2002年夏季南海东北部陆架海域的低盐透镜现象分析

低盐透镜现象是夏季南海东北部陆架海域一种常见的中尺度现象.低盐透镜水体往往是由陆地径流入海后与河口冲淡水母体分离而形成的.它携带大量的陆源物质会对海洋生态环境造成较大的影响.通过对2002年7～8月南海东北部海域的现场CTD调查资料的分析,发现在西南季风盛行的夏季,南海东北部陆架区近岸一侧上升流现象非常明显,呈低温高盐水的特征,而在离岸约100 km处存在着相对独立的低盐透镜水体.此类水体的盐度在32.5以下,水平宽度约为80 km,仅存在于20 m以浅的海洋上层.结合同期的现场走航ADCP测流资料、珠江径流量和海面风场资料分析后认为该水体源自珠江冲淡水;海面风场、上层海流及潮汐潮流等的共同作用可能是脉冲的珠江洪峰与珠江河口冲淡水母体分离而形成低盐透镜现象的动力学原因.沿岸的上升流系统与低盐透镜水体之间形成温度和盐度锋面.     

基于FVCOM的夏季珠江冲淡水年际变化特征

珠江冲淡水对南海北部的物理、化学以及生物特性具有十分重要的意义。本文以1993至2012年连续20年的FVCOM(The Finite Volume Community Ocean Model)模型后报模拟数据为基础,将海表盐度32等值线与岸线所围面积定义为珠江冲淡水的扩展范围,对珠江冲淡水在夏季（6月、7月和8月）的年际变化特征进行研究,并分析了南海季风和珠江径流量等因素对珠江冲淡水的影响。在西南风和较大的珠江径流量的作用下,夏季是珠江冲淡水同时向粤西和粤东两侧扩展的唯一季节,冲淡水扩展范围最大,且夏季珠江冲淡水的扩展形态和扩展面积具有明显的年际变化特征,1994年的东风异常极大增强了冲淡水的西向扩展。通过对2008年台风“风神”的分析,发现热带气旋引起的表层对流和垂向混合对珠江冲淡水具有明显的作用,但是由于其持续时间较短,对年际变化的影响并不显著。1998年夏季的强厄尔尼诺事件导致6月、7月和8月均出现了西南风异常,强西南风阻碍了冲淡水的西向扩展,促进了区域的上升流和表层流。     

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。     

阿拉伯海东南海域盐度收支的季节变化

采用SODA海洋同化产品的月平均资料,本文分析了阿拉伯海东南海域表层盐度的季节变化特征,发现局地海面淡水通量不能解释盐度的变化。两个典型区域的表层海水盐度收支分析表明,海洋的平流输送是造成阿拉伯海东南海域盐度冬季降低、夏季升高的主要原因,而淡水通量仅在夏季印度西侧沿岸区域造成盐度降低。冬季,东北季风环流将孟加拉湾北部的低盐水沿同纬度输送到阿拉伯海,然后向北输送,使表层海水盐度降低;夏季,西南季风环流把阿拉伯海西北部的高盐水向南、向东输送,使阿拉伯海东南海域盐度升高。受地理位置因素的影响,阿拉伯海东南海域表层盐度的变化冬季明显强于夏季。     

2006年9月南海北部表层温盐场的走航观测

通过2006年9月南海北部开放航次的走航观测,得到了该海区多个断面的表层温度、盐度分布曲线.QuikScat海面风场资料显示观测期间处于西南季风向东北季风的转换阶段,走航观测所得的温、盐资料显示出在这一季风转换的特殊阶段该海区表层的水文特征.珠江口冲淡水的扩散范围在季风转向前后有显著的变化,低盐的冲淡水在西南季风阶段向珠江口外海区的东南方延伸较远,而在东北季风阶段则受珠江径流量、南海北部表层环流等因素的影响收缩至珠江口附近.闽南近岸和台湾浅滩南部表层具有低温高盐特征,但CTD资料表明台湾浅滩区域存在上升流,结合风场资料,可证实观测期间此处的上升流由海流-地形因素所造成.     

西南季风不同阶段南海北部珠江口外断面水文调查分析

根据2000年7月及2001年5月南海北部珠江口外断面CTD调查资料、同期气象资料,并结合该海域历史资料,对调查断面珠江冲淡水扩展范围、跃层变动情况及上升流特征进行了分析,观察到对应于夏季西南季风的不同阶段,调查断面跃层分布与珠江冲淡水影响范围均发生明显变动,升降流的影响也呈现出不同特征：(1)西南季风较强时,断面陆架区上表层受冲淡水影响明显,海区的层化结构明显加强;(2)西南季风较强时．调查断面出现上升流和下降流。研究结果表明：(1)局地风应力与热通量的变化控制了调查断面跃层或混合层的温度和深度的变化,影响着珠江冲淡水的扩展范围,西南季风较强时珠江冲淡水扩展范围变大,调查断面跃层或混合层强度变大,深度变深;(2)夏季西南季风强时调查断面存在上升流,其形成机制为风产生的离岸水体Ekman输运的补偿效应,底地形的变化虽然也造成较弱的外海次表层水涌升,但可能只是加强了上升的速度或强度;(3)夏季西南季风强时调查断面上存在上升流区与下降流区毗邻的现象,下降流成因可能有二,一为近岸流和陆坡流呈相反方向运动形成弱的反气旋涡,二为“上升与下降因相互水体补充的需要而共生”。     

南海盐度对南海夏季风响应的初步分析

为分析南海盐度对南海夏季风的响应情况,采用1967-2001年共35年的月平均海洋同化数据(SODA)等资料,利用合成等分析方法,探讨了南海上层盐度与净淡水通量、风应力、Ekman抽吸速度的关系以及不同海域盐度对南海夏季风爆发以及季风强度的响应.结果表明,随着南海夏季风建立,南海北部、东部的盐度降低,南部盐度增加.在强季风年,南海北部沿岸、东部盐度偏低,南海南部马来西亚以北海域盐度偏高;弱季风年南海盐度异常分布则为北部、东部盐度偏高,南部盐度偏低.南海上层盐度对南海夏季风爆发和季风强度的响应均与南海的净淡水通量、风应力、Ekman抽吸速度存在密切关系.     

南海表面浮力通量、水型变性及南海"暖水"的消长分析

利用英国南安普敦海洋中心(SOC)海-气界面的热量和淡水通量资料以及世界大洋图集(WOA01)的海面温度和盐度资料计算了南海表面各月的有效浮力通量及水型变性矢量场,分析了南海表层暖水形成和发展的季节性特征。研究结果表明,南海表层暖水的发展、维持以及消亡在很大程度上受到海洋表层浮力通量的影响;此外,南海上层水体密度的垂直结构和变化也深受表面浮力通量和表层水型变性的影响。在中、北部,南海的垂向结构季节性变化较为明显,其中冬季表层水体的下沉强度最大,深度最深,而夏季表层水体却无下沉趋势。     

长江口邻近海域夏、冬季水文特征分析

长江冲淡水和台湾暖流是我国陆架海上两个重要的海洋现象。二者在长江口邻近海域交汇并相互制约,其分布和变化控制着该地区的温盐、环流结构,也影响着长江径流所携带的泥沙、营养盐等物质向外海的扩散和输运,以及舟山渔场的形成和变化。 长江每年以巨量径流注入东海,在长江口外形成一股很强的冲淡水,以低盐、高营养盐、高悬浮体含量为特征。毛汉礼等(1963)首先对长江冲淡水的扩散与混合特征作了系统的描述,并指出,冬季长江冲淡水沿岸南下,其范围仅限于贴岸的一狭带内;夏季则在径流入海后不久转向东北,直指济州岛方向,到达对马海峡。众多学者通过资料分     

秋季南海东北部表层水体固氮及其对初级生产力贡献

2014年10月在南海东北部利用~(15)N和~(14)C示踪法实测了28个站位表层固氮速率和初级生产力,结合温度、盐度、营养盐和叶绿素a(Ch a)分析了南海东北部表层水体生物固氮及其对初级生产力的贡献。结果表明,受珠江冲淡水影响最明显的站位(A1)肉眼可见大量丝状束毛藻(Trichodesmium),其固氮速率达3475nmol N·m–3·h–1,是其他站位固氮速率的1~3个数量级之多;其他站位表层固氮速率在4~213nmol N·m–3·h–1之间,平均固氮速率为77±54nmol N·m–3·h–1(n=27),固氮速率最低的站位出现在受中国沿岸流影响的台湾浅滩及其邻近海域。近岸(水深小于100m)站位表层固氮速率与温度显著正相关(R=0.68,n=11,p0.05),相对高温、高磷和低硝酸盐可能是珠江冲淡水影响站位出现高固氮速率的原因,低温低盐则可能是台湾浅滩及其邻近近岸区域出现低固氮速率的原因。初级生产力(14.19~0.17 mg C·m–3·h–1)从近岸区域到外海逐渐降低,平均为0.61±0.45 mg C·m~(–3)·h~(–1),最高站位出现在台湾浅滩,最低站位出现在深海区。固氮作用对初级生产所需氮的贡献率(0.08%~9.30%,平均3.90%±3.10%)从近岸到外海逐渐增加,表层水温高于26℃时,固氮对初级生产的氮贡献显著增加。以上结果表明,秋季南海东北部固氮和初级生产受珠江冲淡水和沿岸流等物理过程调控。     

2006年夏季珠江冲淡水驱动的上升流

根据珠江口及其附近海域2006年夏季（7-8月）航次水文调查资料,发现调查期间,除了西南季风驱动下的冲淡水东向扩散外,粤西珠江口外冲淡水主要呈西向扩散趋势,并且西向扩散的冲淡水下存在上升流。已有的模型研究中,西南季风下珠江口外没有出现上升流,说明西南季风不是珠江口外上升流产生的主导因素。观测的温盐分布、潜标流速时间序列与走航ADCP流态表明,上升流产生的原因是:（1）口门外冲淡水南向扩展驱动了垂向重力环流;（2）密度跃层以下东北向沿岸流的底边界层Ekman效应;（3）口门外冲淡水团之间的气旋型中尺度涡旋作用。     

南海及其周缘地区全新世海平面遗迹的构造含义

通过对海南岛海岸带野外考察,在文昌市铜鼓岭石头公园观察到高程为30m的海平面遗迹,在东方市黄流镇观察到高程为25~35m的海平面遗迹,在三亚市鹿回头观察到高程为2.5m的海平面遗迹。综合研究前人在该区关于海平面变化的研究成果,得出如下几点初步认识:(1)南海及其周缘地区中全新世以来海平面呈下降趋势,海平面最高位置出现在7000a左右、高于现代海平面3m左右的位置;(2)南海中全新世以来海平面遗迹所揭示的古海平面高程的差异性是古海平面本身持续下降和该区地壳差异性垂直运动共同作用的结果;(3)南海及其周缘地区中全新世期间中央海盆及其西缘的珠江口、红河、湄公河和昭披耶河4个河流三角洲地区为构造沉降区,而南海周缘的台湾岛、雷州半岛、印支半岛、南马来半岛、爪哇岛和苏拉威西岛6个地区为构造抬升区,抬升幅度最大的地方在台湾岛。     

Seasonal variation in the three-dimensional structures of coastal thermal front off western Guangdong

The seasonal structure and dynamic mechanism of oceanic surface thermal fronts(STFs) along the western Guangdong coast over the northern South China Sea shelf were analyzed using in situ observational data, remote sensing data, and numerical simulations. Both in situ and satellite observations show that the coastal thermal front exhibits substantial seasonal variability, being strongest in winter when it has the greatest extent and strongest sea surface temperature gradient. The winter coastal thermal front begins to appear in November and disappears after the following April. Although runoff water is more plentiful in summer, the front is weak in the western part of Guangdong. The frontal intensity has a significant positive correlation with the coastal wind speed,while the change of temperature gradient after September lags somewhat relative to the alongshore wind. The numerical simulation results accurately reflect the seasonal variation and annual cycle characteristics of the frontal structure in the simulated area. Based on vertical cross-section data, the different frontal lifecycles of the two sides of the Zhujiang(Pearl) River Estuary are analyzed.     

A model study of influence of circulation on the pollutant transport in the Zhujiang River Estuary and adjacent coastal waters

A tracer model with random diffusion coupled to the hydrodynamic model for the Zhujiang River Estuary (Pearl River Estuary, PRE) is to examine the effect of circulations on the transport of completely conservative pollutants. It is focused on answering the following questions: (1) What role does the estuarine plume front in the winter play in affecting the pollutants transport and its distribution in the PRE ? (2) What effect do the coastal currents driven by the monsoon have on the pollutants transport? The tracer experiment results show that: (1) the pollutant transport paths strongly depend on the circulation structures and plume frontal dynamics of the PRE and coastal waters; (2) during the summer when a southwesterly monsoon prevails, the pollutants from the four easterly river inlets and those from the bottom layer of offshore stations will greatly influence the water quality in Hong Kong waters, however, the pollutants released from the four westerly river-inlets will seldom affect the water quality of Hong Kong waters due to their transport away from Hong Kong; (3) during the winter when a northeasterly monsoon prevails, all pollutants released from the eight river gates will be laterally transported seaward inside the estuary and transport westward in the coastal waters along the river plume frontal zone. However, pollutants released from the surface layer of offshore stations near or east of the Dangan Channel will be carried into the coastal waters of Hong Kong by the landward component of the westward coastal current driven by the winter northeasterly monsoon. But the pollutants from the bottom layer of the offshore stations will be carried away from the offshore by the bottom flow driven by the northeasterly monsoon. This implies that only surface-released matter from offshore stations will affect the water quality of the coastal waters around Hong Kong during the winter when a northeasterly monsoon prevails.     

A model study of influence of circulation on the pollutant transport in the Zhujiang River Estuary and adjacent coastal waters

A tracer model with random diffusion coupled to the hydrodynamic model for the Zhujiang River Estuary (Pearl River Estuary, PRE) is to examine the effect of circulations on the transport of completely conservative pollutants. It is focused on answering the following questions: (1) What role does the estuarine plume front in the winter play in affecting the pollutants transport and its distribution in the PRE? (2) What effect do the coastal currents driven by the monsoon have on the pollutants transport? The tracer experiment results show that: (1) the pollutant transport paths strongly depend on the circulation structures and plume frontal dynamics of the PRE and coastal waters; (2) during the summer when a southwesterly monsoon prevails, the pollutants from the four easterly river inlets and those from the bottom layer of offshore stations will greatly influence the water quality in Hong Kong waters, however, the pollutants released from the four westerly river-inlets will seldom affect the water quality of Hong Kong waters due to their transport away from Hong Kong; (3) during the winter when a northeasterly monsoon prevails, all pollutants released from the eight river gates will be laterally transported seaward inside the estuary and transport westward in the coastal waters along the river plume frontal zone. However, pollutants released from the surface layer of offshore stations near or east of the Dangan Channel will be carried into the coastal waters of Hong Kong by the landward component of the westward coastal current driven by the winter northeasterly monsoon. But the pollutants from the bottom layer of the offshore stations will be carried away from the offshore by the bottom flow driven by the northeasterly monsoon. This implies that only surface-released matter from offshore stations will affect the water quality of the coastal waters around Hong Kong during the winter when a northeasterly monsoon prevails.     

FORMATION AND DEVELOPMENT OF THE ZHUJIANG DELTA

The fundamental conditions and basic process for the formation of the Zhujiang (Pearl River) Delta are similar to those of most of the deltas. Their localities are all in the submerged regions of the crustal structure, the shallow estuary results from transgression, the fluviatile runoff flowing into the sea and the silt discharge are large, the destructive energy of waves and the coastal current is small, silt accumulates rapidly, the depositional fabric is zonally distributed horizontally, and the corresponding sequence occurs vertically. Because the original Zhujiang Estuary stretched up to the continent about 160 km, the silt discharge of the Zhujiang River is now relatively small, as compared with the rivers famous for their deltas stretching into the sea. Therefore, the Zhujiang Delta is still developing inside the estuary, and thus is called the filling delta. Thanks to the long history and culture as well as the kaleidoscope-like ancient literature of the Chinese people, reliable pieces of evide     

珠江磨刀门河口水位与海平面、上游流量的联合分布关系异变研究

河口的水位变化是径潮动力相互作用的结果,但近30年来,强人类活动对河口环境的影响已远超环境自我修复能力,导致水位发生异变。为研究这种变化,本文选取人类活动影响剧烈的珠江磨刀门河口作为研究区域,采用Copula方法定量分析在同一上下边界(上游流量和口外海平面)下由强人类活动引起的水位异变。结果表明:1)强人类活动后,河道地形下切显著,外海海平面对沿程各站水位的线性影响增强,上游马口流量对水位的线性影响减弱。2)强人类活动后甘竹至灯笼山站同概率水位事件明显降低;三灶海平面呈上升趋势;马口流量分布特性变化不明显。3)水位与海平面、流量的联合依赖关系发生明显改变,低水位与海平面关系的敏感度增加,而高水位与海平面关系的敏感度下降。低水位与流量关系的敏感度基本不变,而高水位与珠江流量关系的敏感度明显下降。4)强人类活动后各站水位变化幅度变窄,在相同概率海平面及流量驱动下,强人类活动后各站水位均有明显下降,水位与海平面、流量遭遇概率为0.1—0.9时,其月均水位下降幅度达0.01—1.24m。低海平面和低流量联合驱动下各站水位的下降幅度明显小于高海平面和高流量联合驱动下月均水位的变幅,而且上游站位的...     

2006年冬季粤东沿岸下降流观测分析

根据珠江口及其附近海域2006年冬季(2006年12月至2007年1月)航次的CTD调查资料发现,由于表层水体冷却而产生的对流作用,以及东北季风、浪、流等强动力条件下,冬季陆架水体垂向混合均匀,但粤东近岸海域却存在显著的温跃层及逆盐跃层,其原因在于:东北季风的Ekman效应引起了陆架表层高温、高盐海水向岸输送,东北季风还驱动了西南向沿岸流,其底边界层的Ekman效应引起了沿岸底层低温、低盐海水离岸输送,这样就形成了陆架方向的次生环流,在沿岸海域则为下降流,并表现为沿岸海域的逆盐跃层及温跃层现象。在下降流显著的区域,溶解氧垂向分布均匀且浓度较高,这应归因于下降流将溶解氧浓度较高的表层水带入深层所致。     

广东全新世海岸线变迁

本文根据海滩岩、滨岸沙坝、贝壳堤、贝丘等7个方面的证据,分4个区段讨论了广东全新世海岸线变迁,并对海岸线变迁的内外动力条件进行分析。     

海口湾海域波浪特征分析

通过在海口湾北部海域布置波浪观测站,对采集到的实测波浪资料进行统计和波谱分析,研究了琼州海峡波浪季节性变化特征。观测期间最大波高为5.6 m,发生在台风"莎莉嘉"经过期间。无台风影响的月份最大波高为3.0 m。年平均十分之一大波波高、年平均有效波高、年平均波高分别为0.5 m、0.4 m、0.3 m,该海域波高总体不大。波周期范围主要在2～7 s区间。研究结果表明:1)观测海区各月基本都受到东北风影响并存在东北向的波浪; 2)发现海区波浪类型主要是风浪为主的混合浪; 3)发现观测海区一直受到南海传入的长周期波影响; 4)海区风向与浪向的一致性在东北季风影响时段明显强于西南季风影响时段,风速与波高的相关性在东北季风影响时段明显强于西南季风影响时段,该现象在台风月份表现得尤其明显。