南海中尺度涡温盐结构的季节特征及形成机制

本文利用最新的涡旋数据集和ARMOR3D数据,研究了南海中尺度涡温盐结构的季节特征及形成机制。合成分析的结果表明,在冬季,涡旋引起温度异常的水平分布在50米以浅表现为类似偶极型分布,而在50m以深则趋向于中心对称分布;在夏季,温度异常的水平分布均表现为中心对称的特征。涡旋引起盐度异常的水平分布也具有类似的季节特征,但是偶极型中的不对称性相对较弱。在垂向上,涡旋所致的温度异常表现为单层结构,而盐度异常则为三层结构。进一步的分析表明,涡旋所致温盐异常的垂向分布特征与背景温盐的垂向分层有关;而在50m以浅,温盐异常的水平分布的不对称特征主要由背景温盐场的水平平流所致。     

湛江湾三维潮汐潮流数值模拟

基于采用不规则三角网格和有限体积方法的FVCOM模式,建立湛江湾附近海域的三维潮汐潮流数值模型,通过验证,结果与观测数据符合良好,重现了湛江湾的潮位和潮流变化状况.根据模拟结果计算得湛江湾的潮汐有明显不规则半日潮特征,主要分潮波M2、S2、K1、O1主要从外海传入,不构成独立的潮汐系统,其中M2分潮的最大振幅为109c...     

南海北部的温盐热结构

分析讨论了南海北部水温垂直连续分布特征，得到一些令人感兴趣的结果。断面年均水温分布受年均风应力与在大陆架／斜坡地形相互作用制约，南海北部年均风为东北风、大陆架／斜坡区上基本是暖水带。除台湾浅雀同部大陆架／斜坡外，暖水中度与在陆坡坡度成正比。断面上的温踵怪，春季强度开始加强，温跃层上界深度变浅，夏季强度最强，上界深度最浅；秋季强度开始变弱，上界深度深；冬季强度最弱，上界深度最深。     

湛江湾浮游动物群落结构特征及其周年变化

2010年10月至2011年9月对湛江湾浮游动物进行了周年调查,研究了其群落结构的周年变化及影响因素。结果共检出浮游动物87种和29类浮游幼虫,隶属于16大类群,群落结构主要由桡足类(30种)、浮游幼虫(29类)和原生动物(23种)所组成,分别占总种类数的25.86%、25.00%和19.83%。浮游动物种类数以4月最多,2月和3月最少,4~9月的总种类数均高于其他月份。湛江湾浮游幼虫以底栖动物幼虫为主,在4月种类最多,5月丰度最高,4~7月为湛江湾海洋动物的繁盛时期。浮游动物优势种共有22种(类),其中浮游幼虫9类,原生动物7种,桡足类3种,水母类、毛颚类、被囊类各1种,以12月、4月和5月优势种最多(8种),2月最少(2种),无全年优势种,群落结构明显趋于小型化。各相邻月份的共有种类数在18~33种,物种更替率R的范围为37.25%~73.61%,多样性指数H'、均匀度J及丰富度d的年均值较低,分别为2.64、0.54和3.32。在调查期间,湛江湾浮游动物丰度出现了3个高峰,且分别由不同的浮游动物类群组成,其中12月份的高峰主要由原生动物组成,2月份的高峰主要由桡足类组成,而5月份的高峰则主要由浮游幼虫组成,3大类群共同主导湛江湾浮游动物群落结构;浮游动物生物量仅在2月和9月出现高峰,呈现月份双峰型变化。湛江湾浮游动物的周年变化主要受水温、食物及摄食压力的影响。     

湛江湾口外落潮三角洲演变特征

基于湛江湾口外海图地形资料,采用GIS与动力地貌分析的方法,研究了近50年来湛江湾口外落潮三角洲的冲淤变化特征,对湛江湾口外落潮三角洲的演变机制进行了探讨。湛江口外落潮三角洲体系包括口外东北浅滩、西南边滩及口门通道深槽。近50年来,东北浅滩东缘及滩顶出现了侵蚀后退,浅滩西缘和南缘呈淤积趋势,东北浅滩整体有西移南扩趋势;西南边滩有不同程度的侵蚀后退;口门通道深槽有所淤积。湛江湾口外落潮三角洲侵蚀与沿岸泥沙供给不足及人类活动影响有关,口门通道深槽淤积除与落潮三角洲侵蚀泥沙向西搬运有关外,还可能与湛江湾内围垦导致口门通道潮汐动力减弱有关。航道北侧东北浅滩变化对航道回淤的可能影响值得关注。     

乐清湾海域浮游动物群落分布的季节变化特征及其环境影响因子

2006年10月、2007年1月、4月及7月对乐清湾海域浮游动物群落的种类组成、优势种、生态类群、水平分布的季节性变化特征进行了调查,分析了浮游动物群落分布与环境因子的关系。结果表明,在调查海域共鉴定出浮游动物82种(包括浮游幼体11种),隶属于15大类,其中秋季为46种、夏季为42种、春季为25种和冬季为16种。乐清湾浮游动物可分为近岸低盐类群、暖水性近海类群、暖温带近海类群和暖水性广布类群4个生态类群,其中近岸低盐类群在全年均占优势,其它类群则呈现明显的季节变化。中华哲水蚤Calanus sinicus、真刺唇角水蚤Labidocera euchaeta、针刺拟哲水蚤Paracalanus aculeatus和背针胸刺水蚤Centropages dorsispinatus为调查海域主要优势种。浮游动物生物量年平均值为82.7mg/m3,其大小依序为:夏季(121.1mg/m3)>秋季(119.2mg/m3)>春季(48.5mg/m3)>冬季(42.2mg/m3);丰度年平均值为82.1个/m3,其大小依序为:夏季(193.4个/m3)>秋季(73.7个/m3)>春季(53.4个/m3)>冬季(9.8个/m3)。相同季节浮游动物生物量和丰度的平面分布趋势类似,季节间则存在明显差异。相关性分析结果表明,浮游动物物种数与水温、盐度、叶绿素a质量浓度和浮游植物细胞密度均呈极显著相关;丰度与水温、叶绿素a质量浓度和浮游植物细胞密度呈极显著相关;生物量与水温、叶绿素a质量浓度呈极显著相关。与历史资料相比,近30a来浮游动物数量呈下降趋势,但群落结构和组成没有发生明显改变。     

基于ECOMSED 模型的湛江湾水道三维潮流数值模拟

采用半隐式的ECOMSED(Estuarine,Coastal and Ocean Modeling System with Sediments)三维海洋紊流模式,建立湛江湾湾顶水道的三维潮流数值模型。模型的水平方向采用加密的正交网格以贴合岸线边界,垂向上采用σ坐标以更好地拟合海底地形。通过验证,模拟结果与实测数据符合良好,表明运用该模型可以较好地预报湛江湾的潮流动力特性。为进一步研究湛江湾水道附近水域的温盐变化、泥沙输运提供技术支持。     

1998年春夏南海温盐结构及其变化特征

利用1998年5～8月“南海季风试验”期间“科学1”号和“实验3”号科学考察船两个航次CTD资料,分析了1998年南海夏季风暴发前后南海主要断面的温盐结构及其变化特征.观测发现,南海腹地基本被典型的南海水团所控制,但在南海东北部尤其是吕宋海峡附近,表层和次表层水明显受到西太平洋水的影响.季风暴发以后,南海北部表面温度有显著升高,升幅由西向东递减,而南海中部和南部表面温度基本没变,这使得南海北部东西向温度梯度和整个海盆南北向温度梯度均减小.北部断面表层盐度普遍由34以上降低到34以下,混合层均有所发展,是季风暴发后降水和风力加剧的结果.观测期间黑潮水跨越吕宋海峡的迹象明显但变化剧烈.4～5月,黑潮次表层水除在吕宋海峡中北部出现外,在吕宋岛以西亦有发现,表明有部分黑潮水从吕宋海峡南端沿岸向西进而向南进入南海.6～7月,次表层高盐核在吕宋海峡中北部有极大发展,但在吕宋岛以西却明显萎缩;虽然看上去黑潮水以更强的流速进、出南海,但对南海腹地动力热力结构的影响未必更大.一个超过34.55的表层高盐水体于巴拉望附近被发现,似与通过巴拉望两侧水道入侵南海的西太平洋水有关.     

南海中尺度涡温盐异常三维结构

基于1994-2015年海面高度异常数据,采用winding-angle中尺度涡旋探测算法识别出南海范围内共5 899个反气旋涡（AE）和3 792个气旋涡（CE）,结合世界海洋数据集（WOD13）及中国科学院南海海洋研究所（SCSIO）温盐观测数据集,采用基于变分法的客观插值方法,合成了南海及南海各区域中尺度涡的温盐异常三维结构。结果表明,本文采取的插值方式能有效地获得涡旋三维结构,垂向尺度上也与前人研究结果较为一致。在平均状态下,南海AE温盐异常强度明显大于CE,AE正位温异常主体结构深度约440 m,而CE仅在320 m以浅维持涡旋结构;两者最大位温异常均出现在次表层约80 m上下,AE达2.02℃,CE达-1.60℃。盐度异常影响深度约150 m,最大盐度异常出现在50 m深附近,AE达-0.24,CE达0.28,同时由于涡旋在不单调变化的背景盐度场中引起海水下沉（上升）,AE盐度异常结构呈"上负下正"而CE呈"上正下负"式结构。南海各区域合成涡旋的温、盐异常的影响程度并不完全相同,可能与各区域涡旋的生成机制及背景温盐场有关。     

菲律宾海盆深层温盐结构与环流变化特征研究

基于ECCO2 (Estimating the Circulation and Climate of the Ocean)、 GLORYS12V1 (Global Ocean Reanalysis and Simulations)、ORA-S5 (Ocean ReAnalysis)三种海洋再分析数据,对比研究了菲律宾海盆深层温盐及环流的季节和年际变化特征。结果表明:三种数据显示的海盆深层温盐季节变化特征基本一致,在3 000～4 000 m水深区域,海水呈春夏两季高温低盐而秋冬季低温高盐特性,4 000 m以下海水温盐季节变化很小;沿西边界,温度与内部有明显差异且季节变化幅度相对较大。沿西边界的输运季节变化特征表现为10月至次年4月输运向南,5—9月输运向北,并且在8月份达最大值;表明存在沿西边界的流动,即菲律宾海盆与南端西卡罗林海盆(West Caroline Basin)之间存在季节性水体交换。海盆深层海水温盐年际变化也十分显著,但不同数据显示的变化特征存在较大差异。EOF和相关分析显示,三种再分析数据的深层位温与ENSO均存在一定相关性,ECCO2的深层位温变化与ENSO的相关性最强。由于长期观测数据较少,再分析数据的结果难以验证,因此目前对年际变化特征的研究仍具有很大的不确定性。     

粤西陆架温度锋三维结构与季节变化机制分析

基于2018–2019年现场高分辨率温度观测和1993–2021年的CMEMS再分析海表温度（SST）和风场数据,分析粤西陆架海温盐锋的三维结构、季节变化和影响机制。多年SST数据显示,海表温度锋冬季最强、出现概率和覆盖宽度最大,量值分别为0.049℃/km、75%和66 km。春季和夏季次之,而秋季则几乎完全消失。冬季锋面平均离岸50 km,夏季则向岸靠近为23.1 km。2018年春季、夏季和2019年夏季的现场观测进一步给出锋面在次表层的三维结构,结果显示春、夏季20 m等深线以浅处均有锋面存在,该锋面是沿岸高温海水与离岸低温海水辐聚而成,随着深度的增加锋面强度减小,覆盖范围向岸收缩。20 m以深水域锋面在次表层中强于表层,随深度增加而增强并向岸偏移。相关性和信息流分析发现,海表面风应力旋度和沿岸风是影响粤西陆架海表温度锋面的重要因素。该温度锋存在年际变化,PDO负位相时的La Niña年锋面强度出现极大值,而PDO正位相时的El Niño年则对应极小值。     

Statistical characteristics and thermohaline properties of mesoscale eddies in the Bay of Bengal

The statistical characteristics and vertical thermohaline properties of mesoscale eddies in the Bay of Bengal are studied from the view of satellite altimetry data and Argo profiles. Eddy propagation preferences in different lifetimes, eddy evolution process, and geographical distribution of eddy kinetic properties are analyzed in this area. Eddies exist principally in the western Bay of Bengal, and most of them propagate westward. There is a clear southward(equatorward) preference for eddies with long lifetimes, especially for cyclones. Moreover, the eddies in different areas of the bay show different north-southward preferences. Evolution of eddy kinetic properties with lifetime shows that eddies have the significant three-stage feature: the growth period in the former one-fifth lifetime, the stable period in the middle two-fifth to four-fifth lifetime, and the dying period in the last one-fifth lifetime. Large-amplitude and high-intensity eddies occur only in the relatively confined regions of highly unstable currents, such as the East Indian Coastal Current and eastern Sri Lanka. Based on Argo profile data and climatology data, the eddy synthesis method was used to construct three-dimensional temperature and salt structures of eddies in this area. The mean temperature anomaly is negative/positive to the cyclonic/anticyclonic eddies in the upper 300×10~4 Pa, and below this depth, the anomaly becomes weak. The salinity structures of positive anomalies inside cyclonic eddies and negative anomalies inside anticyclonic eddies in the Bay of Bengal are not consistent with other regions. Due to the special characteristics of the water mass in the bay, especially under the control of the low-salinity Bay of Bengal water at the surface and the Indian equatorial water in the deep ocean, the salinity of seawater shows a monotonic increase with depth. For regional varieties of temperature and salinity structures, as the eddies move westward, the temperature anomaly induced by the eddies increases, the effecting depth of the eddies deepens, and the salinity structures are more affected by inflows. In the north-south direction, the salinity structures of the eddies are associated with the local water masses, which comprise lowsalinity water in the northern bay due to the inflow of freshwater from rivers and salty water in the southern bay due to the invasion of Arabian Sea high-salinity water from the north Indian Ocean.     

基于FY-3A的湛江湾及其邻近海域叶绿素a遥感监测研究

叶绿素a质量浓度是水体水环境一个重要指标。本文结合实测的叶绿素a质量浓度、水体的光谱数据和FY-3A中等分辨率成像光谱仪的数据,研究利用FY-3A遥感监测湛江湾及其邻近海域叶绿素a质量浓度的可行性。研究结果表明,湛江湾海域大部水体接近一类水体,二类水体主要集中在湛江港附近的狭小封闭海域;OC4算法可以用于湛江湾海域的叶绿素a质量浓度的遥感监测,实测叶绿素a质量浓度与反演的叶绿素a质量浓度具有较好的相关性,相关系数R达到0.7以上;FY-3A中等分辨率成像光谱仪的数据可以较好地反映湛江湾海域叶绿素a质量浓度的空间分布。     

孟加拉湾中尺度涡的总体特征与季节变化

采用AVISO提供的中尺度涡最新数据集,分析了孟加拉湾1993—2016年中尺度涡的总体特征和季节变化。结果表明:研究期间在孟加拉湾共有822个气旋涡,731个反气旋涡,主要分布在湾北部(15°N以北海域)和安达曼海。涡旋生命周期以28～59 d为主,平均振幅为7. 5 cm,平均半径为119. 6 km。在纬度变化上,涡旋振幅随纬度的增加有两个峰值,分别位于6°～9°N和15°～20°N之间,而涡旋半径随纬度增加而减少。涡旋的振幅、半径在随生命周期演变过程中生长过程较慢,消散过程较快。气旋涡和反气旋涡主要是向西移动,且均以向赤道方向偏移为主。在季节变化上,孟加拉湾较长生命周期(60 d以上)的中尺度涡具有明显的季节变化,春季生成的涡旋数量最多,冬季次之,夏季最少。通过合成分析得出风应力旋度是孟加拉湾中尺度涡季节变化的主要原因,而沿岸Kelvin波激发的西传Rossby波对涡旋的产生也有一定影响。涡动能分析表明,涡动能的高值区主要位于海盆的西边界和斯里兰卡东部海域,同时,在冬季、春季海盆的西边界和夏季、秋季海盆的北部涡旋活动较多的区域对应着较大的涡动能。     

湛江湾填海工程对水动力条件的影响预测

建立了湛江湾二维全流水动力学模型,模拟了湛江湾宝满码头填海工程前、后的水动力场。通过工程前后的流场比较,预测了围填工程对水动力场的影响,并优选了围填方案。     

湛江湾海域表层沉积物粒度特征及沉积环境

根据湛江湾海域2020年10月采集的61个表层沉积物样品粒度分析结果,对沉积物粒度参数进行了总结,划分了沉积物类型,结合Pejrup三角图解对湛江湾海域沉积动力环境进行了分区,运用Gao-Collins粒径趋势分析模型,探讨了沉积物运移趋势。结果表明,湛江湾海域表层沉积物类型共有5种,其中砂、粉砂质砂、砂质粉砂分布最广,粒度组成以细砂为主,平均粒径均值为3.93Φ,分选较差,粒度分布曲线以正偏、正态分布为主。沉积动力判别图解揭示湛江湾海域沉积水动力较强,整体表现为湾内比湾外弱、湾外向外海方向逐渐减弱的特征。粒径趋势分析反映出湛江湾内整体向南部潮流深槽方向运移,湾外围绕沉积中心整体呈逆时针方向运移。湛江湾海域表层沉积物的运移和分布主要受泥沙来源及潮流、波浪、沿岸流等沉积动力环境的共同作用,近年来,人类活动的影响愈加明显。     

桑沟湾微微型浮游生物丰度和生物量分布的季节变化

于2013年4月、7月、10~月和2014年1月,分四个季节在桑沟湾利用流式细胞技术对桑沟湾微微型浮游生物丰度和生物量的时空分布特征进行了研究,并统计分析了其与环境因子之间的关系。结果表明,四个季节中桑沟湾聚球藻丰度和生物量分别为0.04×10~3～408.59×10~3个/mL、0.01～10~2.15 mg/m3,微微型真核浮游生物的丰度和生物量分别为0.21×10~3～99.64×10~3个/mL、0.31～149.46 mg/m3,异养细菌的丰度和生物量分别为3.34×10~5～50.16×10~5个/mL、6.68～10~0.32 mg/m3。四个季节中,夏季桑沟湾微微型浮游生物的丰度和生物量高于其他季节。异养细菌对微微型浮游生物总生物量的四季平均贡献为62.11%,高于自养微微型浮游生物;微微型真核浮游生物占自养微微型浮游生物总生物量比例最高,平均可达86.85%。统计分析显示温度、叶绿素a和营养盐浓度是影响桑沟湾微微型浮游生物丰度和生物量分布的主要因素。上述结果为桑沟湾生态环境的检测和评估提供了基础数据。     

湄洲湾中部水体石油类含量分布特征及其年际变化趋势

于2006～2008年间2次对湄洲湾中部海域水体中石油类含量进行了调查,发现2006年该海域水体石油类含量为9.27～78.91μg/dm^3,平均含量为28.12μg/dm^3;2008年湄洲湾中部海水石油类含量为8.36～23.34μg/dm^3,平均含量为15.10μg/dm^3.在垂直方向上,其石油类含量的分布较为复杂,不过大体呈现出表层低、底层高的特征.结合前人的调查结果,得出1992～2008年湄洲湾中部海域水体中石油类含量的年际变化趋势虽时有波动,但总体较为平稳.1997年湄洲湾水体中石油类的平均含量为23.70μg/dm^3,而近几年对该湾的调查结果与10a前的比无太大增高.这可能是湄洲湾良好的水体交换条件所造成的.     

基于高频地波雷达观测的大亚湾附近海域余流季节变化特征分析

基于大亚湾附近海域高频地波雷达的长期海流观测资料,利用T_tide工具包进行调和分析得到该海域余流季节变化特征.分析结果显示:大亚湾附近海域余流的变化特征主要呈冬、夏两种形态,其变化过程与季风的变化同步.其中,冬季形态从10月到次年3月,流向为SW向,流速可达30 cm/s以上;夏季形态仅在5—8月间出现,流向为NE向...