第二章 黄东海地理环境概况、环流系统与中心渔场

本调查于1981年6月至1982年4月按季度共进行四次,调查海区在23°45′—35°N,122°30′—128°30E的范围内。这一研究区域正处于黑潮、台湾暖流、对马暖流、黄海沿岸流、东海沿岸流、长江冲淡水以及黄海冷水团的综合作用区域,水文条件十分复杂。在研究地理环境及环流系统时,不能仅限于调查海域范围内,需要扩展到整个黄东海区,因此将引入其它文献的有关资料和结论,并结合调查资料的分析,对若干问题提出初步见解。     

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。     

1996年春季南黄海水文特征和水团分析

利用中韩“黄海水循环动力学及物质输运”合作研究项目第一航次1996初春所获得的CTD资料描述了南黄海初春温、盐和密度的水平和垂直分布特征,分析了水团结构,并揭示了春季在34°～36°N,121°45'～124°E的南黄海西部水域的中层冷水现象。分析结果表明初春黄海暖流上表层开始向济州岛方向退缩,黄海底层冷水团首先在青岛外海形成。     

夏,冬季对马暖流（表层）来源的数值模拟

本文利用黄海南部、东海及台湾以东海域表层流分布图提供的资料作为边界条件，对区域１１９°～１３２°Ｅ，２１°～４１°做数值模拟，模拟出的流场各流系与实测的基本吻合。所得主要结论为：（１）在３０°～３３°Ｎ，１２５°～１２８°Ｅ这一区域流速小，流向不稳定，它的西、南部分别有流入，东、北部有流出的这一特点与孙湘平所提出的“海水集散”区概念一致。（２）对马暖流不能简单地视为黑潮的分支，应该认为“海水集散区     

南黄海暖流水的温、盐度分布特征

在南黄海的东南部，有一支较强的高温、高盐水入侵，这一水体通常称为黄海暖流，也有人称之为南黄海高盐水。从环流和水团的结构来看，这一水体来源于济州岛东南的对马暖流，我们则称之为南黄海暖流水。本文试图从水团分析角度研究这一水体的温、盐度分布基本特征。 南黄海暖流水自对马暖流分出后，沿西北方向侵入南黄海，对黄海、渤海、东海的海洋环境有着重大的影响。也更因其高温特征，携带大量热量，对我国沿海地区和朝鲜半岛的气候也有一定的影响。所以，它很早就引起了国内外海洋学界的重视。我国曾于六十年代初期对黄海暖流作过研究，但研究海区仅局限于124°E以西海域。 本文引用的海洋观测资料包括中国和南朝鲜在1976-1979年间在南黄海及其东部邻近海区的(双月)调查资料(共计141个测站)。研究海区向东扩至128°E 。     

冬季南黄海浮游动物群落结构及其对黄海暖流的指示

2009年12月和2010年1月对南黄海进行浮游动物采集, 以了解冬季浮游动物群落结构及其对黄海暖流的指示作用。结果表明, 南黄海冬季仍然以温带和暖温带种为主, 中华哲水蚤Calanus sinicus、强壮滨箭虫Aidanosagitta crassa、细足法Themisto gracilipes等温带和暖温带种类在浮游动物数量组成中具有较大优势。与此同时, 一些暖水种在调查海域局部出现。2009年12月暖水种仅分布在南黄海东南部黄海暖流源地附近。位于黄海中部的调查区东侧温盐层化现象明显, 近底层低温、高盐、高营养盐的水文特征体现了黄海冷水团的残留; 2010年1月在35°—36°N区域暖水种种类明显增加, 截平头水蚤Paracandacia truncata、长尾基齿哲水蚤Clausocalanus furcatus出现的位置与暖流路径相吻合, 海洋真刺水蚤Euchaeta rimana数量相比12月有明显向北推进的趋势。主成分分析显示暖水种的分布与温度有良好的相关性。Shannon-Weaver指数、丰富度指数、均匀度指数等没有呈现明显的分布规律, 对黄海暖流的指示作用不如种类明显。     

黄东海地理环境概况、环流系统与中心渔场

本调查于1981年6月至1982年4月按季度共进行四次,调查海区在23°45′—35°N,122°30′—128°30E的范围内。这一研究区域正处于黑潮、台湾暖流、对马暧流、黄海沿岸流、东海沿岸流、长江冲淡水以及黄海冷水团的综合作用区域,水文条件十分复杂。在研究地理环境及环流系统时,不能仅限于调查海域范围内,需要扩展到整个黄东海区,因此将引入其它文献的有关资料和结论,并结合调查资料的分析,对若干问题提出初步见解。     

夏、冬季对马暖流（表层）来源的数值模拟

本文利用黄海南部、东海及台湾以东海域表层流分布图提供的资料作为边界条件，对区域１１９°～１３２°Ｅ，２１°～４１°Ｎ做数值模拟．模拟出的流场各流系与实测的基本吻合。所得主要结论为：（１）在３０°～３３°Ｎ，１２５°～１２８°Ｅ这一区域流速小，流向不稳定，它的西、南部分别有流入，东、北部有流出的这一特点与孙湘平所提出的“海水集散”区概念一致、（２）对马暖流不能简单地视为黑潮的分支，应该认为“海水集散区”是它的发源地，此“海水集散区“的水来源是多方面的。     

黄、东海黑潮流系和涡旋现象的一个正压模式

为研究黄、东海域中的黑潮流系和涡旋现象,我们建立了一正压数值模式并进行了八个试验。试验的结果基本模拟了黑潮在此区域中的分支——台湾暖流和对马暖流的特征现象以及其本身的路径。黄海暖流和济州岛南方的气旋性涡旋在试验中也得以反映。此外,模式预报出27°N、124°E附近存在一气旋型涡旋的可能性以及沿日本九州西南沿岸向南的海流为对马暖流的一分支。动力机制的探讨对试验中出现的流动特征给出了一些解释。     

东海北部一个夏季气旋型涡旋的初步分析

近十年来,随着海洋探测技术的发展,在世界各大洋里都发现了中尺度涡旋,这是物理海洋学上的重大进展之一。目前所发现的中尺度涡旋,不管是在大洋里,还是在极地区,一般均处于千米以上的深水区。但在陆架浅海区，海底摩擦要消耗大量的能量,是否也会出现这类涡旋,这是一个令人感兴趣的问题。 根据现有文献和我们对近几年东海水文调查资料的初步分析得知,在我国陆架区至少有两个气旋型涡旋,一个在台湾东北的彭佳屿附近海域,另一个在济州岛西南海域。对前者,管秉贤(1978)和M.Uda(1974)等均从冷水团的角度进行过研究,特别是日本学者在此海域进行了多次调査。至于后者,井上尚文(1975)曾根据1969年11月投放的“人工水母”(即底层流示踪器)的资料分析指出:“在黄海暖流和黄海沿岸流两股底层流的中间区域,有黄海冷水伸入。在秋、冬期间,南北流向呈反时针方向旋转。从而可以认为,以调查海区的中部(济州岛南面)海底为中心,有一个范围相当大的环流存在。”由此人们自然会提出这样一个问题:在春、夏两季,这一反时针方向的水平环流是否继续存在。尤其在夏季,自南北上进入黄海和东海的黑潮及其分支(对马暖流和黄海暖流)与黄海、东海沿岸流系交错汇合,盘踞在下层的冷水又极度发展,使得环流结构和水文状况较冬季复杂得多,这时的情况又将变得怎样?本文主要根据1972年7-8月常规水文观测资料,同时参照近几年的水文资料,对此问题作一初步探讨。 本文研究的重点海区的范围是30°30′-33°00′N,124°00′-127°E,如图1阴影部分所示。为了便于资料的分析,在绘制温、盐度等平面分布图时,将其范扩大到28°-34°N之间的大部分海域。 本文引用的资料主要来源于国家海洋局标准断面调查资料,东海渔业资源调査资料，日本气象厅海洋气象观测资料和南朝鲜水产振兴院海洋观测资料。     

中国鯵科鱼类地理分布的研究

鯵科鱼类是暖水性与暖温性的鱼类，主要分布于印度洋、太平洋、大西洋热带和亚热带水域，也可随暖流到达纬度较高的地区。它们在世界上的分布范围从南纬55°至北纬65°，主要集中于南北回归线之间。据初步统计，世界各海区的鯵科鱼类约有290种，以印度-西太平洋热带水域为最多，约有173种；东太平洋与西大西洋(美洲东西两岸)次之，约119种;东大西洋较少，约40种。 鯵科鱼类的分布与暖流的关系甚为密切。例如在非洲东西两岸，由于暖流分布的情况不同，鯵科鱼类的分布也有显著差异，东南沿岸可分布至南纬35°左右，种数也多，约61种，而西部沿岸一般不超过南纬12°左右，种数就很少，约20种。在北太平洋东西两岸，由于黑潮暖流和北太平洋暖流的影响，鯵科鱼类分布的北界均达北纬45°左右。在北大西洋两岸，它们的分布北界则有所不同，西岸因受拉布拉多寒流影响仅达北纬45°左右，而东岸由于墨西哥暖流的影响，可达北纬65°的冰岛东南岸与挪威西部海岸。在南大西洋西岸它们可分布至南纬55°左右，而东岸只到达南纬12°左右(图1)。中国鯵科鱼类的分布情况也与暖流有着密切关系，在各个海区有所差异，以南海种类为最多，东海次之，黄海最少，有些种类仅在一定季节随暖流到达东海与黄海。     

东海浮游翼足类(Pteropods)数量分布的研究

根据1997～2000年东海海域23°30'～33°00'N,118°30'～128°00'E的4个季节海洋调查资料,运用定量、定性方法,探讨了东海浮游翼足类总丰度的平面分布、季节变化及变化的动力学机制.结果表明,东海翼足类总丰度和出现频率有明显的季节变化,均为秋季最高,夏季次之,春季最低;总丰度在各个季节基本上呈东海南部高于北部、外海高于近海的分布趋势;春季的尖笔帽螺(Creseis acicula)、夏季的锥笔帽螺(Creseis virgula)、秋季的蝴蝶螺(Desmopterus papilio)和冬季的马蹄螔螺(Limacina trochiformis)是导致总丰度季节变化的最主要的种类;冬、春和夏3个季节丰度变化及4季总丰度的变化同表层或10m层水温有非常显著的线性相关关系,与底层温度及盐度的相关关系不显著.夏季翼足类高丰度区位于台湾暖流与黑潮暖流的分支处;从夏季到秋季,翼足类随着台湾暖流向北扩展,并在与长江冲淡水,闽浙沿岸水团,黄海水团等交汇处形成高丰度(大于500×10-2个/m3)和较高丰度(250×10-2～500×10-2个/m3)分布区.水温和海流是影响东海翼足类总丰度分布的主要环境因素.     

东、黄海围网渔场鲐鲹鱼产量的年际变动

根据1998～2002年我国主要渔业公司灯光围网船在东、黄海的生产统计资料,利用Marine Explorer4.0软件进行渔场分布绘制和年际比较,利用空间距离聚类法对南、北两大渔场的产量重心年际变化进行比较.结果表明,高产量渔场主要集中在南部的26°～28°N、122°～124°E和北部的32°～38°N、123°～125°E海域.年际间渔场分布及其产量重心有所变动,北部渔场分布范围较大.渔场产量重心分布变化与海洋环境条件存在明显的关系,1998年6～7月由于沿岸冲淡水势力较强,造成了7月份围网渔场产量重心明显向东偏移.     

YSDP102钻孔有孔虫动物群与南黄海东南部古水文重建

所研究的YSDP1 0 2钻孔岩心 (33°49.496′N ,1 2 5°45.0 0 9′E)是由韩国能源研究所和中国国土资源部海洋地质研究所于 1 995年 8月联合取自南黄海东南部水深 62m的巨厚泥质沉积区内 ,岩心长 60 65m。通过对岩心沉积物中浮游和底栖有孔虫动物群的分析 ,结合相应的AMS1 4 C测年数据 ,对黄海暖流及与其相伴生的南黄海东南部冷水体的形成及演化进行了初步的探讨。结果表明 ,黄海暖流及与其相伴生的南黄海东南部冷水体形成于距今约640 0日历年前。形成伊始 ,冷水体处于明显的强势状态 ,而暖流的强度却相对较弱 ,这一过程约持续了 2 2 0 0年左右 ,是南黄海东南部巨厚泥质沉积区的主要堆积期。直到距今 42 0 0日历年前后 ,黄海暖流的影响强度开始加强 ,冷水体相对减弱 ,直至达到现代的水文状态。     

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。     

冬季东中国海环流中的中尺度涡旋数值模拟

采用高精度的POM模式 ,考虑了海底地形、外来流、长江径流、海面风应力、海面热通量等多方面因素的影响 ,模拟了冬季东中国海环流结构。模拟结果显示 :在黄海东部很可能存在两个涡 ,中心分别在124°37′E ,37°N ,124°E ,35°30′N ;东海北部存在一个大型的气旋式涡旋 ,其中心位置在125.1°E ,30.5°N附近 ,该涡旋是由东北向的台湾暖流、西北向的黄海暖流及南下的沿岸流组成的封闭结构 ;日本九州以西黑潮入侵分支形成一涡旋 ,黑潮分支是形成此涡旋的直接动力因素 ,另外地形和冬季盛行的偏北风也对该涡旋的形成有一定正面影响。     

南黄海溶解氧的平面分布及其季节变化

根据中韩“黄海水循环及物质通量合作研究”项目1996～1997年现场调查获得的资料,首次对南黄海整个海域溶解氧的平面分布特征及其季节变化规律进行了探讨.对一些主要海洋过程如黄海暖流、台湾暖流、沿岸流、长江冲淡水、黄海冷水团及浮游植物的光合作用等对南黄海溶解氧含量分布的影响进行了讨论.     

南黄海环流的若干特征

主要根据近几年来中韩黄海水循环动力学合作调查结果,结合有关历史资料,对南黄海环流的若干特征进行了分析。所得主要认识为:(1)南黄海环流存在明显的季节变异。冬、夏季环流的基本形态有着较大的差别。(2)黄海暖流的路径和强度均有一定的年际变化。分析显示,1997年冬季,暖流路径明显偏于槽的西侧;而1986年冬,暖流的主流路径则沿槽北上。(3)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。而且,它主要是在济州岛西侧海域,从锋区中衍生出来的。(4)夏季黄海表、底层环流大致皆是由一大的道时针向流系构成。但在其表层海盐尺度的气旋式环流内部还存在小的气旋和反气旋流环。分析亦表明,不论表层或底层,皆无高盐暖水从济州岛邻近海域进入黄海东部的明显迹象。     

东海西北部中层冷水的成因

根据1959—1996年4—6月存在中层冷水的28°～30.5°N,124°E以西海域的温、盐、密度资料,对中层冷水的特征,深度与盐、密度跃层的配置及中层冷水的存在和发展与表层热含量和底层盐含量间的关系进行了分析。指出:中层冷水是存在于密跃层之中,高密度(台湾暖流)水的浮力效应使其叠置于它的上方;在春季,表层热含量和表征台湾暖流的底层盐含量的同步提加,提高了密度跃层的强度,是中层冷水得以维持的重要因素。中层冷水核心的温度与其对应冬季表层温度间的相关分析及三维流场的数值模拟结果揭示,研究海区中层冷水的来源为:(1)当地冬季表层水(南下黄海表层水与东海表层水的混合水)冷却对流;(2)几种水组成的浙闽沿岸水于冬季下沉和向东伸展。     

东海赤潮高发区营养盐时空分布特征及其控制要素

东海长江口、舟山渔场附近海域是我国近海赤潮爆发严重的区域之一。在影响该海域营养盐分布的水团中 ,长江冲淡水向表层输入了大量的氮、磷、硅营养盐 ,台湾暖流主要对底层和长江口外上升流区有贡献 ,苏北沿岸水、闽浙沿岸水主要影响近岸区域。同时 ,营养盐在海水 -沉积物界面的交换作用 ,大气湿沉降作用等也影响着该海域营养盐的时空分布。结合2002年4月～2003年3月对29°00′～32°00′N、122°00′～124°00′E海域四季航次调查的营养盐分布规律 ,该海域可分为三片区域 ,由岸边向外海分别为高营养盐、低浮游植物区 ,较高营养盐、高浮游植物区和较低营养盐、低浮游植物区。随着近年来营养盐输入通量的增加 ,富营养化程度加大 ,受化学、物理、生物等因素综合作用 ,高浮游植物区赤潮爆发频率和规模逐年增加 ,已为中国近海典型的赤潮高发区