诺阿卫星红外信息数字化反差增强图象中东海表层水系配置的解译

前言 长期以来,海洋学界为阐明黑潮与陆架水的混合机制,长年累月进行着现场调查与研究。本文在此提出应用卫星红外信息,能够直观、快速、大范围和同步获取作为其中一个主要环节的表层水系配置。这至少对东海表层水来说,进一步认识对马暖流及其分支黄海暖流的主体是源于黑潮水系和陆架水的混合水,而不是日本九州西南海域分出来的黑潮水,有着重要的意义。     

东海东北部春季若干重要水文结构的分析

本文主要基于韩国海洋研究所在东海沿岸海洋过程试验中收集的ＣＴＤ资料，分析了１９９５年春季出现在东海东北部的一些重要水文结构。结果表明，一种锋涡状结构出现在黑潮向东转折点附近。它不仅使邻近海域的水文结构变得更复杂，而且诱发黑潮水与陆架水间活跃的交换。在陆架坡折处观测到若干孤立的陆架水块，可能是锋涡的卷挟作用所致；该海域存在４个水团，即黑潮水、对马暖流水、陆架水和混合水。对马暖流水分为上下两层：上层水为变性黑潮水，盐度比黑潮水约低０．１，底层对马暖流水仅位于冲绳海槽区，并有着与黑潮中层水相同的温、盐特性；一种双锋结构出现在邻近黑潮的陆架边缘附近。在内陆架形成的陆架锋，由北向南伸展时，愈来愈偏向陆架边缘。而黑潮锋沿九州以西深槽的陆架边缘向北伸展。在黑潮转折点附近，两锋几乎合并为一条锋。狭窄的锋带由黑潮水及其变性水和陆架水的混合水所占据。     

夏季对马暖流水来源的探讨

主要根据韩国海洋研究所通过东海沿岸海洋过程试验(COPEX-ECS)收集的CTD和卫星跟踪表面漂流浮标观测结果,探讨了夏季对马暖流水的来源.所得主要结论为:(1)对马暖流水的结构有着明显的区域性变化.在九州西侧的冲绳海槽北区,对马暖流水为3层结构;而在陆架和对马-朝鲜海峡,对马暖流水为两层结构.(2)对马暖流表层水以次高盐(33.50～34.10)为特征.它主要是由以长江冲淡水为主体的沿岸水、黑潮表层水和东海南部陆架水汇聚而成.(3)对马暖流中层水由两部分组成.温跃层以下,盐度大于34.50的高盐水,基本为爬升的黑潮水表层水.位于跃层中的对马暖流水则是黑潮水与陆架低盐水的混合水.(4)在对马-朝鲜海峡,由于与陆架低盐水和沿岸水不断混合,来自源区的海水明显变性.盐度大于34.50的高盐水,仅出现在50m以深的底层水中.     

东中国海拉格朗日环流数值模拟Ⅱ.环流模拟

依据自适应数值模型，模拟了东中国海冬、夏季三维斜压Lagrange环流。模拟发现：台湾暖流的上层水来自台湾海峡入流和台湾东北黑潮的表层水；50m以下的深底层水主要由台湾东北黑潮的次表层水入侵陆架生成。冬季对马暖流外海一侧主要由黑潮水构成，而其近陆一侧由台湾暖流和陆架混合水构成，西朝鲜沿岸流在济州海峡汇入对马暖流；夏季它还包含转向后的长江冲淡水。冬季黄海暖流并非对马暖流的直接分支，黄海暖流水是对马暖流水和陆架水混合而成，这与传统观点相悖，而与中韩黄海水循环动力学合作调查结果一致。黄海暖流东西两侧分别为2支向南流动的滑岸流。夏季黄海环流构成基本封闭的逆时针环流。冬季渤海环流主要有一逆时针大环流，但辽东湾的环流是顺时针向的。渤海环流冬强夏弱，水流在渤海海峡北进南出。     

对马暖流水起源的模糊分析

应用模糊集的数量指标分析方法和模糊识别的择近原理,采用1987年夏、冬季和1988年春、秋季“向阳红09”号黑潮调查资料,定量地分析了对马暖流水的源区的模糊特性及其起源.结论是:(1)对马暖流表层水位于其源区的强混合区中,其水体具有混合水的特性.(2)对马暖流水的来源一年四季不尽相同,具有复杂的结构.春季在近表层主要来源于东海沿岸水(包括东海陆架水),而东海混合水与黑潮表层水次之(属沿岸型);夏季由于表层盐度锋的影响,在近表层主要来源于黑潮表层水,而东海混合水次之(属黑潮型);在秋季与冬季,因大陆径流影响减弱,海水的对流与涡动混合逐步加剧,对马暖流表层水的来源呈现出东海型与黑潮型交错的复杂状态.此外,对马暖流深层水一年四季均由黑潮次表层水演变而来. 本文将水的混合性质与水的来源区别开来,以利于对传统的看法和近几年流行的新观点作进一步讨论.     

冲绳海槽北部表层沉积物中浮游有孔虫的分布与海洋环境

为查明冲绳海槽北部浮游有孔虫动物群的分布特征与海洋环境之间的关系，对1992年6月和1999年6月两次采白冲绳海槽北部111个表层沉积物中的浮游有孔虫进行了鉴定和统计，并利用Q型因子分析方法对其群落组合特征进行了分析。结果表明，冲绳海槽北部浮游有孔虫主要有3个因子组合。以Globlobigerinita glutinata(Egger)为代表的主因子1主要分布在东南侧的黑潮主干和对马暖流控制区内，同时受西侧陆架冷水影响的部分站位也显示了较高的载荷值。G．glutinata的种群特征显示，黑潮主干和对马暖流控制区以大个体分子为主，而小个体分子主要集中在受冷水影响的陆架浅水区。因此，G．glutinata很可能是300N以北海域黑潮及其分支流系的优势种，而其小个体分子在陆架浅水的存在可能与东海冷涡沉积动力环境相关。以浅生种Globigerinoides ruber(d‘Orbigny)为代表的主因子2主要分布在研究区西侧和北侧水深100—150m之间的陆架浅水区。以Neogloboquadrina dutertrei(d’Orbigny)和Pulleniatina obliquiloculata(Parker＆Jones)为代表的主因子3，主要分布在研究区中部的黑潮和对马暖流与陆架水的混合区内。因此，冲绳海槽北部浮游有孔虫动物群的分布受到海流、水团、水深等多种海洋环境因素的影响。     

东海南部陆架水体2011年夏季温盐结构及其对台湾暖流和黑潮入侵的指示

利用2011年7月5个断面共30个站位的温盐深(CTD)测量资料,分析东海南部陆架水体的温盐结构和温跃层特征,探讨黑潮和台湾暖流对东海陆架水文状况的影响。结果显示,本区广泛存在着浅部温跃层和深部温跃层。浅部温跃层分布于20 m水深以内,跃层强度普遍较弱,具有明显的日内生消变化。深部温跃层分布于中、外陆架和台湾海峡。在中、外陆架的深水区,跃层底界深度约80 m,跃层厚度约10 m;跃层强度大,约为0.8℃/m,且较为稳定。在台湾海峡北部,温跃层分布于水深14～30 m,跃层厚度6～10 m,跃层强度偏弱,为0.2～0.5℃/m。在温跃层附近,由于上、下层水团温度、盐度的差异,其混合过程常出现盐指现象。在东海陆架90～110 m等深线之间,深部温跃层之下盘踞着一个深层冷水团,水温为16.8～17.6℃。黑潮水的入侵,使得外陆架温跃层强度减弱至0.2～0.5℃/m;同时,跃层层位上升,厚度加大。温跃层强度可以作为指示黑潮入侵的灵敏指标。当夏季深部温跃层强度低于0.6℃/m,同时伴随跃层厚度加大时,可判别为黑潮入侵。本区夏季黑潮锋可以到达110 m等深线附近。在中陆架50～80 m等深线之间,深部温跃层的消失,说明台湾暖流的强烈影响遍及整个水柱;而从南向北,台湾暖流的影响逐渐减弱。台湾海峡北部深层水温度较低,平均值为22.52℃,要比东海南部中陆架深层水低3℃,这可能意味着台湾暖流深层水主要源于黑潮分支的加入。     

黑潮水入侵东海陆架及陆架环流的若干现象

利用WOCE-SVP和中国近海环流观察项目的卫星跟踪表层测流浮标资料，详细分析了黑潮及其入侵东海陆架和东海陆架上层环流的分布状况，结果表明：黑潮从台湾东部进入东海后，明显入侵陆架，并在复杂地形的作用下使其流路呈现多种变化，分析结果还显示，对马暖流不仅仅是黑潮的延续，而是多支流合成的结果，通过资料分析发现：秋节东海黑潮西侧100m等深线处可能存在一支与黑潮反向的逆流，关于它存在的季节变化和动力机制有待进一步的深入研究。     

秋季东海黑潮锋面涡旋的特点

本文根据１９８８年１０月２０～２４日“向阳红０９号”调查船在奄美大岛以西海区进行调查时，在陆架斜坡上的表均温层的底部，即５０ｍ附近的深层上，出现一个黑潮锋面涡。不论在平面上形成的特点，还是在断面上水系配置的形式，它与春季黑潮锋面涡的特征极为相似。说明秋季东海同样存在陆架水与黑潮水在水平方向交换与混合。     

台湾暖流起源的研究

根据台湾东北海域的水文资料分析，作者对台湾暖流起源提出以下看法：台湾暖流起源于黑潮分支和台湾嗳水，黑潮分支为主要源泉．台湾暖流的深层水完全来自黑潮分支的深层水，不具有暖流性质，而其上层水是由黑潮分支的上层水和台湾暖水组成。由于台湾暖水有明显的季节变化，与此相应，台湾暖流也发生相应的变化。     

东海对马暖流水来源的数值模拟

本文通过二维数值模拟对1986年6月～1988年12月东海对马暖流水的来源问题进行了初步探讨,结果得出东海对马暖流水的来源基本上分为三种类型:(1)东海对马暖流水主要为东海黑潮水继续北上部分构成;(2)东海对马暖流水由东海黑潮水、东海陆架水以及东海北部黄海大陆沿岸水几部分混合而成;(3)东海对马暖流水几乎全部由东海北部的黄海大陆沿岸水构成。模拟与实测结果基本一致.     

黑潮主流径海域海水中的无机碳及其对东海陆架区的影响

基于2014年5—6月对黑潮主流径及毗邻东海陆架海区的调查,研究了该区域水体中无机碳体系参数(p H、总碱度TAlk、溶解无机碳DIC及DIC/TAlk)的垂直与水平分布,在此基础上定量评估了黑潮输入对东海陆架海区无机碳收支的影响。结果表明,黑潮水体中DIC、TAlk与DIC/TAlk总体而言随水深增加而升高,p H降低,综合体现了浮游植物生产、海-气界面交换、有机物降解及Ca CO3溶解等过程的影响;上升流中心站位无机碳参数均受较深层水体上涌影响,与黑潮主流径其它站位略有不同。东海陆架海区外侧站位表层、30m层无机碳主要受台湾海峡暖流影响,高p H、低DIC/TAlk的黑潮表层水影响区域局限于东南部;而在底层,低p H、高DIC/TAlk的黑潮入侵流离开黑潮主流径向正北方延伸并抬升至钱塘江口附近;上升流对无机碳的影响持续至表层,其携带的黑潮中层水因此也可能进入陆架海区。水量模型估算黑潮水在5—10月间跨域陆架边缘向东海陆架区输入溶解无机碳总计58798.9×109mol,净输入达37382.9×109mol,而东海向外输出的无机碳绝大部分经由对马海峡进入日本海。     

台湾暖流起源的研究

根据台湾东北海域的水文资料分析,作者对台湾暖流起源提出以下看法:台湾暖流起源于黑潮分支和台湾暖水,黑潮分支为主要源泉。台湾暖流的深层水完全来自黑潮分支的深层水,不具有暖流性质,而其上层水是由黑潮分支的上层水和台湾暖水组成。由于台湾暖水有明显的季节变化,与此相应,台湾暖流也发生相应的变化。     

台湾暖流水(团)夏季T-S特征和来源的初步分析

在濒临我国闽、浙两省的东海陆架西部海域。终年存在着一股自南北上、具有高盐特性的外海水(图1),它是该海域的主要水团。它的消长和运移,对陆架西部海域的水文状况有着十分显著的影响,我国东南沿海渔场位置的变动以及气候的变化等也与之密切相关。因此,对这股高盐水的研究具有很重要的现实意义,很早就受到了国内、外海洋学者的重视。 较长期来,这股高盐水的名称及涵义一直较为混乱,有称“中间暖水”,或称“黑潮北上分支水”,也称“台湾暖水”和“台湾暖流水”等等。本文根据这股高盐水的来源和特性,采用了“台湾暖流水”这一名称。 关于台湾暖流水,国内、外海洋学者已相继作过一些研究。早在1894年,C.O.MaKapo?曾根据1886-1889年“勇士”号的调查结果指出:“在东海西部有一支黑潮分支出来的中间暖水”。1932年,安井善一在其研究上海一长崎间水温、盐度年变化的著作中曾提到:“在中国大陆沿岸有一黑潮水的分支北上,其温、盐度的性质与日本近岸的黑潮水系相近”。其后,许多日本海洋学者,诸如宇田道隆、辻田時美、井上尚文,深濑茂、松官义晴、中尾徹、以及西田英男等人在研究东海水文状况和水团结构的著作中,都先后在不同程度上对台湾暖流水作过一些概要的分析。 自本世纪五十年代末期以来,我国海洋科学工作者在研究中国近海水文基本特征的同时,也对台湾暖流水作了一些研究,但因受资料限制,这些研究仅局限于分析台湾暖流水在28°N以北、124°E以西海域内的分布和变化特性,而未能探讨其全貌。 近年来,在东海陆架西部海域的海洋水文调査逐渐増多,已经积累了一些观测资料，本文试图根据目前所能收集到的1958-1977年间的资料,对台湾暖流水夏季的温、盐特性及来源作一初步探讨。     

东海黑潮主段环流子结构研究

通过对多种调查资料的综合分析,提出了东海黑潮主段子环流系统的物理模型,它是由较稳定的东海黑潮主段、经常出现(大概率)的右侧逆流和有条件出现(小概率)的外陆架逆流所构成的一个双环环流结构。部分黑潮水由主段北部进入陆架区形成外陆架逆流,或转向黑潮以东海域形成右侧逆流;由主段南部进入黑潮的陆架水,一部分来自外陆架逆流闭合了双环结构的外陆架部分;黑潮右侧逆流水大部分形成反气旋流动重新进入主流,闭合了双环结构的东部部分。     

夏季对马暖流区黑潮水与陆架水的相互作用──兼论对马暖流的起源

根据1994年8月28日至9月7日韩国“Onnuri”号海洋调查船获得的CTD资料及在调查期间投放的11个卫星跟踪漂流浮标资料,分析研究了东海东北部黑潮水的分离及其与陆架水的相互作用,进而探讨了夏季的对马暖流的形成过程。     

台湾东北海域冷涡-上升流系统冬、夏季温度三维结构

利用美国国家海洋大气管理局(NOAA)2007年发布的全球海域温度多年月平均数据库资料(WOA 05),研发计算机数值分析和图形可视技术,对台湾东北海域冬、夏季的温度分布进行数值分析,展示台湾东北海域冷涡-上升流系统冬、夏季温度分布的三维结构,分析黑潮、台湾暖流以及东海陆架水的影响,得出以下结论.(1) 夏季(8月)冷涡主要存在于13-100m深度以及138-150m深度;冬季(2月)冷涡主要存在于109-150m深度之间.(2)夏季(8月)上升流的拱形结构从表层向下都存在,其中由于台湾暖流与东海陆架底层水的影响,造成在深度100-138m之间的等温线不闭合;冬季(2月)上升流的拱形结构主要存在于100m水深以下.(3)在黑潮向西北方向入侵东海陆架的区域,冷涡-上升流系统消失.在冷涡-上升流系统作用的区域,黑潮向东北方向入侵东海陆架的程度越强,冷涡-上升流系统的势力也越强.     

东海区域开发设想

东海面积约77万平方公里,平均深度为370米,最大深度为2719米。其陆架宽广,面积约54万平方公里。东海处亚热带地区,海洋环境条件优越,十分有利于开展多种海洋开发活动。这里雨量充沛,气候温和湿润,两大性质不同的水系——东部的黑潮暖流水系和西部的沿岸流水系相互作用,左右着东海的水文特征。我国第一大河——长江流入东海,它和许多大小河流夹带     

东海南部水系分布和季节变化特征

利用中日黑潮联合调查研究期间“实践”号船１９８７年夏、冬季、,１９８８年春、秋季的实测资料对研究海域的水系分布及其季节变化进行了分析研究。研究结果表明：（１）与大陆沿岸水性质相近的Ⅳ类混合水秋、冬季分布在大陆沿岸、春、夏季的范围向外海扩展。（２）黑潮水与陆架混合水的边办位置（称为黑潮水左边界）大致位于１００－２００ｍ等深线之间,并随季节摆动,台湾东北海域,春季黑潮水边界靠达１００ｍ等深线,夏季靠近     

东海PN断面水团分布的季节变化

利用PN断面的高分辨率CTD温度、盐度和密度资料,采用曲线族拟合的水团分析方法分析发现,PN断面处的水团有明显的陆架水和黑潮水的交汇特征,且随着季节的变化PN断面处的水团特征也发生明显的变化.夏季,黑潮水核心离陆架的距离最远且深度较深,陆架水与黑潮的混合水浮置于黑潮水本体之上且向深海拓展的最远,隶属度在PN断面上200 m的分布几乎呈水平状;秋季,黑潮水主体离陆架的距离最近,并将陆架混合水向陆架压迫,使得隶属度等值线由夏季的平直状态向陆地弯曲;冬季,黑潮水团的核心占据了深海区域的整个表层和次表层,且位置相对于秋季更向深海移动,黑潮水与陆架水的交汇处也由秋季的陆架移向陆坡;春季,是唯一可以清楚地看到陆架混合水隶属度分布的季节,此时陆架混合水充满整个陆架海域,而黑潮水的核心进一步远离陆架.海面风场和净热通量场通过改变混合层的深度影响PN断面处黑潮水和陆架水之间的混合,而海面降水对于PN断面上的水团分布特征没有显著影响.