部湾近岸水位先降低后升高,所导致的水位梯度差产生了驱动力,促使海水向西运动增强,从而导致在广西近海风暴射流的产生;台风登陆期间琼州海峡西向流流量增大到0.4 Sv以上,最大可达0.7 Sv;台风进入到北部湾后,促使琼州海峡西向流更多进入到北部湾,造成湾内正位涡输入增大,产生了气旋式环流来维持位涡平衡,同时气旋式环流也有利于向西运动的风暴射流增强;流经广西沿岸的风暴射流引起向西的水体输运可达0.2 Sv,对北部湾内营养盐以及污染物运移将产生重要影响。     

北部湾台风风暴潮数值模拟及重点区域风险分析

基于Delft3D模型建立了适用于北部湾海域的台风风暴潮数学模型,同时根据进入北部湾海域67 a(1949—2015年)历史台风资料,采用蒙特卡罗方法随机构造55场台风进行风暴增水计算,并选取受风暴潮影响最严重的铁山港与最频繁的涠洲岛进行了风险分析。结果表明:(1)从铁山湾下侧进入北部湾海域,中心气压为952 h Pa的台风会造成石头埠站风暴增水为3.68 m,达到1 000 a一遇的级别;(2)广西沿岸的风暴增水对经过北部湾海域的台风存在滞后效应;(3)涠洲岛风暴增水普遍较低,但进入北部湾的台风均会在涠洲岛产生风暴潮,因此要做好涠洲岛的防护工程以防止海岸线继续后退。     

基于高频地波雷达观测的粤西近海潮流潮能分析

利用粤西海域高频地波雷达观测得到的表层海流资料进行潮流调和分析。结果表明: 粤西近海主要属于不正规半日分潮, 浅水分潮较强。以M₂分潮为例, 潮流运动形式主要为逆时针的往复流为主, 方向沿西北—东南方向。粤西近海的潮能主要由东部陆架输送进来, 潮能自东向西传播, 在大潮期间, 粤西的潮能出现向岸方向分量, 表现为从东南向西北方向传播, 在近岸区域潮能通量传播的方向会发生一个向岸的偏转。通过潮能收支方程计算潮能耗散, 发现粤西近海潮能耗散的高值区在西部岛屿密集区域, 与琼州海峡的存在和琼州海峡东北处地形变化存在明显的相关关系。     

海洋湖沼通报2006年1-4期(总第107-110期)总目录

第一期用温盐资料研究夏季南海水通过琼州海峡进入北部湾的特征…………………杨士瑛陈波李培良(1)风暴作用下渤海中污染物(COD)输运的研究………………………………………………雷晓燕钱成春(8)吴淞站潮位数据的小波检验和调整………………………………………………………袁林     

珠江冲淡水季节变化及动力成因

依据珠江口及其附近海域2006-2007年4个航次的CTD资料,分析珠江冲淡水的扩展形态和垂向结构,结果表明:表层冲淡水仅在夏季同时向粤西和粤东扩展,其余季节以西向扩展为主,而底层冲淡水全年向西扩展;冲淡水的主体部分大致位于10 m水深之上,但最大厚度在秋季可以超过20 m水深。通过结合同期风、海流、潮汐资料分析发现径流和风是控制冲淡水扩展范围和垂向结构的关键因子,夏季珠江冲淡水的范围最广,其次是春季,冬季最窄;夏季西南季风有利于其向东及向外海扩展,东北季风驱使珠江冲淡水向西扩展并制约冲淡水向外海扩散;粤西的水位梯度全年都驱动沿岸流向西流,而粤东的水位梯度仅在夏季有利于珠江冲淡水东向扩散,相应的粤东沿岸流在夏季指向东北,其余季节均指向西南。     

南海上层环流季节变化的诊断计算

通过一个全球的二维诊断模型,采用Levitus温盐资料和COADS风应力资料,并结合动力计算来研究南海上层环流的季节变化。计算结果与其它模式结果和观测结果非常相似。南海北部(南部)全年存在一气旋式(反气旋式)环流。在冬季气旋式环流几乎占据了整个南海,夏季则以反气旋式环流为主。泰国湾的环流在冬季(夏季)是气旋式的(反气旋的)。南海的西边界流有明显的季节变化,其在冬季从卡里马塔海峡流出南海,夏季部分西边界流从台湾海峡流出南海。越南离岸流在春季就开始出现,其位置比夏季的越南离岸流的位置偏北。     

Analysis of characteristics and mechanism of current system on the west coast of Guangdong of China in summer

On the basis of data of drifting bottles＇ tracks and the current measured in anchored stations, as well as temperature and salinity observed in cruise investigations and coastal stations, ADCP current data and AVHRR surface sea temperature （SST） data on the western coast of Guangdong, synthetic results of analysis showed that the coastal currents in the west of the mouth of the Zhujiang River were mainly westward in summer, which constituted the north branch of cyclonic gyre in the east of the Qiongzhou Straits. Part of its water flowed westward into the Beibu Gulf through the Qiongzhou Straits. The coastal current pattern was not identical with the traditional current system which flowed westward in the Qiongzhou Straits in winter and eastward in summer. The summertime＇s coastal current was always westward, maybe temporarily turning northeast only when the southwest wind was strong. The important characteristics of coastal current on the western coast of Guangdong, in the Qiongzhou Straits and in the north of the Beibu Gulf were analyzed and their mechanisms also were explained.     

A modeling study of the characteristics and mechanism of the westward coastal current during summer in the northwestern South China Sea

The characteristics and dynamical mechanism of summer-time coastal current over the North South China Sea shelf have been investigated based on a high resolution unstructuredgrid finite volume community ocean model (FVCOM). Modeldata comparison demonstrates that the model describes and explains well the coastal dynamics over the North South China Sea shelf. The coastal current on the North South China Sea shelf is greatly influenced by monsoon and the freshwater discharge of the Pearl River. Strong southwesterly wind drives the coastal current northeastward. However, under weak southwest monsoon, the coastal current west of the Pearl River estuary (PRE) advects toward the southwest, and splits into two parts when reaching east of the Qiongzhou Strait, with one branch entering the Gulf of Tonkin through the Qiongzhou Strait, transporting low salinity water into the Gulf of Tonkin, and the other part flows cyclonic and interacts with the northeastward current around southeast of Hainan Island, forming a cyclonic eddy east of the Qiongzhou Strait. A variety of model experiments focused on freshwater discharge, wind forcing, tidal rectification, and stratification are performed to study the physical mechanism of the southwestward coastal current which is usually against the summer wind. Process-oriented experiment results indicate that the southwest monsoon and freshwater discharge are important factors influencing the formation of southwestward coastal current during summer.     

北部湾东北部水团分布及季节变化分析

基于2016年9月—2017年8月北部湾海域棕囊藻调查9个航次的温度、盐度和密度等水文数据,通过K-mean动态聚类分析方法分析了研究海域水团的分布及季节变化过程。根据温盐资料将研究海域的海水类型分为低温高盐的陆架底层水团、陆架表层混合水团和低盐沿岸水团。通过20°10′N断面上多期次的温盐分布特征揭示了北部湾整体上逆时针环流在北部湾东侧陆坡的存在;通过大面水文调查的结果揭示琼州海峡的余流特征,并结合卫星漂流浮标运动轨迹揭示了珠江冲淡水对研究海区水团分布的影响。本研究丰富了对北部湾东北部水团分布和季节变化的认知,对研究该海域赤潮发生、发展规律有指导意义。     

多元统计及物源分析支持的北部湾东部海域沉积物输运趋势

通过对北部湾东部海域表层底质样的粒度和重矿物分析,获得了粒度和矿物组成特征。对粒度进行因子分析获得了4个主控因子,其中因子2和3分别代表细颗粒的悬移质组分和陆源粗颗粒推移质组分,指示来自琼州海峡和北部湾西岸、西北岸的物源贡献,而且因子2的高得分区与弱环流背景相吻合;因子4反映了粤西和海南岛东岸沿岸流的物源贡献。采用重矿物组合,将研究区沉积物的物质来源划为4个分区。分别对4个物源分区使用粒径趋势分析模型,把它们合并后获得了整个研究区的趋势矢量,其中海湾北部沉积物输运汇聚中心的位置与余环流的中心位置基本一致,海南岛西部海域沉积物显示为向北输运的特征,与地貌、水动力特征基本吻合,在一定程度上可消除物源混合造成的影响。在使用粒径趋势分析模型获取沉积物净输运方向时,需要综合考虑物源差异和空间尺度对沉积物粒径趋势的影响。     

北部湾沉积物中重金属元素的地球化学特征及物源初探

本文根据北部湾沉积物岩心样调查结果计算了铜、铅、锌、镉、汞、砷等重金属元素的背景值,并分析了其与南海陆架区和南海全海域沉积物背景值、广西土壤背景值之间的差异.对北部湾表层沉积物中重金属含量及近10 a的变化趋势以及岩心样中重金属元素含量近百年以来的变化趋势综合分析结果表明:北部湾近岸海域沉积物中铜、砷、汞、镉重金属元素含量总体呈增长趋势,北部湾中部海域沉积物中重金属元素含量的年际变化有升有降,至湾口处沉积物中重金属元素的含量基本不变.综合评价结果表明,北部湾近岸沉积物中砷、汞、镉等重金属元素的地球化学特征明显受到广西人类活动的影响.北部湾沉积物中的重金属元素主要来源于人类活动影响下的广西沿岸陆源输入,经由琼州海峡的外部海域物质输入也有贡献.     

Analysis of the spatial and temporal distributions of ecological variables and the nutrient budget in the Beibu Gulf

Based on a hydrodynamic-ecological model, the temperature, salinity, current, phytoplankton(Chl a),zooplankton, and nutrient(dissolved inorganic nitrogen, DIN, and dissolved inorganic phosphorous, DIP)distributions in the Beibu Gulf were simulated and the nutrient budget of 2015 was quantitatively analyzed. The simulated results show that interface processes and monsoons significantly influence the ecological processes in the gulf. The concentrations of DIN, DIP, phytoplankton and zooplankton are generally higher in the eastern and northern gulf than that in the western and southern gulf. The key regions affected by ecological processes are the Qiongzhou Strait in winter and autumn and the estuaries along the Guangxi coast and the Red River in summer.In most of the studied domains, biochemical processes contribute more to the nutrient budget than do physical processes, and the DIN and DIP increase over the year. Phytoplankton plays an important role in the nutrient budget; phytoplankton photosynthetic uptake is the nutrient sink, phytoplankton dead cellular release is the largest source of DIN, and phytoplankton respiration is the largest source of DIP. The nutrient flux in the connected sections of the Beibu Gulf and open South China Sea(SCS) inflows from the east and outflows to the south. There are 113 709 t of DIN and 5 277 t of DIP imported from the open SCS to the gulf year-around.