南海北部春季海流的垂向变化

对南海北部一连续观测站的春季海流资料进行功率谱分析,潮流调和分析及统计分析,得到了南海北部春季海流垂向结构的基本特征为：（１）实测平均海流偏Ｗ向流动并随深度的增加稍作逆时针方向偏转,平均流速随深度的增加而减小,实测海流的日周期明显,在垂向上,近底层（３００ｍ）的功率谱峰值明显比其它水层的大,表明该层海流包含的日周期波动最强;（２）海区的日潮流相当强,其最大流速（Ｋｋ１＋Ｗｏ１）在近底层最大;日潮流     

南海北部春季海流的垂向变化

对南海北部一连续观测站的春季海流资料进行功率谱分析、潮流调和分析及统计分析,得到南海北部春季海流垂向结构的基本特征为:(1)实测平均海流偏W向流动并随深度的增加稍作逆时针方向偏转,平均流速随深度的增加而减小;实测海流的日周期明显,在垂向上,近底层(300m)的功率谱峰值明显比其它水层的大,表明该层海流包含的日周期波动最强;(2)海区的日潮流相当强,其最大流速(WK1 WO1)在近底层最大;日潮流作顺时针方向旋转,其椭圆长轴基本上为偏NW—SE向;(3)海区的平均余流呈偏W向流动,在200m层相对较稳定,随深度的增加其方向略呈逆时针方向偏转,量值呈减弱趋势。     

南海暖流——广东外海一支冬季逆风流动的海流

关于南海(包括18°N 以北的南海北部)表面流及环流系统,国内外已有许多研究。例如,自五十年代以来,Dale(1956)曾对南海的漂流进行了广泛的研究,并提出了逐月表面海流图。Wyrtki(1957)也对东南亚海域的表面环流作过全面的分析,还绘出了隔月的表面海流图。其后,Wyrtki(1961)又在他著称的 Naga 报告中,进一步对这一海域的表面环流和环流的动力学作了比较深入的研究。近年来,Kwan Ming Chin(1970),Williamson(1970),Watts(1971a,1971b,1973)等引用六十年代及七十年代初     

南海北部大陆坡区斜压海流的垂向结构

对南海北部陆坡区一定点站连续28.6d的27个等间隔水层(11,15,…,115m)的ADCP海流观测资料进行正压海流、斜压海流分解, 运用调和分析、功率谱分析和能量计算等方法着重对观测点各水层的斜压海流的时间序列进行研究.得到如下结果:(1)斜压海流向岸分量平均值、斜压海流两分量样本标准差、斜压海流K1分潮流振幅、斜压海流的平均涡动动能以及斜压海流向岸分量功率谱显著的谱峰值的垂向分布均随深度的增加由大变小再变大.(2)斜压海流的日周期显著, 斜压海流的日分潮流的椭圆长轴方向偏NW-SE向, 日分潮流作顺时针方向旋转;斜压海流的日分潮流迟角的垂向分布是:约以67m为界,界面附近水层的迟角变化较大,远离界面的水层的迟角分布较稳定,界面上、下水体的迟角反向;67m层以浅水层, 相对集中在300°附近,67m以深水层,主要分布在120°周围.(3)斜压海流的平均涡动动能较大,约占实测海流平均动能的41%,其向岸分量大于沿岸分量, 且其大小与日分潮流椭圆的长短轴分布相对应.(4)斜压海流功率谱峰值显著周期在24h左右;19与99m层相同,为23.6h,55m层为24.4h;斜压海流向岸分量与沿岸分量功率谱的显著谱峰值的垂向分布有所不同, 前者随深度增加由大变小再变大,后者则随深度增加而减小.     

南海北部海流观测结果及其谱分析

为了掌握南海北部海区的海流及潮流情况,利用2000年8-11月在南海北部海区75天的ADCP定点流速观测资料,对海流的观测结果、海流前进矢量图、海流的日平均流速、海流随时间和深度的变化情况、正压流速的矢量旋转谱和斜压流速的二维矢量频率波数谱以及正压潮流进行了分析研究。结果表明,此处海流主要为逆时针方向旋转,并且K1和M2为主要分量。这说明南海北部海区的海流及潮流变化比较复杂,需要大范围的长期观测才能更好她掌握其特征与变化规律。     

南海北部陆架陆坡区海流观测研究

针对2006-2009年期间,南海北部陆架陆坡区3个站ADCP海流连续观测资料,采用功率谱分析、潮流调和分析方法,重点分析了陆架陆坡区100 m,200 m和1 200 m水深海域海流的垂向结构,探讨了环流的季节变化和空间分布特征,特别讨论了南海暖流和北陆坡流的时空变化特征。结果表明,陆架陆坡区潮流类型属于不规则日潮,深水站点中层表现为正规全日潮类型,垂向为"三层结构",甚至更加复杂。O₁,K₁,M₂,S₂等分潮总体上为顺时针旋转,在深水站点,基本表现为西北－东南走向的往复流形态。从能量角度看,表层和底层海流中,潮流所占份额较大,分别占30%~40%和40%~50%,中层较小,约为20%。对东沙群岛西南陆架陆坡区环流,观测计算结果证实了西向强流的存在,且垂向结构具有显著的季节变化,在200 m水深处没有明显的南海暖流,只是10~30 m以上层次存在逆风海流。海南岛以东海域连续15个月表层环流的结果表明,冬季明显受到南海暖流的影响,存在东北向的逆风海流,夏秋季的环流表现为西南向,流速较强,夏季也存在逆风情况,造成上述情形的原因可能是该地南海暖流的流轴具有季节性变化——冬季偏南,夏季偏北。     

夏季南海北部微型浮游动物群落

根据2014年8月至9月于珠江口至南海中部断面(18°00'~22°00'N,114°00'~116°00'E)的南海北部海域进行采样调查,并进行了微型浮游动物群落分析。共发现微型浮游动物142种,隶属于2门44属,其中砂壳纤毛虫28属78种,占所有发现物种数的54.93%;寡毛类纤毛虫14属59种,占所有发现物种数的41.55%。优势类群为:拟卡金斯急游虫(Strombidium paracalkinsi)、具沟急游虫(Strombidium sulcatum)、维尔伯特急游虫(Strombidium wilberti)和无节幼体(nauplii)。调查区微型浮游动物的丰度介于11.43~959.35 ind/L之间,平均值为264.99 ind/L。微型浮游动物垂直分布总体特点是密集区位于50 m水层,50 m水层之下丰度逐渐减少。表层微型浮游动物丰度高值区位于J5-I1站位之间。断面的香农-威纳指数范围在0.92~4.18之间,平均值为2.77;均匀度指数在0.63~1之间,平均值为0.87。应用典范对应分析(CCA)发现温度和盐度是影响微型浮游动物群落的重要因素。通过对连续追踪站位的调查发现,上层水体微型浮游动物群落丰度随着时间而发生一定的变化,下层水体相对较平缓。微型浮游动物昼夜的垂直丰度变化与叶绿素浓度昼夜变化大致相符。     

南海北部冬季逆风海流的一些时空分布特征

1982年2—3月“南海暖流动力学实验”结果表明:南海东北部深水区域冬季流场以斜压性流为主要分量。据此,本文重新分析了1966—1968及1975年冬季在南海北部观测所得的温度断面资料以探索这支逆风海流的分布变化特征。分析表明,东北向逆风海流以汕头外海为最稳定和强大,海南岛东南方的也相当稳定。在这两断面上,东北向流的存在时间尺度可达4—6个月以上。冬季东-西向的空间尺度有时可达6个经度。但这些断面上的热结构与相应的海流结构在水平及垂直方向上都很复杂。除南海东北部外,逆风海流很不稳定。这支海流与副热带逆流颇为类似。     

2009 年夏季南海北部的浮游植物群落

根据2009 年8 月份对南海北部(18°～22°N, 110°～117°E)水域22 个采水站位的调查, 分析夏季调查区浮游植物的群落结构特征。通过Uterm?hl 方法共鉴定出浮游植物5 门60 属109 种(不包括未定种),群落组成以硅藻为主, 其次是甲藻。浮游植物生态类群以广温广布型种为主, 调查区的优势种为柔弱伪菱形藻Pseudo-nitzschia delicatissma, 菱形海线藻Thalassionema nitzschioides, 颗粒直链藻Melosiragrannulata, 尖刺伪菱形藻Pseudo-nitzschia pungens, 矮小短棘藻Detonula pumila, 原多甲藻Protoperidinium sp., 以及冰河拟星杆藻Asterionopsis glacialis。调查区细胞丰度介于0.009×10³个/L到249.930×10³个/L, 平均8.197×10³个/L。南海北部表层浮游植物细胞丰度由近岸向外海逐渐降低,高值区位于珠江口附近以及南部水域, 甲藻在广东沿岸附近出现高值。调查区浮游植物丰度在垂直方向随着水深的增加而递减。Shannon-Wiener 多样性指数和Pielou 均匀度指数在珠江口南部和广东沿岸站位出现低值区, 群落结构稳定性较差。     

2004年夏季中国南海北部的浮游植物

报道了2004年夏季南海北部18个大面测站浮游植物的调查结果。应用Utermhl方法初步鉴定出浮游植物4门74属159种,平均细胞丰度为(115.05±438.89)×103个/L(n=91),其中硅藻在物种丰富度和细胞丰度上占绝对优势;其次为甲藻。主要优势种为柔弱伪菱形藻Pseudo-nitzschiadelicatissima、旋链角毛藻Chaetoceroscurvisetus、皇冠角毛藻Chaetocerosdiadema、具齿原甲藻Prorocentrumdentatum和冰河拟星杆藻Asterionellopsisglacialis。调查区浮游植物表层细胞丰度的平面分布从沿岸向外海迅速减少,高值区分布在广东沿岸和珠江口附近海域。同1999年同期资料相比,浮游植物细胞丰度增加1倍,但平面分布趋势相同。调查区浮游植物垂直分布总体特征是由水体表层到底层,细胞丰度逐渐减少。细胞丰度密集区位于水体表层,但是只有S2断面出现了次表层最大值现象,其垂直剖面分布同叶绿素a、铵盐、溶解氧以及盐度密切相关。整个调查区浮游植物的多样性程度是低的。     

试论夏季南海北部环流的形成机制

继续讨论了南海北部环流在夏季的形成机制，认为是由充沛的雨量引起，或可简称为“淡水驱动”。     

2008年夏季南海北部海区生物光学特性的垂向变化特征

Vertical variability in the bio-optical properties of seawater in the northern South China Sea(NSCS) including inherent optical properties(IOPs) and chlorophyll a concentration(Chl) were studied on the basis of in situ data collected in summer 2008 using an absorption/attenuation spectrophotometer. An empirical model was developed to estimate Chl profiles based on the absorption line height at long wavelengths, with a relative root mean square error of 37.03%. Bio-optical properties exhibited large horizontal and vertical spatial variability. As influenced by coastal upwelling and the Zhujiang River(Pearl River) discharge, both IOPs and Chl exhibited high values in the surface waters of the inner shelf, which tended to decrease with distance offshore. Subsurface maximum layers of IOPs and Chl were observed in the middle and outer shelf regions, along with significantly higher values of attenuation coefficients beneath this layer that rapidly increased towards the bottom. In the open ocean, both IOPs and Chl exhibited consistent variability, with the subsurface maximum layer typically located at34–84 m. Phytoplankton were found to be one of the major components in determining the vertical variability of bio-optical properties, with their vertical dynamics influenced by both physical forcing and light attenuation effects. The depth of the subsurface maximum layer was found to be closely related to the fluctuation of the oceanic thermocline and the depth of the euphotic zone, which also affected the total integrated biomass of the upper ocean. Typically high values of attenuation coefficients observed in the bottom waters of the continental shelf reflected the transport of particulate matter over the bottom boundary layer. Our results reveal large spatial differences in bio-optical profiles in response to complex marine ecodynamics in the NSCS. From the perspective of marine research, high-resolution optical measurements are clearly advantageous over conventional bottle sampling.     

2014年夏季南海北部浮游植物群落结构

2014年8月20日-9月6日对南海北部(18°~22°N,114°~116°E)的11个站位进行了浮游植物群落结构的调查,其中2个站位为时间连续站。共鉴定出浮游植物4门68属229种(包括变种、变型及未定种),其中硅藻门43属147种,甲藻门20属75种。浮游植物平均细胞丰度为16.318×103 cells/L,硅藻的平均细胞丰度为14.653×103 cells/L,占总丰度的89.80%,硅藻的分布决定了浮游植物的分布。近岸冲淡水含有丰富的营养盐,因此近岸海域的细胞丰度高于大洋海域,垂直分布表现出先增加后降低的趋势。本次调查的优势种为铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebautii)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、拟脆杆藻(Fragilariopsis sp.)、短孢角毛藻(Chaetoceros brevis)、菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)、柔弱伪菱形藻(Pseudo-nitzschia delicatissima)、尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)、扁面角毛藻(Chaetoceros compressus)、洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus)以及海洋角毛藻(Chaetoceros pelagicus),各优势种的分布趋势相似,呈现出近岸高于外海的趋势。Shannon-Weiner多样性指数与Pielou均匀度指数的平均值分别为2.37和0.56。浮游植物昼夜垂直变化明显。典范对应分析结果显示浮游植物空间分布主要受总氮盐、硅酸盐、微型浮游动物与盐度的影响。根据细胞丰度进行的站位的聚类分析显示浮游植物群落明显可划分为近岸群聚与大洋群聚。     

2011年夏季南海北部海区水团分析

根据2011年8月19日至9月12日南海北部开放航次的温、盐资料,采用模糊聚类分析方法,结合8、9月份的卫星高度计资料,研究了2011年夏季南海北部海区水团的特征和分布状况。在垂直方向上将南海北部水团划分为5类:近岸混合水团、南海表层水团、南海次表层水团、南海中层水团和南海深层水团,并对南海各个水团的分布,温、盐特性进行了细致的分析。结果显示,2011年夏季有黑潮水入侵南海,入侵范围止于119°E。结合卫星高度计资料反演的地转流场发现,流场内部有多个中尺度涡,主要包括东沙群岛东侧和吕宋海峡东侧的反气旋涡,以及东沙群岛南端的气旋涡,说明2011年夏季南海北部环流具有显著的多涡结构,并且该多涡结构对水团的垂向分布及黑潮入侵范围产生了一定影响。     

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.     

南海的深层海流观测

中国科学院南海海洋研究所,在过去历次投放测流浮标站经验的基础上,参考了国外深海浮标站的系留组成形式,于1981年春季以及1981—82年冬季南海北部的海洋学调查中,由“实验1号”和“实验3号”调查船,多次在陆波深水区施放锚碇测流浮标站,成功地取得了多层同步的首批海流连续观测资料,特别是深层海流的宝贵实测资料。这是在国内外首次获得的南海深层海流资料。     

南海北部冬、夏季浮游群落呼吸率

Plankton respiration is an important part of the carbon cycle and significantly affects the balance of autotrophic assimilation and heterotrophic production in oceanic ecosystems. In the present study, respiration rates of the euphotic zone plankton community(CR_(eu)), size fractionated chlorophyll a concentration(Chl a), bacterial abundance(BAC), and dissolved oxygen concentration(DO) were investigated during winter and summer in the northern South China Sea(n SCS). The results show that there were obvious spatial and temporal variations in CR_(eu) in the n SCS(ranging from 0.03 to 1.10 μmol/(L·h)), CR_(eu) in winter((0.53±0.27) μmol/(L·h)) was two times higher than that in summer((0.26±0.20) μmol/(L·h)), and decreased gradually from the coastal zone to the open sea. The distribution of CR_(eu) was affected by coupled physical-chemical-biological processes, driven by monsoon events. The results also show that CR_(eu) was positively correlated with Chl a, BAC, and DO, and that BAC contributed the highest CR_(eu) variability. Furthermore, the results of the stepwise multiple linear regression suggest that bacteria and phytoplankton were the dominant factors in determining CR_(eu)(R~2 = 0.82, p0.05) in the n SCS. Based on this relationship, we estimated the integrated water column respiration rate(CRint) within 100 m of the investigated area, and found that the relationship between the biomass of the plankton community and respiration may be nonlinear in the water column.     

2009年夏季南海北部的网采浮游植物群落

本文报道2009年夏季(7月19日～8月16日)在南海北部海域(18°N～22°30＇ N,109°30＇E～120°30＇ E)33个站位网采浮游植物的分析结果.经初步鉴定,共发现浮游植物4门54属180种(含变形及变种),其中硅藻门35属93种;甲藻门17属84种;金藻门1属1种;蓝藻门1属2种.浮游植物平均细胞丰度为6.02×104 cells·m3,呈现近岸区域高于远岸区域的平面分布格局.其中硅藻在细胞丰度上占有优势,其次为甲藻.调查区浮游植物的生态类型多为热带暖水性类群和广布性类群,部分大洋性物种.优势种为菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)、笔尖形根管藻(Rhizosolenia styliformis)、双凹梯形藻(Climacodium biconcavum)、距端假管藻(Pseudosolenia calcar-avis)和伏氏海线藻(Thalassionema frauenfeldiinfeldii).固氮蓝藻铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebautii)在调查海域广泛分布,主要集中在海南岛东部以北近岸和吕宋海峡海域,以E601站最多,高达1.06×107 cells·m-3,部分站位也有少数红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum)的分布.调查区浮游植物多样性程度较高,与细胞丰度平面上呈相嵌分布,仅在近岸出现低值.