夏季黄海冷水团冷源估算及开发方式分析

通过分析2011年8月的出海调查数据,绘制了不同断面上的温度分布图及调查海域底部的温度分布图,基本了解了黄海冷水团西边界的空间分布特征;根据热力学及流体力学的基本理论,在忽略热量传递次要项的前提下,通过计算海水在输运过程中的"冷量"损失,得到了黄海冷水在输运过程中的温度变化情况;进一步结合青岛地区海水源热泵技术的具体应用情况,分析探讨了黄海冷水团的开发利用前景。结果表明:黄海冷水团边缘距离岸边较近,约20~40km,在冷水输运过程中"冷量"损失较小,管道内部末端水温仅升高5℃~6℃,并且青岛地区已经具备相对成熟的海水温差能利用技术,这些都为黄海冷水团的开发利用提供了理论与现实基础。     

黄海冷水团的变化特征

本文根据1957—1967,1972—1973和1975—1985这24年的温、盐度资料,利用“相似系数”法分析了夏季(8月)黄海冷水团分布范围、低温中心、体积和温、盐特性的多年变化。结果表明,黄海冷水团的分布范围具有比较明显的年间变化,强年的“相对体积”约为弱年的2.2倍。黄海冷水团的温、盐性质比较稳定,多年最大变幅分别为7.7℃和2.58‰。三个低温中心温、盐度的多年变幅,盐度以北黄海低温中心为最大(约1‰),温度以南黄海西侧低温中心最显著(3.51℃);而南黄海东侧低温中心温、盐度的变幅最小,分别为1.58℃和0.63‰。     

黄海冷水团的变化特征

本文根据t957—1967,1972—1973和1975—1985这24年的温、盐度资料,利用“相似系数”法分析了夏季(8月)黄海冷水团分布范围、低温中心、体积和温、盐特性的多年变化。结果表明,黄海冷水团的分布范围具有比较明显的年间变化,强年的“相对体积”约为弱年的2.2倍。黄海冷水团的温、盐性质比较稳定,多年最大变幅分别为7.7℃和2.58‰。三个低温中心温、盐度的多年变幅,盐度以北黄海低温中心为最大(约1‰),温度以南黄海西侧低温中心最显著(3.51℃);而南黄海东侧低温中心温、盐度的变幅最小,分别为1.58℃和0.63‰。     

黄海冷水团的环流结构

运用定性分析和数值模拟，对黄海冷水团的环流结构进行了探讨，结果表明黄海冷水团的垂向环流结构为双环结构：跃层以上区为中心上升，边缘下降的弱环流;跃层以下区为中心下降，边缘上升的强环流；在冷水团的中心区域，流动很弱，且无穿越温跃层的垂向流动。同时也对以往有关黄海冷水团垂向环流结构的工作进行了讨论。     

北黄海冷水团温、盐多年变化特征及影响因素

基于1976~1999年的海洋调查资料,主要研究了北黄海冷水团温、盐的多年变化特征,并结合该时间区间内黄河径流量及海洋站的气温、风速等资料探讨影响北黄海冷水团温、盐变化的因素.结果表明,北黄海冷水团在这24 a间温度稍呈上升趋势(0.005℃/a),盐度升降趋势则不明显.其温度主要受冬季气温影响,黑潮现象会使温度变异.盐度主要受黄海暖流、渤海热通量、海域冬季大风的共同作用;黄河径流量可能不是影响北黄海冷水团盐度变化的主要因素,但其径流量的大幅度变化也会影响北黄海冷水团的盐度变化趋势.     

黄海冷水团的化学水文学特征

Based on the field data obtained during summer cruises in 2006, the overall perspective of chemical and hydrographic characteristics of the Yellow Sea Cold Water Mass(YSCWM) are discussed through the crossYSCWM transect profiles and horizontal distributions of hydrological and chemical variables, with emphasis on the differences between the northern Yellow Sea Cold Water Mass(NYSCWM) and the southern Yellow Sea Cold Water Mass(SYSCWM). The results show that YSCWM is characterized by low temperature(10°C) and dissolved oxygen(DO) concentration, high salinity(32.0) and nutrient concentrations. Compared to the SYSCWM, the NYSCWM possesses lower values of temperature, salinity and nutrient concentrations but higher values of DO.Also its smaller variation ranges of variables(except for temperature) demonstrate that NYSCWM is more uniform than that of SYSCWM. In addition, thermocline is more intensive in the SYSCWM than that of NYSCWM.Furthermore, DO and Chl a maxima appear at the depth of 30 m in the SYSCWM, while these phenomena are not obvious in the NYSCWM.     

黄海西部沿岸冷水在夏季南黄海西部底层冷水形成和季节演变过程中作用的化学水文学分析

以金枪鱼碎肉为原料, 采用双酶分步水解法制备高F值酶解液, 通过Box-Behnken试验设计, 分别确定两步酶解的最佳条件, 酶解液经活性炭静态吸附去除游离芳香族氨基酸, 对脱芳后的酶解液进行氨基酸组成分析并测定F值。结果表明, 胃蛋白酶为第一步水解用酶, 酶解的最佳工艺条件为酶用量650U/g, 料水比1∶7(g/mL), 温度35.9℃; 风味蛋白酶为第二步水解用酶, 酶解的最佳工艺条件为酶用量50700U/g, pH 6.51, 温度51℃, 最终水解度达到36.87%±0.54%; 酶解液在pH 3.0, 温度35℃条件下, 经5%(质量体积分数)的活性炭吸附时间3h后, 脱芳率达到63.18%, F值为30.33, 符合高F值肽的要求。     

黄海冷水团对海洋变动的响应

本文利用历史资料,分析了黄海夏季底层冷水团水温的冷暖变化与海洋变动之间的关系.结果发现,黑潮大弯曲的第二年为黄海冷水团的暖年、埃尔尼诺事件出现的当年为黄海冷水团的冷年,最后讨论了冷暖年黄海冷水团环流特征.     

2007年春季南黄海中层冷水特征及成因

本文根据2007年南黄海的CTD调查资料,分析了南黄海中层冷水的10个示性特征及其分布特征,指出2007年春季中层冷水主要出现于35°N以北的海域,核心区主要位于50 m等深线附近,中心深度位于25～40 m,宽度约为100 km,厚度为10～25 m,跃变强度为0.04～0.14℃/m。对比分析冬季与夏季温度、盐度及实测海流资料,南黄海春季出现的中层冷水主要是黄海暖流、沿岸冷水以及春季表层升温等过程的综合作用结果。     

黄海冷水团可培养细菌的多样性研究

本文研究了2008年7月黄海冷水团海域可培养细菌的多样性。AODC和DVC计数总菌数和活菌数分别为(1.3~4.8)×105/mL和(0.6~1.6)×105/mL;2216E平板以菌落计数法可培养细菌浓度为(0.56~2.2)×103cfu/mL。从分离到的475株中选取163株进行16S rDNA扩增,并用HhaⅠ酶进行ARDRA(扩增性rDNA限制酶切片段分析)多态性分析,取114株不同带型测序。结果显示,冷水团细菌归为4个细菌类群:变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Acti-nobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes),共24个属,其中包括α-,β-,γ-变形菌纲;非冷水团细菌也归为这4个门类,共15个属,但未分离到β-变形菌纲。γ-变形菌纲在冷水团和非冷水团区域的不同深度都是优势菌群,不同的是冷水团区域α-变形菌纲比例较高(26.8%),而非冷水团区域α-变形菌纲比例相对较低(15.6%)。这表明黄海冷水团和非冷水团区域细菌多样性都很丰富,但其群落组成和优势菌群有所不同。此外,16S rDNA测序结果表明,6株细菌可能为海洋细菌新种。     

南黄海西部中层冷水特征的时空变化

根据 1 959- 1 996年 4- 6月水温资料 ,按 30′× 30′方区统计计算了南黄海 ( 34°～ 37°30′N ,1 2 2°～ 1 2 4°30′E)中层冷水的 8个示性特征值 ,并绘制了平面分布图。分析结果表明 ,南黄海西部中层冷水于 4月形成 ,5月达到盛期 ,6月开始消衰 ,生消规律具有明显的季节性 ;出现的海区为 34°～ 37°30′N ,1 2 4°0 0′E以西 (即黄海暖流向西北伸展路径 )海域 ,具有明显的地域性。同时 ,示性特征的时 -空分布变化还反映出 :在形成期其下方黄海暖流对它的重要影响。这将对于探讨海洋热、动力因子对研究海区中层冷水生消机制奠定了实验基础。     

北黄海夏季冷水团营养盐贡献的估算

根据2006年北黄海夏季航次调查资料,初步估算夏季冷水团及整个调查海区的水体体积,进而分别计算两者的营养盐总量,并在此基础上估算夏季冷水团区营养盐对调查海域的贡献.结果表明冷水团作为营养盐的高值区,以仅占调查海区总体积23.7％的体积分数,达到了对DIN、PO4-P和SiO3-Si分别为46.3％、63.9％和32.1％的贡献率,尤其是PO4-P的贡献量,更是达到海区总量的一半以上,充分体现出其营养盐贮库,特别是PO4-P贮库的特性.在水体层化减弱、消失的季节,冷水团对整个水体的营养盐是极大的补充.     

黄海冷水溶解氧垂直分布最大值的进一步研究

黄海冷水(又称黄海冷水团)是我国近海水文特征的重要现象,自本世纪二十年代以来,日本和我国海洋物理学家陆续对其进行了较多的研究。近年来又见有该水域的水化学特性报道,其中顾宏堪首先研究了黄海水域夏季溶解氧垂直分布最大值,继而刁焕祥等指     

黄海冷水团的形成及其性质的初步探讨

中国海海况,过去虽然没有大量地被人研究过,但部分的重要现象和问题已有过探讨并有一些结论,如有人认为:里门海流与黄海冷水团终年维持联系,是黄海冷水团长存的原因之一,并认为:冬季风浪大,表、底层比重和温度虽极为接近,但仍不交叉混合;还有人提出:在黄海方面有黑潮分支经济州岛的南岸沿着黄海的中央部北上。类似这些论点都是十分重要的问题,是值得再深入探讨的。     

黄海陆架表层水温的低频振动

本文在对位于黄海南部陆架上的朝连岛站30年水温资料进行分析时发现，该站的表层水温有周期大于20个月的低频振动，其中以准两年周期和6年周期最显著。陆架水温的这种低频振动是对东亚季风异常的响应。这种低频振动在冬季与渤海冰情的变化同步；在夏季与黄海底层冷水团的强弱相关。同时，这种低频振动在对马暖流上也有一定的反映。     

黄海冷水团对长江冲淡水扩展的影响

利用作者已建立的σ坐标系下三维非线斜压陆架模式,研究黄海冷水团对长江冲淡水扩展的影响。数据试验结果表明,黄海冷水团产生的余流,与黄海冷水团的强度和海底地形有关。     

南黄海暖流水附近冷水块的分析研究

在南黄海东南部，呈现高温、高盐特征的南黄海暖流水(以下简称暖流水)终年入侵。冬半年，暖流水自济州岛东南沿西北方向大量涌入南黄海，并盘踞其大部海区，因此，该海域水文要素场(温度、盐度、密度)等值线的分布大多呈舌形。但在济州岛西北，朝鲜半岛西南海域外的水文状况则呈现低温、高盐特征。夏半年，黄海冷水团与南黄海沿岸流强盛，暖流水势力锐减，南黄海温、盐度等值线的分布不再大片地呈现明显舌形，舌状分布仅出现在34°N以南，124°E以东海区。此时，在暖流水附近，济州海峡西北部，朝鲜半岛西南海岸外，经常出现一个具有高盐特性的冷水块。此冷水块的出现与南黄海暖流水的变异有关，并且存在时间较长，因此，其温、盐性质构成了南黄海水文特征的一部分。本文试图分析研究这一冷水块的基本水文特征并对其成因提出初步看法。 本文主要引用1976-1979年在南黄海海域调查的部分观测资料以及朝鲜1934-1938年的近海观测资料。     

黄海冷水团邻近海域浮游植物的昼夜垂直变化

于2006-10-19~20日在黄海南部海域进行定点(123°30′E,33°00′N)采样观测,用Uterm hl方法分析了浮游植物群集的垂直分布时间序列变化。研究结果表明:铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebautiiGomont)为最优势种,其他优势种依次为具槽帕拉藻(Paralia sulcata(Ehrenberg)Cleve)、圆海链藻(Thalassiosira rotula Meunier)、菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides Grunow)和佛氏海线藻(Thalassionema frauenfeldii Grunow)。硅藻在物种丰富度上占优势。调查期浮游植物细胞丰度介于(1.111~2 042.889)cells mL-1,平均值为192.756 cells mL-1。浮游植物细胞丰度垂直分布特征是表层水体最高,10m层迅速降低,底层最低。浮游植物细胞丰度随时间具有一定的波动,10月19日12:00和10月20日0:00在表、底层水体各出现2个细胞丰度峰值,10 m层的2个峰值比表、底层均滞后3 h。调查期浮游植物群集各层差异明显。     

夏季南黄海深层冷水团内部的水文结构

在整个黄海水域，夏季存在着范围广阔的深层冷水块。习惯上根据地域分布的不同，把地处北黄海的冷水块叫“北黄海冷水团”，地处南黄海的叫“南黄海冷水团”这两冷水块连成一体通称“黄海冷水团”。赫崇本是我国最早分析黄海冷水团的基本属性和消长变化的学者之一；而后，管秉贤分析了黄海冷水团的水温变化和环流结构，并进一步确认黄海冷水团是冬季保留下来的。近几年来我国学者对黄海冷水团的成因和水文、环流结构又有不少新的研究。例如，袁业立提的热生模式较好地讨论了北黄海冷水团中心区域的热结构和环流结构；Guo Binghuo(郭炳火)根据南黄海冷水团分裂成两个低温中心，指出：围绕南黄海冷水团存在着大小两个气旋式冷水团环流。万国铭等1)依据经典的水团分析技术指出：南黄海冷水团仅分布于123°E以西的狭小区域，而123°E以东的广阔水域则为黄海暖流底层水所占据。赵保仁提出潮混合对黄海冷水团的边界起着重要的控制作用。以上几种观点，对进一步分析黄海的水团和环流结构都有着启发意义。 本文的主要目的，是依据1984年7月中美联合调查所获得的水文资料(站位见图1)和部分历史资料来阐明南黄海冷水团内部的复杂结构。分析结果表明，夏季南黄海深层冷水团内部，仍然存在着春季保留下来的具有高温高盐性质的黄海暖流水系的扩张现象。这一扩张现象似可理解为与黄海暖流同源但已被切断联系的黄海暖流残迹在黄海冷水团内部继续前进的反映。因此，夏季黄海冷水团可进一步划分为具有高温高盐性质的“黄海暖流水”和具有低温低盐性质的“黄海本地冷水”两个次级水团。在这两种水团之间，存在着明显的锋面和显著的混合现象，在锋面处还可以观测到由双扩散产生的两水团之间的相互侵入现象。