冬季黄海暖流区的空间变化和年际变化特征

利用了多年连续的冬季水文调查数据,以黄海暖水舌作为黄海暖流的示性指标,采用经验函数正交分解及相关分析的方法,探讨了黄海暖流的年际变化特征,结果表明:1)黄海暖流的强弱存在4～7 a的年际变化周期,并与冬季局地季风的经向分量具有较好的相关关系;2)黄海暖流的流轴存在一个3～6 a的变化周期,而且其流轴的摆动明显受冬季季风纬向分量的影响;3)季风增强,黄海暖流增强且流轴西移.     

黄海春季海雾的年际变化研究

利用黄海沿岸有代表性测站的常规观测资料和NCEP／NCAR资料，对黄海春季海雾年际变化进行了分析发现，雾多年份冬季环流减弱、低层流场向黄海为偏南向流入、中低层水汽充足、层结稳定；有雾时气温水温差在0．5—2．2℃范围内，地面风向以S-ESE为主。分析结果表明，在春季黄海雾形成过程中，高空环流提供了暖湿空气的输送条件，低层流场及地面风场的分布有利于来自西太平洋低纬地区的水汽向黄海海区输送；中低层水汽充沛，昙结稳定，水气温差在一定范围内有利于海雾的形成和维持。     

黄海暖流源区附近温盐结构及其季节变化

为探究不同季节下黄海暖流在源区的状态,利用韩国海洋数据中心(Korea Oceanographic Data Center)发布的水文数据,对黄海暖流源区附近温盐结构及其季节变化进行了分析。结果表明:年平均状态下对马暖流在济州岛东南存在向西向入侵的趋势,其入侵存在明显的季节变化:秋季最强,冬、春季开始减弱,夏季最弱。济州岛西侧,约在33°30′N、125°30′E处存在一支伸向西北的高盐舌,该高盐舌盐度同样具有明显的季节变化:冬季最强,春季开始减弱,夏季降至最低,秋季盐度开始缓慢回升。黄海区盐度的变化要滞后于对马暖流区盐度变化。冬季朝鲜沿岸水南下入侵程度最强,能到达34°N以南的位置。     

黄海绿潮分布年际变化特征分析

2008-2015年,连续8年在黄海海域暴发大规模绿潮,但因暴发时间、规模及漂移路径的不同,对沿海地区造成的环境影响和经济损失大不相同。本文利用EOS/MODIS卫星的多通道资料,采用NDVI算法获取绿潮信息,给出了2007年以来5-8月所有无云或少云晴朗天气下黄海海面绿潮的分布情况。黄海绿潮覆盖面积变化每年呈现单峰值分布,MODIS卫星在5月中旬至6月初首次发现绿潮,随后30~40 d内达到覆盖面积峰值,7月快速消退,8月上旬完全消失。2007年绿潮出现首年覆盖面积极低,发现绿潮时面积均未超过50 km2;2008年和2009年绿潮覆盖面积峰值分别为3 110 km2和4 075 km2,自此绿潮灾害成为新的海洋环境事件;2010-2012年绿潮暴发规模异常低值,各年覆盖面积峰值均未超过1 800 km2,但从2013年开始绿潮规模逐渐攀升,到2015年绿潮覆盖面积峰值达5 629 km2,持续可达98 d,覆盖面积和持续时间为历年之最。绿潮漂移路径可归纳分为3类:2008年和2011年绿潮主体先北向漂移越过34°30'N后,西北向垂直于岸线漂移,主要对连云港、日照和青岛造成较大影响;2009年和2012年绿潮主体先北向漂移越过35°N后,东北向平行于岸线漂移,故只有少许绿潮上岸;2010年、2013-2015年绿潮主体北向漂移至近岸后东北向沿岸漂移,对日照、青岛和荣成沿海造成大面积影响。所有年份绿潮影响范围均限于南黄海内,东侧边界最远未越过124.2°E。     

北黄海冷水团温度年际变化研究

本文基于1976—2006年国家标准断面(大连—成山头)调查资料,结合ECMWF气温、风速以及辐射等再分析资料,研究了北黄海冷水团的低温中心以及北部锋面的年际变化规律,并对其与气候年际变化信号的关系做了相关性分析以及EOF分析,研究了影响北黄海冷水团的诸多因素。研究结果表明,北黄海冷水团及其北部锋面强度存在明显的年际变化特征,北黄海冷水团中心最低温度具有升温趋势,北部锋面强度具有减弱趋势。分析发现,前冬海温,当地气温,经向风场以及辐射通量都对来年北黄海冷水团的强度存在影响,东亚冬季风的年际变异是影响北黄海冷水团温度年际变化的主要机制,El Nio、La Nia事件成熟期滞后于北黄海冷水团最低温度的相对低值、高值出现,ENSO通过与东亚冬季风的相互作用与北黄海冷水团相联系。     

冬季黄海暖流西偏机理数值探讨

利用海洋数值模式(MITgcm)模拟了冬季黄海流场并对冬季黄海暖流西偏的机理进行了探讨。冬季黄海流场模拟试验表明,黄海暖流由济州岛以西约32.5°N,125°E附近进入黄海,然后沿着黄海深槽西侧70 m等深线附近向北偏西运动;海面高度调整对黄海暖流路径具有重要影响,沿着黄海暖流路径的海面高度梯度比周围海区大,由海面高度梯度产生的地转流引起的北向体积输运占总的北向体积输运的78%。狭长海湾地形控制试验表明,单纯的黄海地形分布不足以引起黄海暖流西偏。黄海典型断面试验与渤海、黄海、东海地形控制试验说明,黄海暖流进入黄海的地理位置对流场分布有重要影响,黄海暖流进入黄海的位置恰好位于深槽西侧地形坡度较大区域,在位涡守恒的约束下黄海暖流受地形捕获沿70 m等深线附近向北偏西运动;试验还表明,黄海暖流进入黄海的位置与东海北部环流和地形分布有关,在冬季风的作用下东海北部环流的一部分沿着地形陡坡进入黄海形成黄海暖流。由此认为,黄海、东海环流在其特殊地形的约束下对冬季风的响应和调整,是引起黄海暖流西偏的主要原因。     

末次冰消期以来黄海海平面变化与黄海暖流的形成

ＹＳＤＰ１０２孔和ＹＳＤＰ１０３孔位于南黄海东南侧冷涡所对应的泥质沉积区,它们揭示了自末次冰消期以来的海侵沉积序列：海侵滞留沉积→潮流砂脊／潮坪～海滩沉积→陆架泥质沉积。该沉积序列上部的陆架泥质沉积厚度可达５０余米,在浅地震剖面上其内部存在一个明显的反射界面,从而将泥质沉积体分为上、下两个单元。泥质沉积体呈灰绿色调,含少量自生黄铁矿,但其内反射界面以上的沉积物含水量高。根据两个钻孔岩心中有孔虫的分布规律、泥质沉积层的化学组分、沉积磁组构特征以及现有测年数据,得到如下结论：（１）黄海暖流形成于大约６ｋａＢ．Ｐ．,（２）泥质沉积层内反射界面以上的沉积物是与黄海暖流伴生的冷涡沉积,（３）黄海地区末次冰消期海侵自略早于１４ｋａＢ．Ｐ．之前开始,至约６ｋａＢ．Ｐ．海平面达到最高位置。从６ｋａＢ．Ｐ．至今,海平面经历了几次波动,即在６～４ｋａＢ．Ｐ．和３～１．９ｋａＢ．Ｐ．海平面超过现今海平面位置;在４～３ｋａＢ．Ｐ．和１．９ｋａＢ．Ｐ．～现代,海平面有所降低,可能与现今海平面高度相当。     

初夏南黄海浮游动物功能群丰度年际变化

利用1959年和2000—2009年6月份在南黄海海域进行的7个航次海洋调查采样样品,并结合同步温盐资料及海温长期变化数据,研究了不同浮游动物功能群丰度的年际变化。结果表明:大型甲壳类和毛颚类功能群丰度高且波动幅度较大,在1959年和2000—2009年两个时期无明显差异,最低值分别出现在2003年和2000年;而中华哲水蚤为优势种的大型桡足类功能群丰度在2000—2009年显著高于1959年,波动范围分别在2035—24500和912—1330ind/m2之间;小型水母和海樽类功能群丰度一般较低,但是在2007年出现暴发式增加,平均丰度分别是其它年份中最高平均丰度的4.8倍和88.5倍。大型甲壳类和毛颚类分别在东部冷水团区和中部锋面区波动幅度最大,小型水母和海樽类则是在西部浅水区波动幅度最大。分析认为桡足类丰度增加与营养盐浓度升高和鱼类过度捕捞有关,而胶质生物种群剧烈波动与气候变化引起的环境变异相关。     

南黄海表层沉积物粒度特征季节变化及其影响因素

通过对南黄海春季和秋季27个相同站位表层沉积物的粒度分析,并结合水文观测资料,研究了南黄海表层沉积物粒度的季节变化,参考文献资料初步讨论了粒度变化的影响因素。研究结果显示,按照Folk分类,南黄海表层沉积物可以分为粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂和泥四种类型。秋季与春季相比,总体上砂和粉砂的含量增加,黏土含量降低,相应地平均粒径相对变粗,分选系数和峰态的变化较小,而偏态表现为更加正偏。季节性变化还表现出明显的区域差异,主要是受环流系统、河流来沙及波浪的季节性变化的影响。     

基于Aqua/MODIS数据研究黄海暖流的强度及其时空变化

基于Aqua卫星的中分辨率成像光谱仪获取2003-2019年的海表温度遥感数据,利用各月的特征等温线表征黄海暖舌,研究黄海暖流的强度和时空变化,探讨黄海暖流的年际变化对ENSO事件的响应.结果 表明:月际变化中,黄海暖流只出现在11月—翌年4月,其余月份不存在,1月黄海暖流的强度和势力最大,影响最北可至38.83°N;...     

西太平洋副热带高压对黄海夏季海雾年际变化的影响

基于2004—2018年的地面观测数据和大气再分析数据,探究了西太平洋副热带高压(简称西太副高)对黄海夏季海雾年际变化的影响.结果表明:1)黄海夏季海雾雾日数存在明显的年际变化;多雾年偏南水汽通量输入可以达到少雾年的2.54倍,水汽通量净收支约是少雾年的2.76倍.2)在对流层中低层,多雾年的水汽输送存在2个通道,分别...     

黄海大头鳕(Gadus macrocephalus)种群特征的年际变化

根据1999—2002年和2007—2009年各年冬季共7个航次的底拖网调查资料,对黄海大头鳕的种群特征及其年际变化进行了研究。结果表明,大头鳕种群相对密度升高,优势年龄由1龄组升高到3龄组,雌性性成熟比例升高;两个调查阶段大头鳕的体长-体重关系分别为W=4.564×10-3L3.333和W=1.550×10-2L2.994;主要饵料均为甲壳类,饵料多样性指数(H′)从1.0升高到1.9,表明大头鳕生境宽度增加。大头鳕种群特征的变化可能与气候变化、黄海生态系统食物网结构的变化以及渔业保护有关。与20世纪80年代相比,两个调查阶段的大头鳕年龄结构仍然较为简单,且其分布范围较窄,资源易受外界环境变化的影响。因此,需关注环境因子和捕捞压力变化对黄海大头鳕资源的影响,制定合理养护措施,促进资源的可持续利用。     

索马里流系区域海温的年际变化

利用SODA资料对索马里流系区域海表温度(SST)的年际变化及其影响原因进行了研究。结果表明,春、秋季和冬季的索马里流系区SST呈现全区一致型的变化,但是夏季除了有全区一致型的变化外,还存在南北反位相的变化。夏季海温的这2种变化类型与ENSO、印度洋偶极子及印度季风存在密切关系。通过合成分析发现,在夏季全区一致型时,6月份热带西南印度洋、索马里沿岸的风应力旋度和大小与阿拉伯海均呈现相反的变化特点,夏季索马里流系区域海温变化主要受上升流和蒸发共同影响;在南北反位相型时,5月份的风应力变化信号最明显,且显著区域的位置和大小与全区一致型时的6月份不完全对应;夏季索马里流系南区SST异常可以利用上升流和蒸发异常进行解释,但北区的SST异常并非如此,其它因素应该起主导作用。     

南海与其邻近西太平洋SST年际变化的位相不连续性

使用NCEP1°×1°周平均表层海温资料（1982－1994）对南海与其邻近西太平洋进行谐波分析,结果发现对于SST的年变化,南海与其邻近西太平洋海域位相连续;而对于准两年变化（QBO）,南海与其邻近西太平洋海域位相不连续。并据E1Nino年与LaNina年对此现象的成因做了进一步分析。     

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。     

热带西太平洋主要流系的季节变化和年际变化

利用美国国家环境预报中心的太平洋海域１９８０～１９９５年四维同化资料,计算了棉兰老海流和与之有密切联系的北赤道流、北赤道逆流流量的年际变化和季节变化特征。由此得出以下结论：（１）棉兰老海流对北赤道逆流的初始流量贡献较大,是北赤道充的主要水源提供之一,棉兰老海流与黑湖在季节变化中存在反相关系;（２）棉兰老海流在厄尔诺年初期加强,在反厄尔尼诺期间减弱;（３）棉兰老海流的季节变化信号强于年际变化信号。     

黄海表层盐度年变化的谐波分析

本文采用黄海（３５°Ｎ以北，１２４°Ｅ以西）断面调查资料，对海域表层盐度年变化进行谐波分析，讨论了年波与半年波位相与振幅在海区的分 布不同水系消长及运动的关系。     

基于CORA资料的中国海海表面温度季节和年际变化特征分析

基于1986-2008年的中国近海及邻近海域再分析产品(CORA),采用经验正交函数分解方法(EOF)分析了海表面温度(SST)的季节及年际变化特征,并用相应的SODA、AVHRR以及Levitus资料对CORA做了对比评估。相比于AVHRR而言,CORA资料SST的偏差和均方根误差均小于SODA,相比Levitus资料而言CORA资料温度盐度的均方根误差随深度的变化皆小于SODA。 CORA与SODA资料相比,两者前3个模态的时空分布大体一致,区别在于CORA资料能更好地反映参量的一些细微特征。结果表明,CORA资料能很好的刻画中国近海SST的季节、年际变化特征,尤其是黑潮流经区域SST的局地变化特征。季节EOF第二模态显示的是SST对由风引起的潜热释放的响应特征。第三模态刻画了冬夏转换季的分布特征,主要揭示了东北-西南走向的锋面特征。SST年际变化与ENSO密切相关,区域平均的南海SSTA与Nino指数的吻合程度CORA优于SODA。     

黄海暖流源区海表面温度锋面的结构及季节内演变

利用1985～2002年月均和每8天平均的AVHRR Pathfinder卫星海表面温度数据,分析了黄海暖流源区海表面温度锋面的分布特征及其季节和季节内演变过程的规律.分析结果表明,黄海暖流源区海表面温度锋面只在冬季及其前后出现,且是一个包含南北两支锋面的锋面系统,其北支锋面位于33°～34°N之间,大体呈东西走向,南支锋面沿长江浅滩边缘,呈西北东南走向,作者称之为黄海暖流源区锋面.该锋面从11月下旬于济州岛西部生成并向西北方向扩展,至1,2月份达到最大程度,于2月下旬后向东南方向退缩并在3月份至5月份之间消失.在该锋面系统的生长期和衰退期,其南北两支锋面有时于西端连接在一起而形成指向西北的舌状锋面.黄海暖流源区锋面的演变过程与黄海暖流的演变过程紧密相关,也对黄东海的质量和热量交换有重要影响.     

北黄海夏季溶解氧与表观耗氧量年际变化时空模态

根据北黄海夏季断面1976~2015年历年8月监测资料,采用时空分析等方法,研究了北黄海夏季断面溶解氧含量和表观耗氧量年际变化时空模态.溶解氧含量与表观耗氧量年际变化分别有3种主要时空模态,第一、二模态是近底层水体低氧、贫氧年际变化的主要影响分量,第三模态是混合层水体高氧、富氧年际变化主要影响分量.生物活性组分(BAC)耗-生氧与海洋环流输送增减氧过程是夏季溶解氧含量与表观耗氧量年际变化主要影响因素,温跃层强度年际变化不是主要影响因素.2001年后,表层月海气氧通量年际变化由氧汇分布为主转变为氧源分布,表层溶解氧含量增大以及生物活性组分生氧作用增强年际变化是这种转变的原因.北黄海夏季断面年平均溶解氧含量、表观耗氧量空间分布相似性较低,夏季断面年平均温度、盐度以及沉积物需氧、风生环流是年平均溶解氧含量、表观耗氧量分布的主要影响因素.生物活性组分耗-生氧过程是断面各层月平均溶解氧含量、表观耗氧量年际变化主要影响因素,温度变化是次要因素.由于断面水体低氧幅度与贫氧面积显著线性增大,与30多年前比较,黄海溶解氧含量、表观耗氧量场季节变化空间分布与时间形态已经发生改变.