台湾海峡西部上升流的生成和长消原因分析

台湾海峡西部海域是上升流多发区,近年来已引起众多海洋学家的重视。我国海洋学家通过对台湾海峡区水团、海流和营养盐等的分析研究,不仅得出了台湾海峡西部海域上升流的分布范围和特征,并对其成因也作了探讨,取得了一些有价值的研究结果。由于这些研究都是采用间接方法,因此对上升流的主要成因尚存在不同的看法。本文通过对引起台湾海峡西部海域上升流的各驱动力因子量级的分析,进而判断出上升流的主要成因。     

福建沿岸上升流数值研究Ⅱ.台湾海峡上升流的三维数值模拟

用有限差分法结合新sine-σ坐标变换和三次样条函数性质,建立了适用于台湾海峡上升流计算的三维数值模型.为考察海峡内潮、风、北上的海峡暖流和地形等因子对上升流形成的影响,设计了多种实验方案.结果表明,潮的非线性效应对海峡内上升流的形成有相当重要的影响.潮流和海峡暖流的存在是台湾浅滩上升流形成的主要原因,也是非季风期福建沿岸上升流形成之主因.西南季风盛行期,福建沿岸上升流得以加强,范围扩大,台湾浅滩上升流中心位置南移;东北季风期,福建沿岸上升流在上、中层基本消失,但海坛岛和东山岛近岸下层仍有上升运动存在,台湾浅滩上升流出现范围向北扩展.由于东北风的连续吹刮,台湾西岸亦出现了范围较窄的上升流迹象.计算还表明,海峡内各上升流有明显的季节性和区域性差异.风对海峡内上升流的中、上层结构起主导作用,而潮和海峡暖流则对中、下层上升流的形成起支配作用,因而导致上升流垂向结构的上下异性.     

台湾海峡上升流区夏季溶解氧的特征

本文根据1983—1984年,1987—1988年台湾海峡中北部海域调查资料,着重讨论了该海域夏季溶解氧分布特征及其与上升流、生物活动的关系。该上升流区温度、盐度、溶解氧含量及其饱和度的特征值分别为24.4℃,34.3,4.49mlO_2/L和93％。溶解氧含量及其饱和度与温度呈正相关关系,与盐度呈负相关关系。     

东海沿岸上升流的数值计算

运用Ｂａｃｋｈａｕｓ的三维非线性模型,同时考虑潮,风和台湾暖流的作用,本文计算了夏季我国东海沿岸上升流。结果表明,东海沿岸从杭州湾口外一直到闽北的海底坡折区上存在明显的上升流,它呈带状分布,宽约４０ｋｍ,舟山近海的强上升流出现在３０ｍ层,向南则可达到较深的水层,流速一般为６．５×１０＾－３ｃｍ／ｓ。     

台湾海峡西北部表层沉积物中有孔虫分布对沿岸上升流存在的响应

对台湾海峡西北部福建平潭岛附近海域337个表层沉积物样品中的有孔虫进行分析鉴定,研究结果表明浮游有孔虫优势种Globigerinoides sacculifer、G.ruber、Globigerina bulloides的分布及底栖有孔虫组合受到不同水团的影响。根据浮游有孔虫上升流指示种G.bulloides、底栖有孔虫组合和高营养盐深水种的分布特征,对研究区受夏季沿岸上升流的影响范围和程度进行评估。研究区沿岸上升流主要分布于东南部水深大于40 m的海域及平潭岛东部水深20 m附近,最远可达水深低于10 m的海湾内部分区域,但强度相对减弱,水深较浅的陆地和岛屿边缘附近未受沿岸上升流影响。平潭岛东北部到南日岛西南部水深10~30 m部分区域由于受到冬季浙闽沿岸流的影响,沿岸上升流在该区域的沉积记录缺失。     

福建沿岸上升流数值研究 Ⅰ.台湾海峡潮汐、潮流的数值模拟

台湾海峡内的潮运动是相当强烈和复杂的,一方面由于自海峡外传入的两支太平洋潮波在海峡内传播、相汇,形成强烈的潮运动;另一方面海峡内地形的复杂和岸线的曲折又使海峡内潮汐、潮流的分布变得特别复杂。自80年代以来,国内学者对海峡内的潮汐、潮流进行了不少研究(丁文兰,1983;方国洪等,1985;叶安乐等,1985,1986;李立等,1990；陈新忠,1983;郑文振等,1982),并获得了有价值的成果。但是,他们对海峡内潮运动的过程、性质等尚有许多不同的看法。例如,关于M2分潮最大流速同潮时线的分布状况,以上学者的结论各不相同,有的甚至差异很大。对海峡内M2分潮最大流速同潮时线聚点(即圆流点)的问题也有两种观点。关于潮流分布状况,由于实测流资料缺乏,尽管已有的研究在潮流极值区的出现位置上基本达成共识,但在潮流流速量值的大小问题上仍有诸多分歧。 鉴于上述研究现状,为了对海峡内潮汐、潮流的分布状况有更准确、细致的认识,以便弄清海峡内潮过程在上升流形成过程中的作用,本文在已有研究的基础上,重新对台湾海峡内的潮汐、潮流作了数值计算。我们将讨论的重点放在以往研究中有争议的问题上,依据计算结果并结合实测资料提出我们的见解。     

台湾海峡中,北部夏季叶绿素a分布与上升流的关系

根据１９８７年夏季（７月）的调查结果，讨论了台湾海峡中，北部叶绿素ａ的分布上升流存在的密切关系，在调查海区，高叶绿素ａ含量均处于福建沿岸低温、高盐的上升流区。其垂直分布的最值为１０－２０ｍ层之间，与上升流锋层的位置相吻合，文中还讨论了该海区沿岸上升流的中心位置及上升流的成因。     

台湾海峡中、北部海域温、盐度特征

台湾海峡中、北部海域海水温、盐度分布随季风进退而异。东北季风期(10月—翌年5月),进入调查海域的浙闽沿岸水(低温、低盐)顺海域西岸海区南下的同时,在海坛岛外有一分支向东南扩展,其扩展范围随浙闽沿岸水强弱而异,而且在24°30′N,119°30′E附近有海峡暖流水(高温、高盐)向北伸展,它随西南风增强而向北推移。海域温、盐度值自西北向东南递增。西南季风期(6—9月),调查海域基本上为海峡暖流水所控制。在6—8月,海域西岸海区有上升流产生,上升流中心在海坛岛附近。海域盐度值自西北向东南递增,而温度分布趋势与盐度分布相反。 温、盐度的垂直分布大致分均匀型、正梯度型和负梯度型三类。     

台湾海峡中北部上升流区各种形态磷的化学特性

根据１９８８年７月调查资料讨论了台湾海峡中北部海域夏季上升流区各种形态磷的分布特征。结果表明，上升流中心区（即海坛岛东侧一带水域）具有低温、高盐、低溶解氧；ＤＩｐ，ＴＤＰ，ＰＰ，ＴＰ较高；ＤＯＰ较低（０．２７）；及ＤＩＰ／ＤＯＰ比值（约为１）较高的特性。ＤＯＰ是该海域磷的主要形态（占ＴＰ的４９．２％），其含量分布及其形态转化与生物活动直接相关，是该海域生物生产力高的体现。     

台湾海峡两岸第四纪生物群特征及古地理演变

本文以大量古生物、古文化遗址及测年资料，分析台湾海峡两岸受新构造运动影响和自更新世以来的古地理演变，从而证明了台湾是中国神圣领土不可分割的一部分。     

台湾海峡西部海域表层沉积物氧化-还原环境探讨

本文根据1984—1985年国家海洋局第三海洋研究所对台湾海峡西部海域环境进行多学科综合调查的沉积化学和底栖生物的资料,概述了该海区表层沉积物的有机质、Eh、Fe~(3+)/Fe~(2+)分布特征。把该海区沉积物氧化-还原环境区划分为三种类型:较强氧化区;弱氧化区;弱还原区。发现本区底栖生物在这三个区的分布差异是:弱氧化区最高;较强氧化区次之;弱还原区最低。     

台湾海峡盆地的地质构造特征及演化

分析了台湾海峡盆地形成的区域地质背景,将其纳入东海和南海盆地形成的框架内考虑,研究其区域演化阶段和盆地演化特征。结果表明,以台湾海峡盆地为中心的包括南海北部陆缘和东海在内的中国东南沿海地区在古新世—始新世期间处于统一的边缘海盆构造背景之下,而自晚始新世起,南海北部大陆边缘与其北部的台湾海峡地区、东海逐渐走上了不同的演化道路,前者向非典型的被动大陆边缘演变,而后者则继续其自古新世—始新世以来的演化进程,形成了自古新世至晚中新世间的4个有序分布的裂陷盆地群和相应的盆间弧体系。台湾海峡盆地有两次独特的前陆盆地经历,分别发生于晚渐新世—早中新世和晚中新世末至今,并且以第二次前陆最为强烈。     

台湾海峡中、北部夏季叶绿素a分布与上升流的关系

根据１９８７年夏季（７月）的调查结果，讨论了台湾海峡中、北部叶绿素ａ的分布与上升流存在的密切关系。在调查海区，高叶绿素ａ含量均处于福建沿岸低温、高盐的上升流区。其垂直分布的最大值在１０—２０ｍ层之间，与上升流锋层的位置相吻合。文中还讨论了该海区沿岸上升流的中心位置及上升流的成因。     

台湾海峡中北部表层沉积物中介形类拟生态的研究

台湾海峡中北部介形类共69属115种,受复杂的海底地形及海流、水团等环境因素影响,分为4个分布区:沿岸低值区,西南部高富集区,东北部密集区及中部过渡区。介形类属种以东海、南海组成的分子较多,显示出海流因素起主要作用。