关于台湾-对马-律轻流系的结构及其与黑潮的关系

作为世界两大洋流，黑潮和湾流有许多共同之处，但也有不少差异，其中之一是这两支强流的西侧陆架特征基本上是相反的。在湾流的离岸点——哈特拉斯角以北，陆架比较宽而离岸点以南则很窄。相反，黑潮离岸点——犬吠角以北则陆架很窄，而其南方，从台湾到九州这一段的西侧则有着很宽广的东海陆架。故对于位于副热带大洋西边界流西侧宽陆架上的这一流系的研究，在世界海洋的陆架环流研究中具有独特的意义。基于实际观测到的海流和水文资料，管秉贤［１４］指出，在我国东南近海存在着自海南岛以东海区向东北流经台湾海峡，穿过东海陆架并流向…     

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。     

黑潮暖流对台湾海域大气流场影响的数值模拟

本文利用加以改进的中尺度模式分析讨论了20.5°～26.5°N、119°～125°E范围内黑潮暖流对中尺度流汤的影响.地势陡峭的台湾岛对岛屿上空的局地环流特征起主要作用;在冬季,当大尺度背景风较弱时,近台湾岛海域的流场主要受黑潮暖流的影响,这种流场便得台湾岛的东岸和南岸较少发生雾和雷暴等天气现象.

     

黑潮的南海流套？：南海东北部环流结构探讨

本文对南海东北部环流的研究进行了综述,提出了“黑潮南海流套”概念,并讨论了该流套的时空特征。     

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。     

数值实验论证台湾暖流和对马暖流的关系

台湾暖流和对马暖流均为沿中国东部海域大陆架的北向流。有学者认为存在"台湾-对马暖流流系"。现有的研究均未涉及台湾暖流和对马暖流在该系统中各自的动力作用。本文作者发现在该系统中对马暖流扮演更为重要的角色。借助一个三维斜压模式,作者设计了几组数值实验来讨论台湾暖流和对马暖流之间的动力学机制。结果显示台湾暖流对对马暖流几乎没有影响,而对马暖流却对台湾暖流存在重要影响。尽管对马暖流位于"下游区",通过"源-汇"驱动作用,其可以诱生约0.5×106m3/s的台湾暖流水。作者认为,能量通过地形波传导理论可能为这一动力学机制的合理解释。     

台湾与菲律宾以东海域冬季的环流结构及其变异

本文主要根据CSK水文资料及图册,比较详细地探讨了台湾和菲律宾以东海域1965～1968年冬季的海流结构及其变异。指出副热带流涡的西端部分在1965～1966及1967年冬季其基本结构只含二脊一槽,而与吉田及城所(1967)的模式更为相似。本文还引用信风场应力资料,得出了本海域主要平均纬向海流的带状结构与海面上风应力的作用相一致的结果。这是海—气相互作用的一个好例。     

我国台湾及其附近海底地形对黑潮途径的影响

台湾是我国第一大岛，其形略呈椭圆，长轴指向NNE，约长205海里(~380公里),短轴约80海里(~150公里)。台湾东临太平洋，海底地形峻陡，等深线大都与海岸平行，在离岸数十海里处，水深激增达4千米以上；西临台湾海峡，海底地形平坦，水深多在50-60米左右。 台湾东北角，在三貂角—苏澳以东，地形急变，等深线变成与海岸近乎正交而作ESE走向，水深从南北两侧的1000-2000米陡减为500米左右，最浅处尚不及200米。这就是本文中所提到的海脊。 台湾西南角，在高雄、恒春以西，等深线亦呈横斜状，水深自南向北锐减(图1)。 北赤道流在吕宋以北分为两支：东支即沿台湾东岸北上的黑潮主干，西支(黑潮分支)一部分进入南海，另一部分在夏季，又沿台湾西岸北上，后者在流出台湾海峡后，在台湾东北方与黑潮主干相会，“并肩地”流向东北(须田皖次，1948)。所以，可以认为，夏季，台湾是位于黑潮及其分支(以下或称东支及西支)的绕流之中。 北赤道流主轴在吕宋以东部分的流幅约45-90海里(85-170公里)(见Stommel及Yoshida，1972，第155页，图26a，b，c)，故台湾东西向的幅度约为北赤道流流幅的1.8-0.9倍。这样尺度的一个大岛，屹立在黑潮所流经的区域中，其影响显然是可观的。 关于台湾及其附近海底地形对黑潮途径的影响，过去还很少予以注意。本文拟从下列两方面，(1)台湾岛本身对黑潮的影响；(2)台湾附近海底地形对黑潮的影响，试作一些探讨。这些都是黑潮动力学中的重要问题，是黑潮的姊妹流——湾流所没有遇到的，值得深入研究。本文旨在着重提出这一问题，以期引起同行的注意，并进而解决这一问题。 本文所用资料均分别引自：(1)日本水产试验场，《海洋调查要报》，Nos. 44-69；(2)日本气象厅，《气象厅海洋气象观测资料》，Nos. 28-30，54。     

台湾以东黑潮及邻近东海水中的放射性核素及其对黑潮入侵的指示

根据2014年5—6月对台湾以东黑潮主流以及东海陆架海域的调查,研究了海水中放射性核素K-40、Ra-226和U-238的分布特征,并以放射性核素为指标定量评估了黑潮入侵东海的程度和范围。结果表明,黑潮主体放射性核素的含量有明显的层次差异,整体上看从表层至深层逐渐减小,K-40、Ra-226和U-238的含量范围分别为13.47—26.11、5.08—9.51和7.38—14.72m Bq/L。在台湾东部河流带来的陆源物质输入影响下,黑潮主流下游的放射性核素含量略高于上游。从水平分布上看,近岸海域放射性核素含量明显高于黑潮主流区,而长江口和杭州湾外也存在K-40和Ra-226的低值区,并且底层海水中更明显。海水的物理化学参数对放射性核素分布的影响不大,不同水团放射性核素的含量差异主要由陆源物质输入的不同引起。以放射性核素K-40、Ra-226以及温盐为指标,根据端元混合模型的计算结果显示,黑潮在台湾东北部涌升后,继续沿东北方向流动,并可入侵至长江口和杭州湾外,而福建近岸海域基本不受黑潮水的影响。放射性核素指标K-40和Ra-226可作为温盐参数的补充,用于指示黑潮入侵东海的程度和范围,并可结合温盐参数,用于多水团混合的半定量研究。     

琉球海流起源及其变化特征的初步分析

采用1977年1月～2006年12月高分辨率全球大洋环流模型OFES输出结果,对琉球群岛附近海域水文要素进行了统计分析.结果表明:(1)琉球海流从西南到东北逐渐加强,其中在宫古海峡东侧断面琉球海流流量约为同断面黑潮流量的70％.(2)琉球海流的来源有4部分,分别为台湾以东黑潮的分支、宫古海峡以南的西向流、东海黑潮通过庆良间水道次表层流出的部分以及冲绳群岛和奄美群岛东面的西向流.(3)黑潮的流核主要位于表层至水深400m,而琉球海流的流核主要位于水深200～600m.(4)琉球海流受中尺度涡的影响十分剧烈,纬度越低,其受中尺度涡的影响越明显.(5)琉球海流和黑潮都存在1个约10 a的显著变化周期.     

1991-2011年东海黑潮PN断面流结构与季节变化分析

基于日本海洋信息中心提供的东海黑潮PN断面CTD资料,本文采用动力高度法计算了1991-2011年间90个航次的断面流速,并对流场结构、最大流速、流幅和流量进行了统计分析。结果表明:东海黑潮PN断面流场存在单核、双核、多核3种结构;其中单核结构出现的概率为50%,双核结构为39%,多核结构为11%。东海黑潮的流结构存在显著的季节变化:秋季多核结构所占的比重为4个季节最大,平均流核数最多;冬季主要为单核结构,平均流核数最少;夏季和春季则没有明显的倾向性,单核、双核、多核3种结构出现概率相近,平均流核数介于秋季和冬季之间。其次东海黑潮的流量也存在显著的季节变化:冬季与夏季最强,秋季最小,春季居中。最后东海黑潮的最大流速和流幅也存在季节变化:夏季最大,秋季最小,春季和冬季居中。     

埃尔尼诺现象与东海黑潮区及其邻近海域水文结构和环流的变异：东海黑 …

本文阐明ＥＮＳＯ现象与台湾岛东北部冷涡关系,在ＥＮ年夏季仅能出现东北型及该型双涡Ⅰ型,而非ＥＮ和ＥＮ年则出现东侧型和西侧型及双涡Ⅱ,Ⅲ型,此外还在前人研究基础上,给出东海东北部环流图式和在ＥＮ年夏季环流图式,还对海洋锋等进行初步讨论。     

黑潮输送的异常及其与大尺度海气相互作用的关系

以128.5°E为界,沿27°N,北太平洋西边界流输送可以分成呈明显负相关的东、西2段。西段(即黑潮)主要参与副热带环流(STG)和经向环流(STC);东段主要参与日本东南的反气旋式涡旋再回流。从气候态来看,西段输送在7、8月份最大,3月份次大;东段输送在6—8月份最小,其它月份比较接近;整体结果表现为全年有2个接近的极大值,分别是3、4月份和7、8月份。从年序列来看,西段输送在20世纪70年代后期有一次明显的突变;而东段在1955年突然减小,在1963年突然增大。小波分析表明,东、西两段的振荡周期都随时间变化。西段输送时间序列的20a左右周期振荡在1976年以前非常明显,9a左右周期振荡在1985年以后比较显著;东段输送的13a左右周期在1976年以前显著,1985年以后的主要振荡周期从7a逐渐减小到3a左右。奇异谱分析表明,西段输送的年代际变化占总方差的45%,年际变化占总方差的13.6%;东段输送的年代际变化占总方差的24.3%,年际变化占总方差的32.3%。黑潮输送异常和太平洋年代际振荡(PDO)及ENSO有着非常密切的关系。在年代际尺度上,一个可能的过程是,PDO超前于黑潮输送异常;异常的黑潮输送通过改变北太平洋中部的SST梯度引起的海气相互作用过程而调制ENSO的变化。在年际尺度上,黑潮输送异常滞后于PDO和ENSO变化,且呈负相关。     

黑潮延伸体海域海平面年际变化及其与海流的关系

利用黑潮延伸体海域海平面异常(SLA)数据和SODA海流资料,分析海平面和海流的年际变化特征,以及两者之间的关系。分析发现黑潮延伸体SLA的第二模态是黑潮大弯曲模态,存在29个月的准两年显著振荡。该海域海平面具有显著的年际变化,且与ENSO和PDO密切相关,2002-2004年的黑潮大弯曲期间,海平面与Nino3指数的相关系数为0.74。海平面年际变化和海流关系密切,黑潮延伸体主轴两侧海平面具有显著的季节和年际变化,急流呈大弯曲路径(1993-1996、2002-2004)时,流轴稳定流速大,流轴影响深,急流主轴南侧海平面较高,达到年际变化的最大值,主轴两侧海面高度梯度大。非弯曲期间,急流主轴南压,海流强度减弱,此期间海平面低,主轴两侧海面高度梯度较小。黑潮延伸体上游区海平面变化受黑潮大弯曲影响更为显著。上下游区的海平面和比容海平面的年际变化较为相似,黑潮延伸体海域海流和比容效应共同调控该区域海平面变化。     

黑潮延伸体海域海平面变化及其与比容变化的关系

使用AVISO高度计海面高度异常、SODA的温、盐和混合层深度资料,研究黑潮延伸体(KE)海域海平面变化及其与海水比容变化的关系.1993-2007年KE上游区海平面上升,而比容海平面则微弱下降;两者均具有年代际和年际变化,在年际尺度上的差异显著.KE下游区海平面年代际变化明显,而比容海平面表现出显著的年际变化特征.海...     

关于黑潮延伸体海域水体的三维热结构时-空变化特征研究

基于西北太平洋Argo数据资料,利用参数化方法,从Argo温盐剖面数据中提取出一系列特征动力参数,定量分析黑潮延伸体海域水体的三维热结构的时-空变化特征、季节变化特征及其与地形和环流的关系.结果表明:黑潮延伸体海域水体的海表面温度存在着明显的冬春弱,夏秋强的季节变化特征,冬季平均海表面温度为15℃,夏季则达到了27℃;...     

2014年春季黑潮与邻近海域甲藻组成及其对水团的指示作用

我国东部海域受近岸流、台湾暖流和黑潮的影响,不同水团间环境因子差异较大,甲藻作为初级生产者主要受环境影响,研究分析不同水团浮游甲藻群落组成及分布情况具有重要的生态意义。2014年5-6月,本研究对台湾以东黑潮主流径及东海200m等深线内陆架区进行采样调查,分析测站浮游甲藻的群落结构组成。研究结果表明,网采样品共鉴定出浮游甲藻17属81种,甲藻丰度范围为（0.45-1207.86）×10³cell/m³。根据聚类分析结果,将海区浮游甲藻划分为3个群落类型,分别为受沿岸水团影响的群落Ⅰ、受台湾暖流水团影响的群落Ⅱ和黑潮水团影响的群落Ⅲ。不同水团间甲藻群落结构具有一定差异性,其中甲藻丰度变化趋势为沿岸水团 > 台湾暖流水团 > 黑潮水团,沿岸水团甲藻主要以广温广盐种为主,台湾暖流水团甲藻以广温高盐种为主,黑潮水团甲藻以高温高盐种为主。     

南海南部NS93-5孔沉积物磁化率特征及其对全球气候变化的记录

对南海南部长533cm的NS－93孔连续采取423块样品，测量低场下的质量磁化率。并间隔取样202块，测量ARM。通过与沉积层序、氧同位素和矿物特征对比分析，我们认为NS－93孔磁化率的变化主要受控于外源磁性矿物浓度的变化，其值的高低与沉积物中碎屑矿物的含量相关，与碳酸盐的含量反相关，说明碳酸盐矿物对磁性矿物浓度具有稀释作用。在磁化率特征变化曲线上，与氧同位素阶段和Heinrich变冷事件、D－O旋回有好的对应关系。磁化率的相对高值与氧同位素奇数阶段和气候的暖期相对应，而相对低值则与气候冷期对应。这一规律反映了东亚季风、大洋环流强弱和陆源碎屑输入对沉积物磁化率的控制作用。同时，从ARM和磁化率的关系分析，南海南部在氧同位素阶段6沉积时期处于相对稳定的环境，南面的Borneo海峡可能是封闭的。