长江口邻近海域夏、冬季水文特征分析

长江冲淡水和台湾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析、理论研究和数值模拟等探讨了长江冲淡水转向的原因，认为主要影响因素有长江径流量、地形效应、海面风应力、斜压效应、台湾曖流的顶托，以及黄海冷水团的诱导作用等(乐肯堂，1984；崔茂常，1984；顾玉荷，1985；王从敏，1986；赵保仁，1991；朱建荣，1998)，但至今对其转向机制的认识尚不一致。 台湾暖流水起源于台湾海峡和黑潮，是具有高盐、低悬浮体含量特征的大洋水体。翁学传等(1983，1984)研究认为，具有高温和次高盐特征的台湾暖流表层水同时起源于台湾海峡水和黑潮表层水，而具有高盐特征的深层水只来源于由台湾东北部入侵陆架的黑潮次表层水；翁学传(1983)还根据历史资料分析指出，夏季台湾暖流表层水的前锋大体沿着123°E可以伸展到31°N，深层水进一步延伸至31°N以北；且深层水在28°N和30°N断面并不终年存在，仅存于夏半年。王凡等(2001)的分析结果则显示，台湾暖流表层水和深层水在夏季可以在次表层北侵至30°N以北海域，而以深层水特点为主的台湾暖流水在冬季和晚秋甚至可在整个深度上伸展至30°N以北。总之，对台湾暖流水在不同季节、不同层次的北侵程度方面还存在着不同看法。 为深入研究长江口邻近海域的物质通量、扩散、传输和输运规律，中国科学院知识创新工程重要方向项目“中国主要河口及邻近陆架海域陆海相互作用”于2001年7-8月和2002年1月在长江口外28°~32°N、124°E以西海域组织了两次多学科综合考察。作者首先根据这两次考察获得的温盐深观测仪(CTD)观测到的温盐资料和声学多普勒流速剖面仪(ADP、ADCP)流速资料,分析该年夏、冬季长江口邻近海域的水文特征。考虑到调查海域有较强的年际变动，从年际变化的角度来更深刻地认识夏、冬季长江口邻近海域的水文特征，以及长江冲淡水与台湾暖流水的关系是很有必要的。为此，作者收集了1987~2001年其他项目3个夏季航次和2个冬季航次的温盐资料，以及1958~1982年标准断面历史资料，与最近2次观测资料相结合，综合分析研究了长江口邻近海域夏、冬季水文特征和变化情况，为今后更进一步开展此项研究提供了科学依据。     

夏季长江口及其邻近海域湍流特征分析

利用2019年7月在长江口科学考察实验研究夏季航段(NORC2019-03-02)中获得的MSS90L湍流剖面仪的直接观测数据,本文计算并分析了该断面的湍动能耗散率ε和垂向湍扩散系数K_Z的分布情况。湍动能耗散率的大小为1.72×10⁻¹⁰～2.95×10⁻⁵ W/kg;垂向湍扩散系数的大小为3.24×10⁻⁷～4.55×10⁻² m²/s。湍动能耗散率和垂向湍扩散系数的分布相似,均为上层最强,底层次之,中层最弱。上层由于风应力的作用,使得湍动能耗散率和垂向湍扩散系数较大;温跃层处层化较强,抑制了湍动能的耗散和垂向上的湍混合。盐度锋面的次级环流会促使低盐水团脱离,锋面引起的垂向环流会加强海洋的湍混合。低盐水团与外界的能量交换较少,湍动能耗散率较弱。长江口海区存在明显的上升流和下降流,它们是由锋面的次级环流产生的;上升流和下降流的存在促进湍动能的耗散与湍混合。     

长江口邻近海域海表温度变化特征分析

基于遥感数据,采用功率谱和相关性分析等方法,研究了长江口邻近海域海表温度(SST)的时空变化特征以及影响因素。结果表明:1982—2017年长江口邻近海域的SST 整体表现为每10 a升温约0.48 ^°C的趋势,且具有10.0,3.6,2.4和1.0 a的振荡周期。长期以来,冬、春、夏、秋四季的长江口邻近海域SST总体呈现升温趋势,其中春季的升温趋势最显著,而秋季变化趋势最不明显。研究海区的SST呈现明显西北—东南向温度递增的分布特征。此外,长江口径流量的变化对邻近海域的SST具有一定影响,从多年变化来看,径流量增大(减小),长江口邻近海域SST随之升高(降低),从月变化来看,3月、4月和9月的长江径流对SST有影响。气温对SST具有一定的强迫作用,大气温度的总体趋势是升高的,通过海气相互作用进行热传输,从而造成长江口邻近海域SST升温。     

长江口邻近海域冬季漫衰减系数及其遥感反演

利用2012年和2013年冬季长江口邻近海域的实测数据,分析了该区域漫衰减系数光谱特征,490nm波段向下漫衰减系数(Kd(490))的空间分布及影响因子,建立了该研究区域新的冬季漫衰减系数反演模型,并建立了研究区域内Kd(490)与有效光合辐射衰减系数(Kd(PAR))的关系。结果表明:长江口邻近区域Kd490值随着离岸距离的减小逐渐增大,最大值达到了1.8m-1,杭州湾邻近区域情况类似,舟山岛附近出现了Kd(490)的最大值2.8m-1。总悬浮物对Kd(490)的影响较大,悬浮物浓度与Kd(490)相关度大于0.86。黄色物质和叶绿素a对其影响较小,与Kd(490)相关度均小于0.25。本文建立了三波段遥感反射率与Kd(490)的反演模式:lg[Kd(490)]=a[Rrs(590)/Rrs(510)]+b[Rrs(670)/Rrs(510)],对比反演与实测结果显示:均方根误差为0.098m-1,平均相对误差为12.43%,决定系数为0.916;光合有效辐射衰减系数(Kd(PAR))与Kd(490)的关系:Kd(PAR)=0.495exp(0.8602Kd(490))-0.2217,对比反演与实测结果显示:均方根误差为0.102m-1,平均相对误差为14.62%,决定系数为0.927。     

长江口外及其邻近海域含沙量时空变化特征分析

根据2005年7月和11月在长江口外进行的大范围水文、泥沙调查资料,分析了长江口外及其邻近海域含沙量的时空变化特征。结果表明:研究区域内含沙量近岸高,外海低;不论夏、秋季与大、小潮,杭州湾含沙量最高,其次是长江口外,临近123°E站含沙量比杭州湾、长江口处含沙量低1~2个数量级;所测量区域内含沙量呈现出显著和复杂的潮周期、大小潮和夏秋季变化特征。对长江口外及邻近海域含沙量时空变化特征的原因进行了初步分析。     

胶南近海及邻近海域夏、冬季浮游植物群落结构

分析了2006年夏季(8月)和冬季(12月)在青岛胶南至日照近海进行调查所采集的水样,对调查海域的浮游植物群落的物种组成,细胞丰度的平面分布和垂直分布,优势种分布和群落的多样性指数等进行分析研究.初步鉴定浮游植物3门54属111种,硅藻占绝对优势.夏季主要优势种为旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)、梭角角藻(Ceratium fusus)、虹彩圆筛藻(Coscinodiscus oculus-iridis),中肋骨条藻(Skeletonema costatum)在个别站位有较大丰度,导致该站位多样性降低.冬季主要优势种为派格棍形藻(Bacillaria paxillifera)、虹彩圆筛藻、叉状角藻(Ceratium furca)和小环藻(Cyclotella spp.).夏季浮游植物细胞丰度介于48.96～195.88×105个/m3,平均61.12×105个/m3;冬季介于10.00～48.33×105个/m3,平均19.27×105个/m3.夏季细胞丰度与胶州湾水域相近,冬季细胞丰度高于南黄海的历史数据.冬季的香农-维纳指数和Pielou均匀度指数都优于夏季,而夏季的细胞丰度和物种丰富度优于冬季.     

2006年夏冬季长江口、杭州湾及邻近海域表层海水溶解态重金属的平面分布特征

利用2006年夏、冬季两个航次采集的长江口、杭州湾及邻近海域表层海水水样,分别采用石墨炉无火焰原子吸收分光光度法和火焰原子吸收分光光度法,测定了海水中溶解态Cu、Pb、Cd、总Cr的含量以及溶解态Zn的含量,研究了该海域表层海水中溶解态Cu、Pb、Zn、Cd和总Cr的平面分布状况,结果表明:(1)夏季表层海水中溶解态Cu、Pb、Zn、Cd和总Cr的平均质量浓度分别为0.90、0.54、5.80、0.080和0.46 μg/dm3;冬季则分别为1.01、0.81、9.32、0.070和0.31 μg/dm3,上述重金属元素含量基本达到国家一类海水水质标准,仅夏、冬季Pb的部分站位以及冬季Zn的部分站位达到国家二类海水水质标准.(2)表层海水溶解态Cu、Pb、Zn的质量浓度总体平面分布规律为:冬季高于夏季;Cd和总Cr的质量浓度总体平面分布规律为:夏季高于冬季.(3)影响近岸海域表层海水溶解态重金属分布的因素比较复杂,入海径流和排污口等输入海域的重金属对海水表层的重金属分布具有决定性的作用,同时,盐度、pH值、悬浮颗粒物质、营养盐等也是重要的影响因子.     

第二岛链以东附近海域冬季水文要素特征分析

利用西太平洋冬季海洋综合调查获取的数据资料,分析了第二岛链以东附近海域冬季温度、盐度、声速和密度的分布特征和变化规律。使用Ocean Data View海洋数据软件对资料进行网格化处理,同时采用Wilson方法和垂直梯度法计算声速和声速梯度。分析数据结果表明:第二岛链以东附近海域冬季温度随深度增加而减小,且750 m以浅变化幅度较大;而盐度和声速的垂直结构特征均表现为从表层向下先减小后增大,但各自存在不同的临界深度。海区存在温度和声速双跃层结构,上跃层强度大,厚度小;下跃层强度较小,厚度较大。     

夏、冬两季长江口及邻近海域悬浮物的分布特征及其沉积量

利用2001年7～8月 ,2002年1月两个航次的悬浮物浓度资料 ,并参考其它水文参数 ,简要分析长江口及邻近海域悬浮物的分布特征 :无论夏季还是冬季 ,长江入海悬浮物总是向东南方输运 ;冬季由于再悬浮作用显著 ,悬浮物浓度明显高于夏季 ,且南北分布范围也明显增大 ,垂向分布均匀。同时采用数值模拟的海流流速值和观测的悬浮物浓度值计算悬浮物的断面通量 ,并最终得计算区悬浮物夏、冬两季的沉积量 ,夏、冬季长江口及邻近海域悬浮物的沉积量分别为0.79×108t,1.44×108t。     

2006年夏、冬季珠江口附近海域水文特征调查分析

根据珠江口外沿岸海域2006年夏季(7-8月)及冬季(2006年12月-2007年1月)航次的CTD调查资料,分析了调查海域夏季与冬季的温度、盐度分布,温度、盐度、密度跃层特征及其与上升流、中尺度涡旋和海流的关系.结果表明:1)夏季调查海域冲淡水扩展、上升流、中尺度涡等现象在温度、盐度分布中都有很明显的表征,并对跃层分布有显著的影响,形成了复杂的跃层类型;在冲淡水扩展的影响下,还形成了双跃层与障碍层现象.2)冬季海水混合剧烈,沿岸浅水区域跃层现象不明显,在陆坡深水区存在跃层现象.     

长江口及其邻近海域富营养化状况评价

通过对长江口及其邻近海域生态环境参数的背景值(20世纪50-60年代)和现状值(1997-2003年)的比较,应用欧盟“综合评价法”对长江口及其邻近海域的富营养化状况进行了评价。结果表明,长江向长江口海域输送总氮和总磷通量持续增大,长江口及其邻近海域无机氮浓度持续增高而硅浓度持续下降,并由此导致N/P/Si比值的显著变化;该海域叶绿素a浓度持续增大,浮游植物群落结构也发生了显著变化;该海域底栖生物种类和生物量都大大减少,底层水低氧区面积也显著扩大;该海域赤潮事件无论是规模还是频率都大大增加,藻类毒素DSP/PSP贻贝传染事件也时有发生。综合以上4类评价因子的评价结果得出结论:长江口及其邻近海域属于富营养化“问题海域”,即有充分证据表明,人为的富营养化已经对长江口及其邻近海域的海洋生态系统造成不良干扰。     

长江口及其邻近海域的赤潮现象

根据东海监测中心１９８６￣１９９３年所累积的赤潮资料的统计分析，概述了长江口及其邻近海域的赤潮分布区域，赤潮发生规模、时间、频率、生物种类和发生赤潮时海水盐度、温度、ｐＨ、ＤＯ等环境因子的变化规律。     

长江口及其邻近海域铬的行为

作者于1985年8月,11月,1986年3月及1987年4月进行长江口海域铬的形态调查,表明该海域铬的分布趋势是江口高、外海低,并随离岸距离的增加而递减。枯水期,在3l°30′N附近出现外海低铬水舌向岸方向延伸。颗粒铬Cr(P)是铬的主要存在形态,但在夏季则是总溶解铬Cr(S)和三价铬Cr(Ⅲ)为主要存在形态。六价铬Cr(VI)占Cr(T)比率很低,所以是最次要形态,而Cr(Ⅲ)在溶解态中则是主要形态。黄浦江水中Cr(VI)含量要高于长江水,说明黄浦江存在着明显的铬污染。夏、秋季长江口物理、化学条件剧变时发生颗粒铬的迁移。     

长江口邻近海域余流的基本特征分析

根据2005年7月、2005年11月和2006年5月在长江口及其邻近海域进行的大范围水文调查资料,深入分析该海域余流的平面分布,垂直变化,大、小潮变化,季节变化等特征。结果表明,所测区域影响余流的因素很多,有底形、斜压、径流量、风应力、底摩擦、台湾暖流、浙江沿岸流、江苏沿岸流以及各因素间的相互作用。     

长江口邻近海域的环境水化学特征

本文根据东海倾废区环境基线调查的资料,分析了长江口邻近海域(包括倾废区)的pH、溶解氧、溶解无机氮和磷的分布特征及其控制因素。探讨了该区的营养状况和各要素可能产生的环境效应。结果表明,Ⅱ、Ⅲ号倾废区具有较强的纳污能力。     

长江口附近海域周年波浪特征分析

本文利用长江口附近海域2011年1月—2011年12月长达1年的海浪实测资料,对海浪基本要素及大浪过程与热带气旋活动的关系进行统计分析,并选取一个典型台风过程的波浪进行研究。研究结果表明：观测点年有效波高H_s平均值为1.2 m, 1月平均有效波高H_s值最大,受台风影响,最大有效波高出现在8月,达7.4 m;观测期间,有效波高H_s多集中在2 m以下范围内,有效周期T_s在3～14 s之间;本地区的有效波高H_1/3和风速U₁₀具有较好的指数关系;强台风“梅花”活动期间,波型变化与一般台风浪波型的演变规律较为一致。     

长江口及邻近海域营养盐四季分布特征

利用2006年夏、冬季,2007年春、秋季四个航次营养盐调查数据,分析了硝酸盐(NO3)、亚硝酸盐(NO2-)、铵盐(NH4+)、活性磷酸盐(PO43-)和活性硅酸盐(SiO32-)四季大面及典型断面(M1、M4、O6断面)分布特征.结果表明:营养盐大面基本呈西高东低分布趋势,NO3-、PO43-和SiO32-,在长江...     

长江口邻近海域夏季大型底栖生物群落特征

本文根据2014年6月长江口邻近海域大型底栖生物的调查资料,采用优势度指数、物种多样性指数、丰富度指数、均匀度指数、Bray-Curtis相似性聚类和非参数多维标度排序(nMDS)标序方法,分析了长江口邻近海域夏季大型底栖生物的群落特征。本次调查共采集大型底栖生物135种,其中多毛类动物66种、甲壳动物33种、棘皮动物14种、软体动物13种、其他类群动物9种。调查海域的大型底栖生物平均丰度为122.2ind./m~2,平均生物量为7.8g/m~2。丰度、生物量和多样性指数在不同海区间的空间差异均不显著。大型底栖生物在20%的相似性水平上可以划分为8个群组,各站位间相似性水平较低。ABC曲线表明,伴随海岸带开发及人类活动的持续影响,长江口邻近海域底栖生境的稳定性受到轻微扰动,建议继续开展长期连续监测,为研究长江口海域环境变化和大型底栖生物群落演替提供基础资料。     

长江口邻近海域九月溶解氧的分布特征

2006年9月对长江口邻近海域溶解氧分布特征进行了调查.结果显示,9月长江口邻近海域溶解氧(DO)处于不饱和状态,不饱和程度由表层至底层逐渐加大.9月底层水仍然存在大面积的贫氧区,但是其分布范围明显小于8月的而大于11月的.垂向DO变化特征显示存在强跃层型、跃层型、弱跃层型及无跃层型四种剖面类型,依次代表水体层化强度由强变弱的过程.水体层化是控制底层水体贫氧的主要因素.