黑潮水入侵南海的水文分析──Ⅱ.1994年8—9月期间的观测结果

利用1994年8－9月期间，由台湾海峡两岸的4艘海洋调查船在南海东北部海域所获之CTD和ADCP资料，并结合1992年3月间在同一海域获取的CTD资料及部分历史水文资料，对该区域的海水特性以及黑潮水入侵南海等问题进行了分析探讨。结果表明：调查期间，本海区水团分布与冬末、春初（1992年3月）航次基本相似，即南海和西北太平洋海域的海水结构有着各自相对独立的温、盐度特性。虽发现有黑潮水穿越巴上海峡进入南海，但其势力甚弱。因此，在夏末秋初，黑潮亦无直接的分支深入南海，即使在巴士海峡北端进入台湾海峡的黑潮水，其影响也是十分微弱的。由等密度面、地转流分析和实测ADCP资料显示，在调查海区的东南海域存在一支较强的N向流动。它沿菲律宾西海岸北上，绕过吕宋岛西北角流向东北，在巴上海峡呈现与黑潮水混合的迹象，其水体在冬季明显呈高温、低盐的特性；夏季则为相对低温、低盐。故在冬季的几幅卫星图像上也有较好的体现，很有可能长年存在。     

冬季南海暖流及其右侧的西南向海流

黑潮源地是否有一分支进入南海,这是一个长期以来没有得到确证的重要问题。我国学者在1958—1960年的海洋调查研究中指出,南海东北部的外海水来源于太平洋,是太平洋水团进入南海后进一步变性形成的,并且在2—4,12月份都发现有黑潮分支到达粤东沿岸的迹象。朱祖佑进一步指出:在冬季,黑潮的一个分支通过巴士海峡进入南海,与盛行的东北季风产生的西南向表层流会合;而当夏季南海盛行西南季风时,这支黑潮支流与西南季风的表层流会合,向东北流入台湾海峡。这是迄今为止,有关黑潮分支进入南海的一个肯定性意见。最近,黄企洲指出,确有黑潮支流通过巴士海峡进入南海。     

南海北部冬季和夏季逆风流机制初探Ⅱ.季风逆风流产生机制

分析讨论了季风风应力、大陆坡地形及底摩擦在产生季风逆风流的必要条件和间接逆风流诊断判据中的作用；应用季风逆风流必要条件和间接逆风流诊断判据，解释冬季风和夏季风逆风流是如何产生的。结果表明：季风风应力是产生季风逆风流的主导因素；冬季风风应力、大陆坡地形及底摩擦三者联合作用导致表层海水在大陆坡上产生辐合生成高水位带和高动力高度带，在大陆被北侧产生NE向的冬季逆风流，南侧产生SW向顺风流；夏季风风应力、大陆坡地形及底摩擦三者联合作用导致表层海水在大陆坡上产生辐散生成低水位带和低动力高度带，在大陆被北侧产生SW向的夏季逆风流，南侧产生NE向的顺风流；冬季风盛行期间，风致经巴士海峡流入南海的黑潮水，将加速冬季逆风流的形成，加大冬季逆风流的强度；夏季风盛行期间，风应力的作用使巴上海峡以东的黑潮水不能进入南海，即使别的原因令巴上海峡以东的黑潮水流入南海，但高温、高盐的黑潮水对夏季逆风流具有阻扼作用。     

三维斜压模式对冬季南海环流的数值计算

用一个三维、自由表面、原始方程模式对南海环流进行了计算.计算结果表明:黑潮在巴士海峡以西呈一反气旋弯曲流动路径,有一相对高温高盐的水舌从巴士海峡伸入南海,表明有部分黑潮水侵入南海.冬季南海的一些观测事实在模式结果里得到了很好的反映,像冬季逆风向东北方向流动的“南海暖流”和一些中尺度涡旋.同时还分析了巴士海峡沿120.75°E断面的流速和盐度的垂直结构,并同观测结果进行了比较.根据模式结果,我们还进一步讨论了“南海暖流”的形成和驱动机制.     

1998年夏、冬季南海的水团及其与太平洋的水交换

根据 1998年夏季和冬季 2个航次的实测资料 ,对南海的水团进行划分和分析 ,并利用1997年 7月和 12月的实测资料 ,对巴士海峡 (吕宋海峡 )和民都洛水道附近的温盐分布进行分析。1998年冬季的资料分析结果表明 ,可将南海外海水划分为 6个水团 ,即南海表层水团 (S)、南海次表层水团 (U)、南海次 -中层混合水团 (UI)、南海中层水团 (I)、南海深层水团 (D)和南海底盆水(B)。 1998年夏季还可在南海中鉴别出黑潮表层水团 (KS)和黑潮次表层水团 (KU) ,但在冬季观测期间无黑潮水越过 119.5°E经线进入南海 ;夏季有苏禄海水在 5 0～ 75 m层经民都洛水道侵入南海。然而 ,1997年夏季和冬季的资料分析表明 :夏、冬两季都有大洋水通过吕宋海峡北段进入南海 ,南段有南海水流入太平洋。这些现象可能与 1998年前后的厄尔尼诺有关。     

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。     

利用Argos浮标资料对黑潮入侵南海问题的分析

通过对Argos浮标资料的分析,针对黑潮能否在吕宋海峡入侵南海的问题进行了研究,结果表明:黑潮由吕宋海峡入侵南海主要发生在秋、冬两季,春、夏季基本上不发生。而入侵主要是以流的形式传入,秋季少量的入侵水会有分支沿台湾海峡北上,冬季黑潮自吕宋海峡入侵南海后向西进入南海腹部。并对其季节变化原因作了初步讨论,该区域风应力和黑潮流量的季节性变化可能是重要原因。     

巴士海峡和南海东北部黑潮分支

本文根据多个航次声学多晋勒海流剖面议(ADCP)的资料并结合历史文献说明:确有黑潮分支经过巴士海峡进入南海东北部。其流向多为NW向,但强度有比较明显的时间变化。该分支进入南海后可能进一步分为两支:台湾西海岸附近的N向流和南海东北部的W向流;后者的强度也有明显的时间变化。测流结果还表明:南海东北部W向流的南侧可能存在着一个涡状结构,而其北面向岸一侧,则有偏E方向的流动。     

南海冬季环流数值模拟

用已成功地模拟了大尺度环流和黑潮的三维、斜压以及具自由海水表面的数值模式,模拟了冬季南海流场、温度场和海面高度场。所用网格为0．25°×0．25°,垂直方向分为6层;除巴土海峡和台湾海峡外,其它边界假设为封闭;巴士海峡和台湾海峡的边界值用已模拟的大尺度环流值。模拟结果基本上反映了南海冬季环流的特征。从模拟结果可知,黑潮从巴士海峡南部进入南海后,其大部分又从对21°以北返回大洋。巴士海峡西侧的气旋型环流似乎具有相对的独立性;当然,涡旋东侧在巴士海峡的N向流可能与黑潮水混合,而且从这支流中分离出－小支流继续向北,汇入到“南海暖流”中。黑潮水虽然大部分返回太平洋,但是巴士海峡西侧的气旋型环流是由巴士海峡处的黑潮诱发的,南海海底地形对南海环流的形态（特别是对“南海暖流”的形成）有很大的影响。     

黑潮和中国近海环流

本文根据历史资料总结和讨论了黑潮对中国近海环流影响的基本结果,指出经巴士海峡进入南海和沿台湾海峡向北运动的黑潮分支,其年际变化明显,并认为该黑潮分支的运动状况对中国近海特别是南海和东海南部的中、下层环流影响显著,需要作进一步的调查研究。