台湾海峡及其邻近海域海面温度锋的卫星遥感观测

使用1989~2001年的NOAA AVHRR图像,研究了我国台湾海峡及其邻近海域的海面温度锋.卫星遥感观测表明,该海域海面温度锋终年存在,锋面沿50~100 m等深线分布,西段呈西南西-东北东走向,东段以舌状向北突出,长约470 km.给出了该海域海面温度锋的多年月平均、季平均和年平均特征值.统计结果显示,锋的平均强度、平均最大强度和平均宽度分别为0.147,0.281℃/km和15.15 km.锋的各种特征存在明显的季节和年际变化.锋的不稳定性普遍存在,沿锋面常形成半环状的锋波,使锋面呈半环状波动分布.锋波形成的时间尺度约为1~7 d,锋的波长约为35~133 km,年平均波长为63 km,波幅为25~70 km.锋面的波动向北东北方向传播,并存在锋面整体向北东北的平移现象.     

黄海西部沿岸锋多年平均特征统计分析

根据黄海1939-1999年海洋实测数据集和2010年黄海成山头附近海域海试资料,统计分析了黄海西部沿岸锋温度分布结构、平均强度、宽度、位置分布等特征。实测数据统计分析结果表明,黄海西部沿岸锋具有明显的季节变化特征:春季开始形成并逐步加强,夏季处于强盛期,秋季海洋锋逐渐减弱,冬季相比秋季略有增强的趋势,初春季节海洋锋消亡。海试资料表明2010-08该锋位于20m等深线以西5nmile至以东30nmile之间的海域,且位于40m等深线以西20nmile至以东20nmile之间的海域。     

南海海洋温度锋面时空特征遥感分析

使用2010–2020年微波和红外融合SST数据,利用温度梯度法计算总温度梯度,获取了南海海面温度的水平变化梯度,开展了锋面位置、锋面平均强度及中心线长度的研究。利用锋面信息结果,开展了南海锋面气候态分布特征和年际变化分析和锋面强度与海面风场的相关性分析。结果发现：南海区域探测到的8个锋面多为河口锋和陆架锋,均有明显的季节态变化。1–2月检测到的锋面数量最多,所有锋面均可被检测;3–4月有较小幅度地减少,主要体现在马来西亚–菲律宾西侧沿岸锋和泰国湾锋的消失;5–9月呈现持续减少的趋势,并在9月达到最小值,仅检测到台湾海峡及广东福建沿岸锋和越南沿岸锋;10–12月开始有所回升,南海北部沿岸锋面开始被检测到。台湾海峡及广东福建沿岸锋平均梯度全年与风速的相关程度都在0.48以上,越南沿岸锋与纬向风相关系数最低为0.021。相比较夏季来说,冬季平均梯度与风速的相关程度较高。     

中国东部陆架海锋面的时空变化及其对细颗粒沉积物输运和沉积的影响

本文利用中国东部陆架海不同季节的航次观测数据与HYCOM模式数据,分析了HYCOM模式输出的水体温盐数据在中国东部陆架海的适用性,并探讨了中国东部陆架海表底层温盐锋面的时空变化及其对细颗粒沉积物输运和沉积的影响。研究结果表明,中国东部陆架海表、底层温度锋(盐度锋)的分布趋势基本一致(不考虑冲绳海槽以东的海域),但底层锋面的强度和锋区范围明显大于表层。锋面的位置很好的体现了海区流系的基本格局。表、底层温度锋面基本处于几大水团的交界处,说明表、底层温度锋面的分布与研究区环流和水团配置情况密切相关。而表、底层盐度锋面的分布则与研究区入海径流、沿岸流以及暖流等的分布密切相关。此外,对比锋面与中国东部陆架各泥质沉积区的位置可以发现,研究区温盐锋面的空间分布和季节变化对于泥质沉积区的形成具有重要的控制作用。     

北部湾温度锋的季节与年际变化

采用8a(1991—1998)的卫星遥感海水表面温度资料(AVHRR SST)对北部湾温度锋的季节变化与年际变化规律进行了探讨。北部湾海区温度锋的季节态强弱趋势为春季最强，夏季、冬季次之，秋季最弱。在年际时间尺度上，温度锋强度与SST距平(SSTA)存在响应关系，表现在：1)SST正距平对应较弱的锋面产生，负距平对应较强的锋面产生，这种相关性在冬季表现得最为明显；2)锋面的强弱与SSTA绝对值存在正相关关系，即SSTA变化越大，锋面越强。在冬季，温度锋强度与海面风经向分量相关，在偏北风异常情况下，锋面较强；反之，锋面较弱。     

南海西北部陆架区沿岸流和上升流对中华哲水蚤分布的影响

中华哲水蚤(Calanus sinicus)是广泛分布于西北太平洋大陆架水域的浮游桡足类,在海洋生态系统的物质循环和能量流动中具有重要作用。根据2006年7月至2007年10月4个季节使用网目孔径为0.505mm的浮游生物网采集的样品,分析了南海西北部陆架区中华哲水蚤的水平、季节和昼夜垂直分布以及与季风、海流和温度的关系。中华哲水蚤丰度季节变化显著,整个调查海域春季的平均达(22.30±77.78)个/m3,夏季的降低,平均为(13.74±45.10)个/m3,秋季消失,冬季调查期间仍未出现。中华哲水蚤的区域分布差异十分显著,将调查海域划分为粤西近海、琼东近海、粤西-琼东外海三个亚区,在粤西近海亚区春、夏季中华哲水蚤的平均丰度分别为(115.63±145.93),(68.12±84.00)个/m3,远高于另外两个亚区。夏季琼东沿岸上升流区的中华哲水蚤没有昼夜垂直移动行为,呈底层分布,以躲避表层高温的伤害。南海西北部陆架区是中华哲水蚤的季节分布区,冬春季东北季风期间由广东沿岸流从东海沿岸携带而来,出现的时间从北往南逐渐推迟;夏季西南季风期间雷州半岛东部近海的冷涡和琼东沿岸上升流区成为中华哲水蚤度夏的避难所;秋季季风转换时期上升流减弱或消失,中华哲水蚤因耐受不了高温(>27℃)死亡而消失。因此,中华哲水蚤对东北季风时期的沿岸流和西南季风时期的上升流均具有良好的指示作用。     

闽北附近海域悬浮体输运及通量的季节变化

基于2015年9月和12月闽北附近海域3条断面上的同步连续沉积动力学观测,结合对应时段的卫星遥感海表温度资料,研究了闽北近岸海域冬季和夏季悬浮体分布和输运通量的变化规律。结果表明,该区域的悬浮体浓度存在明显的季节性变化,冬季季风活动对水体扰动强烈,水体垂向混合较为均匀,近岸沉积物再悬浮活跃,其浓度值明显高于外海;而夏季近岸悬浮体浓度明显降低。在50m以深的外海海域,悬浮体浓度无显著的季节差异,且空间变化幅度很小。受东北季风和闽浙沿岸流的影响,冬季悬浮体总体上沿东北向西南的沿岸方向输送,输运通量由近岸向外海逐渐减小;在夏季,闽北近岸海域悬浮体输运方向与冬季一致,但输运通量显著减小;外海海域的悬浮体输运方向指向东北,输运通量明显高于冬季。在离岸断面上,中间站位(水深约50m)的悬浮体浓度低于其两侧站位的浓度,这是由于在近岸一侧主要受控于闽浙沿岸流,而外海海域主要受控于台湾暖流,50m等深线为闽浙沿岸流和台湾暖流相互作用的交汇处,受闽浙沿岸流和台湾暖流的共同影响。温度锋面与闽北附近海域内的泥质区对应关系较好,温度锋面对悬浮体向外海扩散有明显的抑制作用,温度锋面西北侧悬浮体浓度较高且沉积速率较高。     

2006年夏季琼东、粤西沿岸上升流研究

利用2006年夏季广东、海南、广西近海的海洋水文调查资料和卫星遥感QuikSCAT风场资料分析琼东、粤西沿岸上升流的空间结构特征, 探讨风场、风应力旋度对上升流的影响以及上升流区水温、海流、海平面对上升流的响应。结果表明:琼东、粤西沿岸上升流区并非相互独立, 从10 m层以下已经连成一片。琼东沿岸上升流主要由夏季西南季风驱动而产生, 风应力旋度也有一定贡献。琼东沿岸上升流的强度比粤西强。琼东沿岸海域的上层海水(18 m以浅)以离岸运动为主, 中下层海水以向岸运动为主。上层的离岸流速大于中下层的向岸流速。琼东沿岸的上升流现象是间歇性的, 与沿岸风速强弱有关。琼东沿岸海域海平面的升降与上升流的强弱有良好的关系, 上升流的强弱滞后于海平面的升降约1～2 d。     

南海北部海域叶绿素a浓度时空特征遥感分析

利用2007-2010年MODIS的L2级叶绿素a浓度产品作为数据基础, 对叶绿素a浓度年平均和月平均数据进行分级分区处理, 研究南海北部海域叶绿素a浓度时空分布特征及其与海洋环境因素的关系。初步研究结果表明:2007-2010年在南海北部海域叶绿素a浓度的高值区(>5.0 mg/m3)主要分布在广东省沿岸河流的入海口, 分布范围在夏季最大, 在春秋次之, 在冬季最小;叶绿素a浓度的次高值区(1.0～5.0 mg/m3)主要分布在海岸线到50 m等深线之间的海域, 分布范围夏冬较大, 能扩展到50 m等深线附近, 而春秋较小, 会退缩到50 m等深线以内;叶绿素a浓度的中值区(0.3～1.0 mg/m3)主要分布在50 m到100 m等深线之间的海域, 时空变化复杂;叶绿素a浓度的低值区(<0.3 mg/m3)主要分布在100 m等深线以外的海域, 其区域平均值夏季最低, 春秋次之, 冬季最高, 同时该区域叶绿素a浓度在春夏秋三季空间分布较均匀, 而冬季受季风和黑潮入侵影响空间分布较为复杂。南海北部海域海表叶绿素a浓度的时空变化特征与季风、沿岸河流、海流、海表温度等海洋环境因素的变化有关。     

2000—2017年东印度洋季风带海域温度锋时空特征变化分析

基于2000-2017年的MODIS-Terra气候态月平均海表温度数据检测了东印度洋季风带海域的温度锋,统计了各锋面每月发生的锋点数量、锋面平均强度及中心线长度,并基于2000—2017年逐年海表温度数据,研究了以恒河-雅鲁藏布江河口锋和爪哇岛锋为代表的典型温度锋面的年际变化。结果发现:在3、4月,东印度洋季风带海域的锋面最弱、数量最少;5-10月期间,5°~15°N及5°~15°S一带的温度锋出现并发展;12、1、2月最北部锋面发展并趋向成熟。研究区存在恒河-雅鲁藏布江河口锋、爪哇岛锋、Palk海峡锋、东锡兰锋及伊洛瓦底江河口锋5个温度锋,其中最北部的恒河-雅鲁藏布江河口锋全年存在,东北季风时期长度较长,强度较大,最南部的爪哇岛锋存在于4—11月,西南季风时期较强,长度和数量也处于较高水平,其余锋面主要发生于西南季风盛行时期,且强度、长度等变化相对较小。两个典型温度锋空间位置的年际变化均不大,恒河-雅鲁藏布江河口锋平均强度的年际变化较大,最大超过0.03℃/km,长度变化相对较小;爪哇岛锋平均强度的变化相对平稳,但锋点数量和中心线长度存在较大的年际变化。     

南海温度锋的分布特征及季节变化

利用50a(1950—2007年)的SODA(Simple Ocean Data Assimilation)数据分析了南海上层温度锋分布特征以及季节变化规律。结果表明:受季风、太阳辐照以及诸多因素影响,温度锋季节变化明显,锋面结构复杂。冬季,温度锋基本沿陆架分布,存在于南海北部海区,从台湾海峡一直延伸到北部湾,发育比较显著;春季,主要出现在南海北部海区、北部湾、越南东部海岸,分布比较广泛;夏季温度锋出现概率增加,出现区域扩大,越南东部出现大面积温度锋;秋季南海中西部海域存在大面积的温度锋。     

东海黑潮温度锋分布特征研究

采用WOA13气候态季节温度数据,利用绝对梯度法对东海黑潮不同水深海洋锋的季节变化特征进行了分析,得出结论：东海黑潮温度锋具有显著的季节变化特征,它的范围和强度存在多个大值区,不同季节,温度锋的大值区存在于不同深度。在200 m以浅海域,按照冬季、春季、夏季的季节顺序,温度锋的大值区由表层逐渐增加到100 m层处;在200 m以深海域温度锋的大值区没有季节变化,大值区大约出现在400 m层附近。     

山东半岛东端毗邻海域冬季海雾的季节内分布特征与变化规律

山东半岛东部耳状锋面区的冬季海雾是一个重要但被忽视了的海气相互作用现象。利用AVHRR Pathfinder Version 5.2数据中SST资料的质量数值,通过转换和归一化处理,简单有效地提取了耳状锋面区海雾的覆盖区域和海雾强度的信息。结果显示海雾的空间分布与耳状锋面非常一致,亦呈现"耳状",其覆盖面积和强度存在显著的季节内变化。海雾一般开始出现于12月的上旬,位于耳状锋面南段的海域。之后,海雾的覆盖区域迅速北扩,覆盖面积不断增大且强度不断增强,并于2月达到峰值后进入衰减期,至3月下旬基本消失。海雾的季节内变化与冬季风风速、黄海西侧沿岸流、黄海暖流的季节内变化及它们之间的超前/滞后关系密切相关。海雾强度的主轴位置相对比较固定,位于40~50m等深线附近,没有显著的季节内变化,其原因是耳状锋面的主轴位置受控于水深分布,不随时间变化。本研究所建立的提取海雾关键信息的方法以及海雾与季风、环流、耳状锋面这三者的相互关系还需要观测和数值模拟的进一步验证。     

黄海近岸锋面的时空变化及其对沉积物输运和沉积的影响

利用2010和2012年黄海海域不同季节的航次观测数据与HYCOM模式再分析数据进行了比对,检验了HYCOM模式的水体温度数据在黄海海域的适用性。据此分析了黄海海域的温度锋面和混合锋面的时空变化。结果显示,温度锋通常在秋季开始出现,在冬季最为发育,在春季逐渐消失;黄海混合锋面与季风活动密切相关,主要在秋季开始出现,在冬季发育。悬浮沉积物基本上集中在温度锋的向岸一侧,难以跨越锋面输运。山东半岛成山头海域的温度锋在形态及空间位置上与泥质沉积区相对应,沉积中心(厚度40m)主要分布在温度锋的西侧,而在其东侧泥质沉积厚度快速减小。研究结果发现,秋冬季节混合锋与温度锋的空间位置并不一致,混合锋位于温度锋的西侧,强烈混合使得沉积物不易沉降,对应泥质沉积厚度小;而在混合锋东侧,悬浮沉积物浓度高且水体层化显著,沉积物易于沉降堆积,与泥质沉积中心对应。混合锋与温度锋的空间分布差异与共同作用可能是该区域泥质沉积体"Ω"形态发育的动力学机制。     

东海南部水系分布和季节变化特征

利用中日黑潮联合调查研究期间“实践”号船１９８７年夏、冬季、,１９８８年春、秋季的实测资料对研究海域的水系分布及其季节变化进行了分析研究。研究结果表明：（１）与大陆沿岸水性质相近的Ⅳ类混合水秋、冬季分布在大陆沿岸、春、夏季的范围向外海扩展。（２）黑潮水与陆架混合水的边办位置（称为黑潮水左边界）大致位于１００－２００ｍ等深线之间,并随季节摆动,台湾东北海域,春季黑潮水边界靠达１００ｍ等深线,夏季靠近     

琉球群岛附近海域声场分析

利用美国海军的GDEM(generalized digital environm ental model)数据对琉球群岛附近海域声场进行了研究,分析了该海域声速最小值分布及其对应深度的分布规律;研究了横跨和穿越宫古水道两个断面上上述声场特征的变化,结果表明杭州湾以北的沿岸约30m地形等深线内,冬、春、秋季声速最小值出现在海面,并且有较为稳定的表面声道;夏季闽浙沿岸约30m地形等深线内,声速最小值出现在海面.奄美群岛、冲绳岛东侧130km范围内有很强的海水混合,上升流很明显,导致声速最小值出现的深度在冬夏比在春秋的深400m.     

琼东上升流的年际变化及长期变化趋势

全球变暖背景下沿岸上升流的年际变化是近年来的研究热点。本文基于1982—2012年的海表面温度和风场资料,分析了琼东上升流的强度和中心位置的年际变化规律以及沿岸风应力及其旋度的作用。结果显示,近30年来,琼东上升流强度总体减弱,相比于沿岸风应力,其变化与减弱的局地风应力旋度相关性更高;琼东上升流强中心位置最大概率发生在19.2°—19.3°N,与最大风应力旋度位置接近,且存在北移趋势。琼东上升流强度和位置的年际变化还存在周期约3年、5年和10年的本征模态,以3年周期变化为主。局地风应力旋度在琼东上升流的年际变化中发挥了重要作用。     

太平洋赤道海区海洋锋时空分布特征分析

基于WOA13的温盐数据资料,利用绝对梯度分析法,对太平洋赤道海区的温度、声速锋面的时空分布特征进行了分析,结果表明,3种要素的锋面均存在于一南一北两个位置。温度锋面:北赤道温度锋面全年均存在,锋面位置主要分布在7°N、水深30~200 m处,锋面随深度加深逐渐向西移动,秋季锋面分布范围最广且锋强度最大,春季锋面分布范围最小且锋强度最小。南赤道温度锋面全年存在,锋面位置主要分布在5°S、水深50~275 m处。随深度加深,锋面也逐渐向西移动且东西跨度变长。春季锋的强度最大,秋季的锋强度最弱。声速锋面:声速锋与温度锋的位置大致相同,且两者在锋轴线上同一点处的锋强度的相关系数接近于1,可见温度对声速的影响很大。此外,最大声速锋强出现在水深100 m处。     

基于融合遥感数据的广东沿岸温度锋面的季节变化研究

基于2015年全年多源遥感数据融合的Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis(OSTIA)海表温度数据,利用最大温度梯度法,对广东沿岸(20°—23°N,110°—118°E)海表温度锋面的季节变化及生消机制进行了分析。广东沿岸温度锋面季节变化明显,冬季强,夏季弱;粤东温度锋面常年存在,粤西温度锋面夏季消失;珠江口区域温度锋面与珠江羽状流的扩散路径有关,即夏季锋面主轴往东北方向延伸,秋季往西南方向延伸。对比温度锋面与风速的关系,发现其形成及消失受季风的影响。通过简单的模型实验,发现季风通过影响锋面两侧的湍流热通量引起锋面强度的变化:西南(东北)季风带来的暖湿(干冷)空气减弱(增加)了近岸冷水的潜热释放,导致冷水区温度上升(下降)大于暖水区,引起锋面消失(生成)。     

南海中尺度涡强度的季节和年际变化分析

为了研究南海中尺度涡强度的季节和年际变化规律,利用Matlab提取50 a(1958~2007年)简单海洋资料同化(Simple Ocean Data Assimilation,SODA)月平均数据集中流场和海表面高度场数据,应用一个涡旋自动探测算法对南海中尺度涡初始生成位置进行分析,并分析了海表面高度异常均方根值的季节变化和年际变化。结果表明:50 a里南海中尺度涡主要分布在吕宋岛西北海域、吕宋岛西南海域和越南以东广大海域,秋、冬季中尺度涡能量较高,春季中尺度涡最弱,中尺度涡强度高值区年际变化明显。从季节变化上看,海面高度异常均方根春、夏季最小,秋冬季最大;从年际变化上看,与同时期Nino3指数有显著负相关,周期大约为3 a。