聚类分析法在浅海水团分析中的应用及黄、东海变性水团的分析

本文引入变性水团概念,用聚类分析确定黄、东海浅海海域变性水团的边界及其变化。根据给定的标准进行聚类,确定了水团的个数、边界及混合区。 由聚类方法所得结果看出,在该海区中有八个变性水团。根据温、盐相对指标,将这些水团分为九种不同的特征。也可以把这些水团划分为三种盐度类型。在温—盐点聚图上,不同变性水团的温盐点,分布于一条曲线附近,它体现出逐级变性的特点。各变性水团的变化范围都很大,这说明该海区中水团变性强烈。在暖季中的增温降盐和冷季中的降温增盐,可认为是整个黄海和东海水体变性的特征。所有季节性水团都经历一个形成与消亡的过程。 文中讨论了变性水团和海洋环境的相互关系。水团变性是热力因素和动力因素共同作用而产生的。通过变性水团的分析,作者认为,在该海区水团的变性中,热力因素起着主要作用。变性水团界线的舌状分布与流向之间的关系是很明显的,可作为分析环流的旁证。最后描述了变性水团和底层中心渔场之间的关系。     

聚类分析在浅海变性水团分析中的试验

The statistical cluster analysis method is applied to the modified water masses in the shallow sea and a series of experiments are carried out. A simple and convenient method for defining the quantity and boundary of water masses and mixing zone from the hierarchical tree is given. Two cluster methods of gradual examination are proposed and compared with the hierarchical method.     

AN ANALYSIS OF MODIFIED WATER MASSES IN THE YELLOW SEA AND EAST CHINA SEA

The waters in the shallow part of the Yellow Sea and East China Sea are affected greatly by climatic and geographical conditions and fail to possess homogeneity and conservativeness like oceanic waters. They have apparent difference in modified degrees, so we may regard a certain range of mixed water as a relatively independent one. In fact, the study of water masses in the shallow sea means a modified analysis of waters. The idea of modified water masses is introduced, i. e., a water body which holds the similar physical and chemical characters, occupies a certain space, and varies seasonally and regularly. On the T-S diagram, it displays as a certain amount of points aggregated together, the centre of which changes regularly and may have a process of combination and separation.According to the clustering method, there are eight modified water masses in this area. They may also be divided into three salinity types. On the T-S diagram, the points concerning temperature and salinity of different modified     

划分变性水团边界的温盐点聚对照法与东海西部海区变性水团的分析

温盐点聚对照法是根据温盐点聚图而确定变性水团边界的一种分析方法。用这种方法分析东海西部海区中的变性水团,可以得到如下结果:在该海区中除四个原型水团之外,还有两个变性水团。具有区域性特征的变性回归线,仅在寒冷季节存在。可以看出,变性交换区与顺时针环流的存在密切相关。提出了检验该海区各变性水团消长变化的模式。最后,描述了混合带与中心渔场位置之间的关系。     

黄、东海春季水团的模糊判别分析

使用1987年5～6月黄、东海的调查资料,在水团多元模糊划分的基础上,引入了使用隶属函数的模糊判别分析,对海域中的11个水团模糊划分的有效性,给出了合理的判别方法,使水团的模糊分析增添了新的内容,得到了一些有益的结论。同时,简要地分析了各水团的分布与特征。     

东中国海环流及其季节变化的数值模拟

关于东中国海环流的研究，国内外学者已做了大量的工作。早期科学家们主要依赖于对温盐资料和少数测流资料的分析研究对渤、黄、东海的环流结构有了较系统和深入的认识。东中国海环流是由一个气旋式的“流涡”组成，东侧主要是北上的黑潮-对马暖流-黄海暖流及其延伸部分；西侧为南下的沿岸流系。黑潮对东中国海环流的影响是如此之大，以致于除了某些局部区域外，上述海域主要流系的冬、夏季分布形式比较相似而无本质上的差异(胡敦欣等，1993)。但本文所研究海域正处于世界上最显著的季风区，冬、夏季盛行风向基本相反，过渡季节(春、秋季)风向多变，风力减弱；海洋热盐结构季节变化明显(如冬季混合强，而夏季层化明显等)，这些因素都使得东中国海环流存在着较明显的季节变化。 自20世纪80年代以来，东中国海环流的数值模拟工作逐步展开，并已成为研究环流结构及其形成机制的强有力工具。但由于数值模式本身以及计算方案的缺陷(如有些学者用固定的风场、温盐场对东中国海环流进行诊断模拟等)和观测资料的不足，数值模拟的结果难以得到验证，渤、黄、东海的环流研究中仍有大量的问题存在争议，以待澄清。例如，台湾暖流的来源、流径;对马暖流的来源;夏季黄海暖流的流径以及黄海冷水团环流等均有不同的论述。对黄、东海环流季节变化的数值模拟工作也较少，多用冬、夏典型月份的风场强迫积分至稳定态，给出冬、夏季环流，这种做法值得商榷。三维环流模式很难在1个月内达到稳定态，尤其是夏季层化明显、风力减弱的情况下，非常定风场的影响更应引起人们的重视。 本文采用比较符合实际的计算方案，用年循环风场和海面热通量场为外强迫，对渤、黄、东海的环流及其季节变化进行了模拟，并对一些争议问题进行了探讨。     

应用对应分析法划分夏季东海水团的初步研究

本文综合分析四个断面16个标准层的因子点聚,表明在整个海区有九个水团,即:黑潮表层水、黑潮次表层水、黑潮中层水、黑潮深层水、大陆沿岸水、台湾暖流水、黄海水、对马暖流水和东海混合水,前6个水团是该海区的主要水团。本文还详细讨论了每个水团的分布特征。     

黄、东海域春季水团的模糊分析

本文对黄、东海毗连海域1987年春季的水团,用模糊数学方法进行了系统的分析。在聚类分析和判别分析的基础上,对各水团的点集进行必要的处理,分别建立它们的隶属函数。根据隶属度的分析,用图示给出各水团的核心、本体和边界。本文还计算了各水团的熵以及水团之间的贴近度。据此划分水系,分析它们之间的逐级变性与相互关系,取得了满意的结论。     

南海北部海区水团分析

以模糊聚类为主要方法,在南海北部海区划出8个水团:沿岸冲淡水团(F)、近岸混合水团(M)、暖表层水团(WS)、表层水团(S)、表-次层混合水团(SU)、次层水团(U)、次-中层混合水团(UI)和中层水团(I).对各水团的形成、基本特征、变性特点以及消长变化和分布规律进行了综合分析.可将它们分为3种类型:径流冲淡型——F,浅海变性型——M、WS、S、SU和深海大洋型——U、UI和I.     

黄、东海域春季水团的划分、判别与分析

本文对黄、东海邻接海域5—6月份的水团进行了划分和分析。水团的划分是用经过改进的逐步聚类分析法。对划分的结果,再用Bayes多组判别方法进行判别分析检验。证实所划出的11个水团,具有统计学要求的差异显著性,回代判别成效高达90％以上,说明划分是有实际意义的。这11个水团是:沿岸冲淡水(D),黄海表层水(Y),黄海底层冷水(YC),黄—东海混合水(YE),东海表层水(E),东海次表层水(EU),黑潮表层水(KS),黑潮次表层水(KU),黑潮次—中层混合水(KM),黑潮中层水(KI)和黑潮深层水(KD)。 用地理学和统计学的方法,对各水团进行了综合分析。给出了各水团特征的统计指标,讨论了它们的形成机制与分布变化特点。可将它们归并为三个水系:冲淡水系;混合水系和黑潮水系。对各水系、水团之间的相互关系进行了讨论,指出它们具有逐级变性的明显的规律性。     

长江口及济州岛附近海域变性水团的初步分析

基于变性水团的概念,本文把聚类分析用于确定长江口及济州岛附近海域变性水团的边界。由聚类分析得到的结果表明,在该海区有十个水团。对它们的特征、分布与变化进行了初步分析。作者得出的结论是:1、在十个水团中,有四个大洋性水团,六个变性水团。2、该海域水团变性的特点为暧季增温、降盐、降氧,而冷季则相反。3、水团变性是由海区内、外因素综合作用而发生的,而后者在浅水区域起主要作用。4、水团边界的舌状分布与流向之间有明显关系。因之,海流的方向及强度,大致可依水团舌状分布而判断。5、底层中心渔场基本上位于各变性水团之间的混合区或其附近。     

2011年春、夏季黄、东海水团与水文结构分布特征

根据2011年春季(4月)夏季(8月)两个航次调查的CTD温盐资料,获得观测期间黄、东海主要水团特征:(1)夏季黄海冷水团10℃等温线在黄海海域中部30m以深,影响范围西至122°E南至34°N,最低温度为6.2℃,比气候态平均冷水团温度低约2℃;(2)夏季冲淡水以长江口为中心,呈半圆形向外扩展,并无明显NE转向,30.00等盐线在32°N断面上东至124°E,南至29.5°N,扩展范围与往年相比偏西1°左右,而在SE方向较往年有明显延伸扩展。水文结构特征为:(1)春季,温跃层主要在南黄海中部以西,跃层强度仅为0.10—0.40℃/m;密跃层主要在长江口以东,跃层强度0.20—0.30kg/m4;(2)夏季,温跃层强度最高值在长江口东北,跃层强度达到2.41℃/m,上界深度5.5m,厚度2.5m;黄海温跃层强度普遍强于东海,主要是冷水团区域表底显著的温度差异造成;密跃层强度高值区在33°N断面西侧海区,强度达到1.38kg/m4,上界深度5.5m,厚度约为1.5m;沿长江冲淡水舌轴方向的密跃层强度为0.30—0.60kg/m4,自西向东逐渐减弱。     

黄、东海毗邻海域悬浮体与水团的对应关系及影响因素

对黄、东海毗邻海域由陆架到深海的悬浮体进行了大量加密取样,获得了较准确的结果。给出了悬浮体含量及其三维分布,确定它们与水团及其边界有良好的对应关系。并从物源、动力和成因等解释了这种对应,提出了水团对悬浮体研究的重要意义。研究表明黑潮次—中层混合爬升水及其混合水形成悬浮体含量最低值区,横亘在陆架与深海之间,形成阻隔含有大部分悬浮体的陆架中、下层水体向深海输送的洁净“水障”,台湾暖流北上的顶托也起类似作用,并分析了影响悬浮体含量的各种因素及有关机制。     

夏季南海水团垂直分布的聚类分析研究

以南海夏季不同深度层次的各站位的温度，盐度，pH，O2，硝酸盐，亚硝酸盐，铵，磷酸盐，硅酸盐等水化学参数作为变量，实施Q型多维聚类分析，聚类分析结果表明，在垂直方向上，南海的水团可划分为南海表层水，南海次表层水，南海中层水，南海深层水和南海深海盆水等5种类型，聚类分析结果与温盐点聚图解所得的结论完全一致，南海夏季调查的多维聚类分析及T－S点聚图一致表明，南海的海水有着良好的成层结构，自海面至海底的水体运动自然形成了化学性质各异的五个水团。     

春末黄东海域溶解氧分布与水团关系

以１９８７年５—６月中日台作黄东海域综合调查的溶解氧资料为主，探讨调查海区溶解氧分布特征与水团的对应关系。指出：近岸水团溶解氧合量高，远海低；上层水团高，下层低。在黄海冷水和东海北部底层冷水的上界出现明显的溶解氧垂直分布最大值及封闭形高氧区。水团边界区，氧跃层明显。溶解氧含量变化与水团温盐特性有关。通过分析发现，溶解氧对鉴别次表层以深各水团，特别对鉴别东海次表层水及黑潮次表层以深各水团，可作为一种有效的指标。     

根管藻对黄东海邻接水域水系的指标意义

本文指出根管藻(Rhizosolenia)对黄东海邻接水域水系的指标意义。1987年调查期内共采到根管藻15种,3变种和2变型,占我国海域已报导的总种数的80％;在调查海域内出现了3个由不同种数和不同优势种组成的、具有不同生态性质的根管藻群落;这些群落的分布位置及其生态性质与现场海域不同水文性质水系的分布密切相关。     

北黄海及渤海变性水团的初步分析

根据1978—1980年渤海及北黄海70个测站的表、底层温、盐资料,用预先给定控制临界值的聚类方法,在该海域划分出5个水团。分析结果表明。1.渤黄海暧水团在冬季为高盐特征,夏季为中盐性质;其分布范围在冬—春季较小而夏—秋季较大。2.渤海水团为中温中盐性质:其温、盐度变化较小而冬—春季范围较大。3.黄海冷水团是一个高盐水团,它在5个水团中保守性最强,而从5月至8月范围较大。4.渤海沿岸水是一个不稳定的水团,其盐度较低,温度变化较小,春季和秋季范围较大而夏季和冬季较小。5.江河冲淡水是温度变化较大的低盐水,其范围夏季大而冬季小。水团的分布,在地理位置上是从该海区之东向西,一层套一层,而各水团在不同季节有自己的模式。此外,本文还探讨了水团消长变化和渔场的关系。     

应用聚类分析法划分黄海水团的初步研究

本文主要利用温盐的相对值及其季节变化规律作为确定浅海变性水团性质的主要依据,并以温盐点聚对照法为基础,应用逐步聚类分析法,划分黄海区1978—1980年三年逐月的表底层水团。文中对应用聚类分析法的优点及存在问题以及水团与渔场的关系进行了探讨。     

渤、黄、东海透明度的分布与变化

本文根据1972～1987年间中国和南朝鲜的海洋调查资料,分析研究了渤、黄、东海海水透明度的分布特征和季节变化,并对其影响因子作了较为详细的讨论。渤、黄、东海海水透明度具有明显的地区差异和季节变化。其基本特征为:近岸和河口区透明度低;远岸和受外海水系影响区高。冬季低;夏季高。控制透明度分布和变化的主要影响因子有:风和潮流的搅拌作用、大陆径流、沿岸和外海流系、沉积物分布和海洋层化等。     

模糊数学方法在南海北部海区水团分析中的应用

Some methods of fuzzy sets are applied to the analysis of water masses in the north area of the South China Sea. In distinguishing water masses with the fuzzy clustering method, the authors propose a fuzzy similar relation based on Euclidean distance, and suggest a method for determining the number of water masses by the F-test, and further adjust rationally the boundaries of water masses and the membership relation of samples by the elastic classification method. Eight water masses are distinguished in the area, i.e., Nearshore Diluted Water F, Nearshore Mixed Water M, Warm Surface Water WS, Surface Water S, Surface-Subsurface Mixed Water SU, Subsurface Water U, Subsurface- Intermediate Mixed Water UI and Intermediate Water I. These point-sets of various water masses on the θ-S diagram may be summed up in three types, that is, the deformed elliptical convex point-set, the half-boundless convex point-set and the point-set with single-side concave. For them, we have proposed methods of making their memb