东海黑潮区域性变异的分析

基于中日黑潮合作调查研究期间所获历史和现场观测资料,本文较详细地分析了东海黑潮区域性变异.结果表明:(1)与PN断面及其邻近海域的黑潮中段相比,台湾东北海域的黑潮南段,流轴有较大弯曲,并有明显的季节变化.但该海域黑潮的流速和流幅,以及它们的季节间变幅却比黑潮中段和北段小.(2)东海黑潮南段不仅流轴变化复杂,而且其左侧常有气旋性冷涡出现.而黑潮中、北段接壤区,既是黑潮向东流的转折处,又是黑潮锋面涡旋频繁发生的区域.可认为该两处海域是黑潮影响东海及其邻近海域的关键区段.(3)初步分析指出,地形是导致黑潮区域性变异的主要因素.此外,季风和密度场的变化也起着重要的作用.     

东海黑潮上空气旋波的扰动能量传输

气旋在黑潮海域的异常发展早已为许多作者所注意。目前从统计学和动力学方法也已证实,东海气旋的异常发展与黑潮海域充沛的热量供应有关。有的作者试图从海面能量供应的角度论证上述事实,如Ninomiyo曾以半经验的方法计算黑潮海域气旋式波动的有效位能的转换。但对气旋的发生发展而言,更重要的是扰动有效位能的生成及其转换。然而迄今未见有关于黑潮对气旋扰动能量关系的详细计算和讨论。本文在计算了黑潮上空气旋区海面和高空微尺度的热涡动输送值后,着重讨论了海洋热源引起的气旋区扰动有效位能的产生及其转换。作为对照,也计算了气旋在陆地和移出黑潮区以后的扰动能量平衡。我们试图从所得结果分析气旋在陆地、海洋和黑潮     

吕宋和台湾岛以东黑潮季节与年际变化规律的对比分析

黑潮是北太平洋副热带环流系统的一支重要的西边界流。前人对不同流段黑潮的季节和年际变化进行了诸多研究,然而基于不同数据所得结论仍存在差异,尤其是不同模式计算所得流量差别很大,而且以往研究往往着眼于某一流段,对不同流段黑潮变化之间的异同及其原因涉及较少。本文基于卫星高度计数据,评估了OFES(Ocean generalcir culation model For the Earth Simulator)和HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model)两个模式对吕宋岛和台湾岛以东黑潮季节与年际变化的模拟能力,进而对两个海域黑潮变化的异同及其物理机制进行了分析。结果表明:HYCOM模式对黑潮季节变化的模拟较好,而OFES模式对黑潮年际变化的模拟较好。吕宋岛以东黑潮和台湾岛以东黑潮在季节与年际尺度上的变化规律均不相同,且受不同动力过程控制。吕宋岛以东黑潮呈现冬春季强而秋季弱的变化规律,主要受北赤道流分叉南北移动的影响;而台湾岛以东黑潮呈现夏季强冬季弱的变化特点,主要受该海区反气旋涡与气旋涡相对数目的季节变化影响。在年际尺度上,吕宋岛以东黑潮与北赤道流分叉及风应力旋度呈负相关,当风应力旋度超前于流量4个月时相关系数达到了-0.56;而台湾岛以东黑潮的流量变化则受制于副热带逆流区涡动能的变化,且滞后于涡动能9个月时达到最大正相关,相关系数为0.44。本研究对于深入理解不同流段黑潮的多尺度变异规律及其对邻近海区环流与气候的影响具有重要意义,同时对于黑潮研究的数值模式选取具有重要参考价值。     

冬季东海黑潮海-气热量交换对长江中下游汛期降水的影响

黑潮海区的海-气热量交换,表层水温及热含量的变异对大气环流和大陆旱涝的影响已有论述。本文的目的在于分析东海黑潮海区的海-气热量交换特征及其与整个黑潮的关系,探讨它与长江中下游降水的联系,进而计算比较东海嵊山站多年海-气热量交换的特性,得到了有预报意义的指标。一、东海黑潮冬季海-气热量交换的年际变化特性及其与整个黑潮的关系作者在分析东海黑潮海区的海-气热量收支的年平均状况和季节变化特征时指出,10—3月海-气之间的热量比较显著,特别是在严冬季节。据此,本文只着重讨论东海黑     

台湾以东表面黑潮流量与涡旋场相互作用研究

本文基于法国空间局AVISO中心提供的1993年~2015年的卫星遥感海面高度和海表流场逐日资料,分析了台湾以东表面黑潮流量及其邻近海域的涡旋场（海面高度异常）,得到了台湾以东表面黑潮流量和涡旋场的四个主要周期,并研究了不同对应周期的黑潮表面流量及其邻近涡旋场之间的相互作用关系。论文主要结论如下：（1）基于小波分析法,分析了台湾以东表面黑潮流量及其邻近的涡旋场,发现两者都具有明显的季节、年和年际变化周期。对于表面黑潮流量,除了具有182天（0.5年）和365天（1年）的显著周期外,还存在860天（2.35年）和2472天（6.8年）左右的较为明显的周期。涡旋场也相应地存在200天（0.55年）、374天（1年）、889天（2.43年）和2374天（6.5年）四个较明显的周期,但在不同的纬度存在一定差异;（2）基于相关分析和因果分析法,分析了以上四个周期内表面黑潮流量及其邻近涡旋场的相关性,揭示了黑潮与涡旋在不同周期区间、不同纬度相互影响关系的差异。     

西北太平洋黑潮路径变化与柔鱼CPUE的关系研究

利用西北太平洋长时间序列SST、黑潮路径、柔鱼渔获量数据,基于GIS技术分析了黑潮路径类型变化和离岸摆动及其对柔鱼CPUE的影响。分析结果表明,1990—2003年,黑潮弯曲发生的月份数占82％,其中整月发生弯曲的月份数占47％,共发生2次大弯曲、2次准弯曲、5次小弯曲。柔鱼年CPUE,在黑潮发生准弯曲年份最高,黑潮发生小弯曲年份较高,黑潮发生大弯曲年份和平直年份较低,黑潮大弯曲发生的强盛年份最低。柔鱼月CPUE高值时段,多是黑潮发生弯曲时段,且主要是C型弯曲。连续3月以上出现月CPUE高值段,黑潮路径模式是C型弯曲和平直路径交替出现。3天CPUE的高值时段,黑潮弯曲型的频次远高于平直型;较高值时段,黑潮弯曲型的频次稍高于平直型;中值时段,黑潮平直型频次稍高于弯曲型;较低值时段,黑潮平直型高于弯曲型;低值时段,黑潮平直型远高于弯曲型。     

基于拉格朗日方法对黑潮路径的数值模拟

利用ROMS模式和拉格朗日方法,研究了完整的黑潮路径及其特点。首先通过比较拉格朗日粒子的概率分布与HYCOM再分析资料和OSCAR海流反演产品统计的流场结构,验证了拉格朗日方法对黑潮路径的模拟效果。在此基础上,通过分析拉格朗日粒子的轨迹研究了黑潮路径的主要特征,发现黑潮入侵东海大陆架主要包括台湾东海岸北向路径、菲律宾离岸气旋式环流路径以及南海-台湾海峡北向路径3条主要路径,同时得到了黑潮路径主要通道上的净流量分布。     

基于自组织映射的日本南部黑潮与黑潮延伸体的典型时空模态及其因果关系研究

过去的研究认为,黑潮延伸体的年代际振荡受来自其下游的太平洋年代际振荡（PDO）相关联的信号主导,但最近的观测表明这种调控机制在2017年9月之后不再成立。与此同时,黑潮延伸体的上游即日本南部黑潮正在发生一次大弯曲事件。利用26年（1993–2018年）的卫星高度计提供的海表高度距平数据和自组织映射（SOM）方法,本文研究了日本南部黑潮与黑潮延伸体的时空模态及其因果关系。结果表明,SOM能有效地提取两个海区的典型空间模态,且它们的演变轨迹表明当日本南部黑潮处于大弯曲（离岸型非大弯曲）路径时,黑潮延伸体趋于稳定（不稳定）态。基于SOM识别得到的海表面高度距平（SLA）特征区及特征时间模态,我们进一步利用一种最近发展的定量因果分析方法研究了两个流系之间的因果关系。研究发现,当黑潮大弯曲发生时,日本南部黑潮和黑潮延伸体之间存在双向因果,但因果关键区不同。前者对后者的影响集中在纪伊半岛东南侧及黑潮延伸体“两脊一槽”区域,而后者对前者的影响则集中在黑潮延伸体“两脊一槽”区域及黑潮再循环流区域。这说明黑潮大弯曲的发展对黑潮延伸体的稳定性有重要作用,同时黑潮延伸体通过调制南部再循环流影响日本南部黑潮的...     

东海黑潮温、盐度与中国东部气温和降水的相互关系

采用东海黑潮主流段长时间序列的实测温盐资料,研究了东海黑潮上层温度、上层盐度的变化及其与中国东部降水和地面气温的关系.结果表明,在过去50 a内,东海黑潮上层海温呈上升趋势,而上层盐度略呈下降趋势.东海黑潮上层海温和我国东部地面气温的关系在冬季十分密切,呈现出大面积显著的正相关,这与冬季南下冷空气的整体降温作用有关.夏季,长江中下游江水的增多致使大量长江冲淡水入海,可能是导致黑潮上层水盐度下降的一个原因,此时东海黑潮上层盐度与我国大陆东部降水呈负相关.     

2010年7月至2015年5月黑潮对邻近中国海的影响和琉球海流在中国研究的进展

黑潮对邻近中国海的影响和琉球海流研究在物理海洋学是一个很重要的、有趣的课题。为了深入地阐明由中国科学家自2010年7月至2015年5月期间所作研究的进展,本文在以下三个方面进行评述。第一方面是关于黑潮入侵南海以及在吕宋海峡周围的环流,分为以下二个很重要论题做阐述:黑潮入侵的季节和年际变化以及黑潮入侵的机制;黑潮对吕宋海峡海流和南海北部环流的影响。第二方面是关于黑潮及其对东海相互作用的变化,分为以下四个有趣的论题来阐述:东海黑潮研究的评述;黑潮入侵东海,水交换以及动力因子;由于黑潮作用营养物质通量在下游增加;从卫星遥感的应用对黑潮入侵东海对陆地物质通量的影响。第三方面,琉球海流与东海黑潮相互作用也被讨论。最后本文主要点作了总结,对今后进一步需要研究也被讨论。     

黑潮对环台湾岛海域温跃层影响的数值研究

利用97版POM海洋模式，本文分别对有、无黑潮影响环台湾岛海域三维温度结构进行数值计算，经对比分析得出，由于黑潮的流入，致使整个海域次表层冬季平均水温比无黑潮影响时提高了5－6℃，黑潮对台湾岛东部深水区的水洋跃层有决定性作用，并对台湾海峡及其南部浅水区的季节性温跃层的强度有一定影响。     

苏澳一与那国岛断面上黑潮流速结构的特征及其季节变化

自北赤道流延伸而来的黑潮，起源于我国台湾省的东南海域。当黑潮沿着台湾岛东岸北上时，它的主轴通过苏澳-与那国岛断面，自北太平洋进入我国东海，成为我国东、黄海海流系统的“大动脉”。显然，黑潮的流速结构及其变化，对东、黄海水文特征的分布、变化以及我国东部沿海地区的气候，特别是旱涝现象，都有着密切的关系。所以，有关这一问题的探讨是很有意义的。而欲研究黑潮的上述问题，取苏澳-与那国岛断面作为探讨的核心是很合适的，因为这个断面不仅离黑潮源地较近，而且位于黑潮进入东海首当其冲的关键性区域。 关于黑潮在这一断面上海洋水文状态的变化情况，日本学者须田晥次(K.Suda,1937-1938)曾作过广泛的研究，他主要分析了黑潮源地区域标量场(温、盐、密度等)的逐月变化特征。本文拟引用须田当年所列举的温、盐度资料，来研究黑潮的流速结构(主要是流速分布和输送量)及其季节变化，并结合现有的海面风应力资料，试图对黑潮输送量的季节变化及其原因作一初步的探讨，并作为进一步研究黑潮变动规律的参考。     

基于20a卫星高度计数据的黑潮变异特征

黑潮作为一支典型的西边界流,其路径变化特征及其相关的物理现象对于渔业和航海有着不可忽视的影响。本文基于改进的特征线方法,利用1992~2012年的高度计绝对动力地形数据提取了整个黑潮流区逐月的黑潮主轴和边界位置,并对沿轴速度、主流宽度、表层水体输运以及路径标准差等黑潮特征量进行了分析研究。结果表明,黑潮整体的沿轴速度在夏秋季较大,最大值可达0.95 m/s,而在冬季的速度较小;黑潮主流宽度在10、11月份达到最大值;黑潮表层水体输运在夏季最大,春秋两季次之,冬季最小。沿黑潮流路分区域对黑潮特征进行分析,结果表明,越往黑潮下游,其沿轴速度、主流宽度和表层水体输运越大,同时沿轴速度和表层水体输运量最大值出现的时间也越晚,黑潮主轴位置相对于其多年平均的偏离程度越大,且随时间波动也越强烈。     

台湾以东及东海黑潮调查研究的主要动向及结果

本文阐述台湾以东及东海中黑潮调查研究的情况.但本文不拟就此作一全面的历史性回顾,而是着重介绍六十年代中期,即“黑潮及其邻近海域合作调查(CSK)”开展以来,特别是近几年来,这一海域黑潮调查研究的主要动向及结果.     

基于AVISO卫星高度计资料的黑潮表层流轴时空变化特征分析

黑潮是著名的太平洋西边界流,是东中国海环流系统的主动脉。我国东海和黄、渤海的水文状况,基本上受黑潮及其分支所制约,因此,对黑潮的研究受到国内外学者的广泛关注。针对 AVISO 高度计地转流资料,采用改进的特征线法和最大梯度法,实现对黑潮表层流轴的自动化探测。利用经验模分解方法对黑潮流轴的离岸距离序列进行了分解,并利用自组织映射方法对黑潮流轴进行了分类。结果表明,黑潮流轴在本州岛南部和九州岛南部海域摆动幅度较大,在四国岛南部海域摆动幅度较小。在九州岛南部海域,黑潮流轴在所研究时间段内有超过一半时间呈近岸平直特征,而“大弯曲”状态占比约 35%。     

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。     

东海黑潮温盐与中国东部气温和降水的相互关系

采用东海黑湖主流段长时间序列的实测温盐资料,研究了东海黑潮上层温度、上层盐度的变化及其与中国东部降水和地面气温的关系。结果表明,在过去50年内,东海黑潮上层海温呈上升趋势,而上层盐度略呈下降趋势。东海黑潮上层海温和我国东部地面气温的关系在冬季十分密切,呈现出大面积显著的正相关,这与冬季南下冷空气的整体降温作用有关。夏季,长江中下游江水的增多致使大量长江冲淡水入海,导致黑潮上层水盐度下降,此时东海黑潮上层盐度与我国大陆东部降水呈负相关。     

东海黑潮途经海域岛屿测站表面海温年变化及年际变化特征

本文依据东海黑潮途经海域岛屿测站资料采用滤波、调和分析、能谱方法探讨了该海域表面海温年变化及其年际变化特征，并浅释了其物理机制。其结果表明：东海黑潮沿途海温年变化趋势十分相似，其数值特征较相邻海域变化缓慢，年周期分量占绝对优势；年际变化具有显著的３年和６～７年准周期变化，还存在１０～１１年和２０～２２年准周期趋势变化。这些准周期与某些大尺度海－气现象密切相关，在金球水文气象要素和现象的年际气候变化中具有普遍意义。文中指出了黑潮海域海温年际变化的直接原因应主要是黑潮暖流自身的变动，即它的流速流量的变化；还分析了对马暖流源地海域海温变化振动结构与黑潮海域的关联性、差异及其原因。     

关于东海黑潮流量某些特征的分析

基于1955-1990年G－PN断面资料，详细分析东海黑潮流量的分布特征及其变异，以进一步研究东海黑潮流量的变化规律。主要结果表明，（1）东海黑潮流量的多年平均值为22．7×106m3/s，春、夏和冬3季，流量的多年平均值相差甚小。（2）G－PN断面两段不同观测期间内，多年平均流量及其季节变化皆有一定差别。（3）东海黑潮流量的分有存在一定的区域性差异，与通过G－PN断面的流量相比，台湾东侧海域的黑潮流量较大，而吐噶喇海峡的流量略小些。     

台湾以东黑潮流量的年际变化特征

利用长时间序列的石垣和基隆两个验潮站的海平面高度记录(18年)计算了台湾以东的黑潮流量,并结合风应力资料(SODA),探讨了台湾以东黑潮流量的年际变化及其和风应力旋度的关系。台湾以东黑潮流量的峰值出现在1980—1981、1982—1983、1986、1988及1991年。低值出现在1984、1990、1993—1995年。小波分析结果显示,台湾以东黑潮流量具有2—5年的显著周期(峰值在2年和5年);台湾以东北太平洋区域风应力旋度具有2—7年的显著周期(峰值在3年和6年)。在1980—1991年间,黑潮大弯曲频繁发生,台湾以东黑潮流量偏大,与台湾以东太平洋区域风应力旋度间的关系较好;而在1991—1995年间,没有黑潮大弯曲发生,台湾以东黑潮流量偏低,与台湾以东太平洋区域风应力旋度间的关系较差。