1998年冬季南海上层环流诊断计算

基于1998年11月28日至12月27日的调查航次的CTD资料,采用P矢量方法对调查期间南海环流进行了诊断计算,也对比了在此期间TOPEX/ERS卫星高度计SSH的资料,得到了1998年冬季南海上层环流的以下一些重要特征.(1)南海中部环流系统主要特征:在冬季越南近岸出现西边界南向射流.这支沿岸南向射流以东、114°E以西存在一个尺度大的、显著气旋式环流,它位于南自10°N左右北至16°N附近区域.在区域东中部存在一个尺度不大的、较弱的反气旋暖涡.该反气旋涡中心约位于14°N附近.在上述强的气旋式环流涡与较弱的反气旋式环流涡之间,存在一支强的、逆风方向的,即偏东北方向的海流.上述是冬季南海中部基本流态,并与200m处水平温度分布与密度分布有很好的对应.产生上述基本流态的动力原因有两个:1)在偏东北季风作用下,与地形变化相互作用,是本文首次提出的,并指出,其动力原因与冬季黄海暖流形成机制有相似之处;2)由于斜压场与地形的联合效应(JEBAT).(2)在海区南部存在一个反气旋式环流,在加里曼丹岛西北还有一个尺度不大、冷的气旋式涡.(3)南海北部环流系统:1)在吕宋岛西北明显地存在一个气旋环流系统,并有3个冷水中心;2)在此气旋式环流系统的一个冷水中心(约19°30'N,119°30'E)以西,存在一个反气旋式涡;3)在海南岛以南出现一个暖的、反气旋式环流;4)在南海北部,114°E以东、广东沿岸外侧存在一支东北向流.这是管秉贤首次指出的,冬季时出现南海暖流.(4)上述1998年冬季南海上层环流的一些重要特征都与此期间TOPEX/ERS-2卫星高度计SSH分布有较好的相对应.     

南海中尺度涡的季节和年际变化特征分析

以11a(1993—2003年)TOPEX/Poseidon、Jason和ERS1/2高度计的融合资料为基础,统计了南海中尺度涡的时空分布,分析了南海中尺度涡的季节和年际变化,并结合QuikSCAT、ERS1/2风场资料初步探讨了南海中尺度涡形成的可能机制。研究结果表明,南海中尺度涡存在明显的季节和年际变化,而季风强迫是这种变化的主要驱动因素。冬季冷涡(气旋涡)主要分布在吕宋岛西北和越南东南海域,而暖涡(反气旋涡)主要在18°N以北出现。春季暖涡在南海中部开始出现并得到充分发展。夏季暖涡明显多于冷涡,暖涡主要分布在越南东南和吕宋岛西北海域,而冷涡分布于越南以东和南海东北部。秋季冷涡主要分布在越南沿岸,暖涡则分布在南海东北部;11a海面高度异常均方根的时空分布变化也显示了南海中尺度涡存在较强的年际变化。     

简讯

海峡两岸合作勘探南海油气 中国海洋石油总公司与我国台湾“中油公司”签订的“台南盆地与潮汕凹陷部分海域协议区物探协议”于1998年4月16日正式批准生效,5月1日开始执行。 该协议是海峡两岸两大石油公司根据经济上平等互利原则签订的第一个合作协议。“物探协议区”位于116°30′E～118°30′E、20°55′N～22°50′N范围内的南海珠江口海域,毗邻台湾海峡位于台湾省高雄市以西250公里和广东省     

影响南海海域的季风风系

我国属季候风影响的地区,直接影响我国地面的大气环流是季风气流。在南海海域,气流流场的位置变化、强度、范围均有明显的季节性变化。冬季以东北或西北季风气流为主,夏季以西南和东南季风气流为主。南海海域主要受这两股季风风系的影响。 今年4月份,在5°30′N～20°30′N,108°00′E～119°00′E范围的南海海域,大范围的南海季风试验项目。这一试验被列入国家科委95攀     

1998年夏季南海水团分析

根据 1 998年夏季“南海季风试验 ( SCSMEX)”期间所获的 CTD资料 ,使用系统聚类、Fuzzy模式聚类、Bayes判别分析和 Fuzzy分析等水团分析方法 ,对南海水体的结构和水团配置状况等进行了分析 ,划出了南海存在的 9个主要水团 ,并对各水团的温、盐度特征进行了初析。在调查期间 ,南海本地水 (南海水 )几乎控制了整个调查海区 ,而黑潮水仅出现在台湾岛的西南海域 ;海水强烈混合发生在吕宋海峡附近 ;在中南半岛以东和吕宋岛以西海域 ,表层水明显下沉 ;在南海东南部可能有来自苏禄海的海水 ,其温、盐度特征类似于吕宋海峡中的黑潮水     

南海东北部海域中尺度涡的季节和年际变化

采用7a的T/P高度计资料对南海东北部海域海面高度异常及其季节变化和年际变化进行研究。研究表明该海域是中尺度涡的高能量区,尤其经常生成强的反气旋涡;海面高度异常的均方根高值区(即中尺度涡的高能量区)主要分布在台湾西南部(21.3°N,119.0°E)和吕宋岛西北(19.5°N,119.5°E)附近的深水海域;海面高度异常的均方根值随季节有明显的变化,春季是中尺度涡最弱的季节,均方根值最小,夏季次之,秋、冬是中尺度涡最强的季节,均方根值最大;海面高度异常的均方根值也表现出显著的年际变化,特别在ElNi no事件期间(1997年)其年均方根值最小。     

近普里兹湾大陆架外水域水文物理特征

通过１９９０年１２月～１９９１年１月中国＂极地＂号南印度调查资料分析得出如下一些重要结论：（１）８３°Ｅ以西、６４°Ｓ以北海域，南极夏季表层水厚度约２０ｍ，冬季残留水厚度３０～７０ｍ，７０ｍ以下的水层逐渐过渡到南极深层水。南极深层水中心温度最高，为１．８５～２．００℃；８３°Ｅ以东、６４°Ｓ以北海域，０～３０ｍ为南极夏季表层水，５０～１００ｍ层为南极冬季残留水，１００ｍ以下为南极深层水。深层水中心温度普遍降低，最低为１．０４℃，最高为１．４９℃。它表明８３°Ｅ以东区域受陆架水影响更明显。（２）８３°Ｅ以西，６４°Ｓ以南海域，为深水大洋向陆架浅海过渡区域，温度由北向南迅速降低，普里兹湾基本为陆架低温水所盘据；８３°Ｅ以东、６４°Ｓ以南海域主要为西冰架、谢克尔顿冰架低温水，６４°Ｓ附近形成东西方延伸的温、盐锋面。（３）由动力计算知，在８３°Ｅ以西主要为反时针方向环流；８３°～９８°Ｅ中间，６３°Ｓ南北各有一个顺时针环流；９８°Ｅ以东基本为南向流控制。但是，近岸有一顺时针涡旋。（４）８３°Ｅ以西水文锋面主要有夏季表层水锋面；８３°Ｅ以东主要为陆坡区温度锋，是陆架外高温水与陆架低温水之间过渡带。（５）８３°Ｅ是水文     

南海海气界面潜热通量的分布特征及其对西南季风爆发影响的初步分析

利用1982年1月至2001年12月逐日的Re_NCEP南海海表面潜热通量资料,分析了南海夏季西南季风爆发早年和晚年潜热通量在南海的时空分布特征;并通过相关对比诊断分析了潜热通量对西南季风爆发及强度的影响,初步给出了其动力学机理。结果表明,季风爆发早、晚年的前一年冬季至初春(12~3月),南海南部(5°~13°N,100°~120°E)和北部(13°~22°N,105°~120°E)的潜热通量距平符号相反,呈现反位相,季风爆发早(晚)年,前一年冬季至次年初春,南海北部的潜热通量为正(负)距平,南海南部则为负(正)距平;在季风爆发的早年和晚年,南海潜热通量表现出明显的差异,春、夏、秋季南海潜热通量正距平持续时间短(长),季风强度偏弱(强)。南海北部的潜热通量和南海北部季风强度隔季正相关。当潜热通量为正(负)距平时,同期和滞后1~3个月的海温均为负(正)异常,加大(减小)了春季南海和周围陆地陆暖海冷的海陆温差,有利于西南季风在南海北部的早(晚)爆发,西南风异常偏强(弱)。     

我国第一代实用海洋数据资料浮标投入运行

由国家海洋局南海分局组织领导、由分局与海洋技术研究所联合组成的浮标布放管理、技术保障小组,于今年三月二十九日和四月一日,使用向阳红五号船成功地把“中国浮标1”和“中国浮标2”布放在我国南海珠江口大万山东南偏东约92海里(114°09′17″E,20°29″49″N)和海南岛榆林港南部约45海里(109°31′49″E,17°29′46″N)靠近石油开发区的海域。目前,这两个浮标工作正常,定时通过卫星向南海分局发送布放点的风速、风向、湿度、气压、气温、水温、海流、波浪等海洋气象水文实测资料。这是迄今为止我国正式投入运行的第一代实用海洋资料浮标。     

巴士海峡及其附近夏季环流分布特征

通过对这一海域1971年夏季地转流,温度,盐度,磷酸盐及硅酸盐等分布的分析指出,至少在这一年夏季,通过巴士海峡的太平洋和南海的水交换是很弱而不深入的;从1200m层以浅来看,水交换还是以自南海流向太平洋为主。黑潮水只现出在巴士海峡中诸岛以西至大约120～121°E的海域。黑潮作为强大的经向流,阻挡了太平洋水纬向地深入南海。由巴士海峡进入南海的黑潮水,又受到东沙群岛附近较冷水体的屏障,未能深入南海,而迂回于巴士海峡以西附近。     

基于Argo数据的吕宋海峡东部海域的会聚区特征分析

利用2010-2013年的Argo浮标观测资料,对吕宋海峡东部海域(19°~23°N,123~127°E)的会聚区特征进行综合分析。研究结果如下:(1)吕宋海峡东部海域4个季节表面的声速从大至小依次为夏季、秋季、春季和冬季,夏季最大为1 543.5m/s,冬季最小为1 533.4m/s;混合层深度从大到小依次为冬季、秋季、春季和夏季;(2)采用WOA13气候态数据对声速剖面进行深海延拓,获得全海深的声速剖面,分析4个季节的声道特征。声道轴深度和声速较为稳定,声道轴深度在1 000~1 040m之间,声道轴处的声速为1 482m/s,4个季节的平均声道厚度都超过4 500m,利于会聚区形成;(3)研究区较易发生会聚现象,发生会聚现象概率高于50%的占70.6%;会聚现象的发生概率季节变化明显,春季、冬季极易发生声场的会聚现象,夏季最小;(4)运用RAMGeo声场模型对研究区4个季节的声传播损失进行仿真,分析会聚区的季节变化特征。当声源深度100m,接收深度10m时,第一会聚区,离声源的距离在61~64km左右,夏季离声源最近,春、冬季较远;会聚区宽度上,夏季最宽为10km,春季最窄为4.6km;会聚区增益分布特点与会聚区宽度刚好相反,春季最大为14.6dB,夏季最小为8.5dB。     

南海等密度面环流季节变化的数值模拟研究

In this study, we develop a variable-grid global ocean general circulation model(OGCM) with a fine grid(1/6)°covering the area from 20°S–50°N and from 99°–150°E, and use the model to investigate the isopycnal surface circulation in the South China Sea(SCS). The simulated results show four layer structures in vertical: the surface and subsurface circulation of the SCS are characterized by the monsoon driven circulation, with basin-scaled cyclonic gyre in winter and anti-cyclonic gyre in summer. The intermediate layer circulation is opposite to the upper layer, showing anti-cyclonic gyre in winter but cyclonic gyre in summer. The circulation in the deep layer is much weaker in spring and summer, with the maximum velocity speed below 0.6 cm/s. In fall and winter, the SCS deep layer circulation shows strong east boundary current along the west coast of Philippine with the velocity speed at 1.5 m/s, which flows southward in fall and northward in winter. The results have also revealed a fourlayer vertical structure of water exchange through the Luzon Strait. The dynamics of the intermediate and deep circulation are attributed to the monsoon driving and the Luzon Strait transport forcing.     

吕宋海峡附近海域海表面高度季节内变化

利用1993～2017年海表面高度异常数据集,分析研究了西北太平洋季节内变化(20～120d)的整体分布特征,结果表明空间上季节内信号在20°N附近海域(16°～24°N)最强,时间上在6～8月达到一年中的最大值。在吕宋海峡东侧(123.875°E,20.125°N)季节内信号周期(70d)和传播速度(10.7～12.7cm/s)均大于吕宋海峡西侧(119.625°E, 20.125°N)(60 d, 6.5～7.8cm/s)。在大洋内部(123°～140°E, 18°～24°N)存在准90d的周期信号,传播速度约10.3cm/s。传播路径受黑潮的影响发生改变,由沿纬度西传转向向西北方向传播。第一斜压Rossby波理论对海表面高度季节内变化的周期和传播速度具有很好的解释性。     

基于观测的南海越南沿岸次表层涡旋

In this study, subsurface eddies near the Vietnam coast of the South China Sea were observed with in situ observations, including Argo, CTD, XBT and some processed and quality controlled data. Based on temperature profiles from four Argo floats near the coast of Vietnam, a subsurface warm eddy was identified in spring and summer. The multi-year Argo and Global Temperature and Salinity Profile Programme(GTSPP) data were merged on a seasonal basis based on the data interpolating variational analysis(DIVA) method to reconstruct the three-dimensional temperature structure. There is a warm eddy in the central subsurface at 12.5°N, 111°E below300 m depth in spring, which does not exist in autumn and is weak in winter and summer. From CSIRO Atlas of Regional Seas(CARS) and Generalized Digital Environment Model(GDEM) reanalysis data, this subsurface warm eddy is also verified in spring.     

南海中尺度涡的时空变化规律Ⅰ.统计特征分析

利用TOPEX/Poseidon混合ERS1/2高度计资料对1993～2002年间南海中尺度涡进行辨认和动态追踪,并对其时空变化规律进行统计分析,结果表明:南海平均每年出现18个涡旋,出现数量的年际变化与El Niño/La Niña有一定关系.多数涡旋的生命周期在180 d以内,近半数为30～60 d;半径大致在100 km到250 km间,其经向变化与斜压罗斯贝变形半径的经向变化趋势一致;80%的涡旋向西移动,纬向移速大致为在-8 cm/s到3 cm/s间,随纬度变化呈“∑”型分布.涡旋发生的区域主要位于越南南部以东至台湾西南一线海域,呈东北-西南向分布,其中,吕宋海峡以西海域和越南南部以东海域涡旋的出现概率相对较大,约为23%和25%,是涡旋的高发区.涡旋的存在对水深大于200 m海域的海面高度变化的平均贡献约为36%,在涡旋高发区的贡献高达80%.从涡旋出现地点、传播路径和速度、出现概率及对海面高度变化的贡献综合来看,涡旋大体可以沿17°N分成南北两个相对独立系统,一般不会有涡旋跨系统传播.     

基于遥感的吕宋岛西北部海域灯光渔船空间分布及其与海洋涡的关系

利用2014年夜光遥感数据分析吕宋岛西北部海域（18°~22°N,117°~120°E）灯光渔船的聚集性分布特征,并结合遥感环境数据研究引起该海域渔船聚集的海洋环境机制。研究结果表明:（1）2014年研究区的渔船灯光主要出现在2-4月,其中,3月灯光像元数量最多（3 417个）,其次是4月（1 780个）和2月（573个）;（2）日灯光像元数量时间序列结果显示,渔船灯光集中出现在2月23日至3月8日（T1）,3月25日至4月7日（T2）,4月23日至4月27日（T3）3个时段,其中,T1期间,灯光像元在18.6°~20.1°N,117.9°~118.6°E（A区）聚集;T2期间,灯光像元在18.6°~20.1°N,117.9°~118.6°E（B区）聚集;（3）A区和B区两个灯光密集区叶绿素a浓度升高可能与起源于吕宋岛西北部的冷涡相关。     

吕宋海峡水交换季节和年际变化特征的数值模拟研究

利用ROMS(Regional Ocean Modeling System)建立了一套覆盖西北太平洋的涡尺度分辨率环流模型,并对吕宋海峡附近的环流进行了模拟研究。结果表明,吕宋海峡120.75°E断面净流量季节变化显著,全年均为西向输运,6月份达到最小,为0.40×106 m3/s,然后逐渐增大,在12月份达到最大,为6.14×106 m3/s,全年平均流量为3.04×106 m3/s。在500 m以浅,秋、冬季都有明显的黑潮流套存在,并伴有黑潮分支入侵南海,而春、夏季黑潮南海分支减弱或消失,黑潮入侵不明显。在500 m以深,冬、春季,吕宋海峡以东有非常明显的南向流存在,流速约10 cm/s,而到了夏、秋季该南向流出现明显的减弱,黑潮与南海的水交换主要通过吕宋海峡以北的吕宋海沟进行。在垂向结构上,120.75°E断面浅层呈多流核结构,并且流核的位置和强弱受黑潮的季节性变化影响显著,深层流的季节变化不大。在年际尺度方面,吕宋海峡年际体积输运量异常与Niño3.4滞后6个月相关系数达到41.6%,吕宋海峡水交换与ENSO现象有较为显著的正相关关系,并存在2~3 a和准8 a周期的年际变化。     

南海表层流场的卫星跟踪浮标观测结果分析

运用卫星跟踪漂移浮标资料分析南海表层海流 ,研究了有关海域的表层海流特征。结果表明 ,秋、冬季入侵南海的黑潮水有一小部分沿台湾南岸折回黑潮主干 ,并有时在台湾西南外海形成反气旋涡旋 ,其余大部分黑潮水西行进入南海内部。吕宋岛西部沿岸流始于 1 3°N以南 ,沿菲律宾西海岸北上抵达吕宋岛西北角 ,与黑潮水混合后西行     

东海营养盐结构的时空分布及其对浮游植物的限制

本文根据2013年东海海域(120°—128°E、25°—33°N)春、夏、秋、冬的4个航次调查资料,分析了营养盐结构的时空分布并探讨其对浮游植物生长限制的情况。结果表明:(1)东海DIN(无机氮)/P(磷)、Si(硅)/DIN及Si/P比值受各种水团及浮游植物生长周期的影响较为明显,长江冲淡水与沿岸水的交汇作用控制着全航次DIN/P比值,基本呈近岸高、远海低的分布规律,而Si/DIN比值的分布则相反。春、夏季Si/P高值区主要分布在近岸,而秋、冬季则开始由中部海域向远海扩展。(2)研究海域浮游植物的生长主要受到N和P的限制,126°E以西的近岸及中部海域以P限制为主,而126°E以东的黑潮区受N限制;在季节变化上又以夏季受到营养盐的限制最明显。(3)与2001—2010年同期历史资料相比,2013年夏季航次受P限制站位数量比过往10年有所增加,限制范围由28°—32°N、123°E以西的长江口及浙北沿岸海域扩展到了126°E以西的东海中部及近岸水域;受N限制站位基本集中在126°—127°E以东黑潮区海域,但空间范围比十年前增大。     

1998年冬季南海环流的三维结构

利用1998年11月28日至12月27日南海的调查资料,采用三维海流诊断模式,计算了冬季南海三维海流,所得结果如下:(1)冬季南海环流系统方面:1)南海北部,在吕宋西北海域分别存在一个气旋式、反气旋式涡.2)南海中部,在越南近岸存在较强的、南向的西边界射流.其以东海域出现较强的气旋式环流.南海中部东侧海域存在一个较弱的反气旋式环流.3)南海南部,一般流速较弱.在112°E以西受反气旋式环流所控制,加里曼丹岛西北海域存在气旋性环流.由于受调查海域所限,这两个环流只部分出现.(2)上述环流系统与200 m层水平温度、密度分布对应较好.(3)南海冬季环流垂向速度分布方面:1)表层,南海北部,在吕宋西北为范围较大的上升流海区.而在东沙群岛附近海域出现了下降流.海南岛以南及东南海域也存在下降流.南海中部,越南以东海域出现范围较大的下降流,其以东为上升流海域,而在巴拉望岛西北海域又出现下降流.南海南部,基本上被上升流海域所控制.2)次表层与表层不同,例如在次表层,海南岛东南部海域出现上升流.中层和深层垂向速度分布与次表层相似.(4)关于南海垂向速度分量分布的动力原因:在表层,风应力旋度场起着主要作用;在次表层,β效应与斜压场相互作用是重要的动力因子,而风应力旋度场和β效应与正压场相互作用也有一定影响;在南海中部等区域的中层以及在南海的深层,主要受B效应与斜压场相互作用和B效应与正压场相互作用的共同作用.