东海北部陆架区温、盐度逆转现象的分析

东海陆架区的温、盐度逆转现象,有关研究已作了一些论述(苏育嵩等,1989;蓝淑芳等,1984; Nakao,1977),指出东海陆架区存在两个温、盐度逆转结构出现频率高的海区：一个位于江苏、浙江近海的狭长海区内;另一个位于东海北部济州岛西南海区,即东海北部底层冷水及其附近海域(蓝淑芳等,1993)。翁学传(1984)、曹欣中等(1982)利用常规调查资料,曾分别对第一高频区的中层冷水和温度逆转现象作了初步分析;丁宗信(1994，1995)利用常规调査资料和CTD资料,对黄海、东海春、夏、秋、冬四季温、盐度垂直分布类型及逆转现象的成因进行了研究。本文根据中国科学院海洋研究所1984年和1985年6月在东海北部陆架区进行的大面水文调査资料(该资料由“科学一号”调査船使用Mark-Ⅲ CTD 探测仪获取),以及国家海洋局1975-1980年在东海取得的标准断面BT观测资料,对东海北部陆架区,特别是上述第二高频区的温、盐度逆转现象和成因作进一步研究。 由于该海区的温、盐度逆转现象与水团的配置及交汇密切相关,所以首先讨论该海区的水团。     

东海北部陆架区底层冷水的初步分析

在东海北部陆架上,济州岛西南,大致以32°00′N,126°00′E海区为中心,自跃层所在深度到海底,夏季有一个较冷水体存在,本文称之为“东海北部底层冷水”(简称北部底层水)。国内外海洋学者,特別是日本学者曾对东海陆架上的冷水作过研究。如日本海洋学者佐原勉认为,东海陆架上的冷水来源于大陆沿岸;深濑茂则将济州岛西南的冷水命名为中部底层水,并确定了它的温、盐度指标,讨论了它的来源。本文在前人工作的基础上,根据我国1976-1977年标准断面资料,以及日本气象厅1963-1975年调查资料,对北部底层水的变化及其成因进行初步的分析。     

东海北部一个夏季气旋型涡旋的初步分析

近十年来,随着海洋探测技术的发展,在世界各大洋里都发现了中尺度涡旋,这是物理海洋学上的重大进展之一。目前所发现的中尺度涡旋,不管是在大洋里,还是在极地区,一般均处于千米以上的深水区。但在陆架浅海区，海底摩擦要消耗大量的能量,是否也会出现这类涡旋,这是一个令人感兴趣的问题。 根据现有文献和我们对近几年东海水文调查资料的初步分析得知,在我国陆架区至少有两个气旋型涡旋,一个在台湾东北的彭佳屿附近海域,另一个在济州岛西南海域。对前者,管秉贤(1978)和M.Uda(1974)等均从冷水团的角度进行过研究,特别是日本学者在此海域进行了多次调査。至于后者,井上尚文(1975)曾根据1969年11月投放的“人工水母”(即底层流示踪器)的资料分析指出:“在黄海暖流和黄海沿岸流两股底层流的中间区域,有黄海冷水伸入。在秋、冬期间,南北流向呈反时针方向旋转。从而可以认为,以调查海区的中部(济州岛南面)海底为中心,有一个范围相当大的环流存在。”由此人们自然会提出这样一个问题:在春、夏两季,这一反时针方向的水平环流是否继续存在。尤其在夏季,自南北上进入黄海和东海的黑潮及其分支(对马暖流和黄海暖流)与黄海、东海沿岸流系交错汇合,盘踞在下层的冷水又极度发展,使得环流结构和水文状况较冬季复杂得多,这时的情况又将变得怎样?本文主要根据1972年7-8月常规水文观测资料,同时参照近几年的水文资料,对此问题作一初步探讨。 本文研究的重点海区的范围是30°30′-33°00′N,124°00′-127°E,如图1阴影部分所示。为了便于资料的分析,在绘制温、盐度等平面分布图时,将其范扩大到28°-34°N之间的大部分海域。 本文引用的资料主要来源于国家海洋局标准断面调查资料,东海渔业资源调査资料，日本气象厅海洋气象观测资料和南朝鲜水产振兴院海洋观测资料。     

南黄海暖流水的温、盐度分布特征

在南黄海的东南部，有一支较强的高温、高盐水入侵，这一水体通常称为黄海暖流，也有人称之为南黄海高盐水。从环流和水团的结构来看，这一水体来源于济州岛东南的对马暖流，我们则称之为南黄海暖流水。本文试图从水团分析角度研究这一水体的温、盐度分布基本特征。 南黄海暖流水自对马暖流分出后，沿西北方向侵入南黄海，对黄海、渤海、东海的海洋环境有着重大的影响。也更因其高温特征，携带大量热量，对我国沿海地区和朝鲜半岛的气候也有一定的影响。所以，它很早就引起了国内外海洋学界的重视。我国曾于六十年代初期对黄海暖流作过研究，但研究海区仅局限于124°E以西海域。 本文引用的海洋观测资料包括中国和南朝鲜在1976-1979年间在南黄海及其东部邻近海区的(双月)调查资料(共计141个测站)。研究海区向东扩至128°E 。     

黄海和东海分界线附近水文、化学

分析和探讨了黄、东海交界海域32.3°N断面化学水文学精细化特征的季节性演替, 结果显示: 化学、水文学要素的空间区域化分布与该断面上环流场的布局及其季节转换存在良好的对应关系, 水团配置对各要素含量及分布起着控制性作用; 冬、春和秋季, 在黄海西部沿岸流影响范围内出现的浊度和悬浮物浓度高值区多与营养盐浓度高值区和pH低值区相共存, 可能是受东海北部气旋式涡旋所产生的辐聚效应的影响, 此高值区中的悬浮物趋于向该海域的底层冷涡区沉积, 夏季此特征则不明显, 从而证实该海域悬浮物沉积作用具有“冬强夏弱”的特征; 夏季123.5°—124.25°E范围海域内存在海水下沉现象, 上层水体中的长江冲淡水可被携带至下层, 导致在夏季长江冲淡水东北向扩展过程中一部分冲淡水从其主体中分离出来; 夏季台湾暖流的阻隔作用使得悬浮物的影响范围远没有长江冲淡水的大, 促使水体和物质输运发生分离。同时, 根据水文和化学各要素分布之间的对应关系, 初步勾勒出了32.3°N断面4季的水团配置状况, 并通过分析东海北部冷水域典型站位的温、盐度垂直结构, 在一定程度上印证了该冷水的形成过程。     

黄海、东海夏季温、盐度逆转结构分布及其成因的初步分析

在我国,关于黄海、东海温、盐度逆转结构的分析研究,主要是在80年代以后开始的。翁学传等(1984)、曹欣中等(1982)和丁宗信(1983)对东海某一特定海域的温、盐度逆转结构进行过分析,但是对整个黄海、东海海区来说,有关这方面的研究尚未见报道。 本文根据1983-1986年中国科学院海洋研究所在黄海、东海每年夏季调查的CTD观测资料,同时参考1963年以来国家海洋局调查的标准断面资料,对黄海、东海夏季(6-8月)温、盐度逆转結构的分布及其成因进行初步的分析研究。 根据资料和兰淑芳等(1985)的分析,北黄海很少出现温、盐度逆转结构的类型,虽偶有出现,但分布也不规律,因此本文把研究海区重点放在南黄海和东海(图1)。     

东海陆架区的温、盐度逆转现象(Ⅰ)

本文根据国家海洋局1975—1979年标准断面调查资料,对东海陆架区出现的温、盐度逆转现象进行定义和划分;通过统计分析得出,在东海陆架区出现两个逆转现象高频海区,一个位于江苏、浙江近海和外海的一狭长海域内,另一个位于济州岛以南和以西海域。通过对逆转现象成因的讨论认为,前者高频区主要是由于几个不同水团的叠置、交汇、相互作用的结果;由于气旋型涡旋的存在和黄海暖流水附近冷水块的出现而伴生的海水上升运动是导致后者高频区的因素。     

南黄海秋末温盐度垂直结构及其与流系关系的分析

自五十年代末以来，我国对南黄海124°E以西海区曾进行过不少的调查研究，对该海区的水文特征、水团结构和海流系统已有了基本的了解。但由于资料的限制，对124°E以东海区的情况了解尚少，所以有些问题，如黄海冷水团内部的温盐结构，黄海暖流以何种形式和以何路径进入南黄海等等，并不十分清楚。因此本文引用1983年11月中国科学院海洋研究所和美国伍兹霍尔海洋研究所在南黄海联合调查获得的Mark-III CTD 资料和浮标测流资料(站位见图1)，拟对南黄海秋末温、盐度垂直结构及其与流系之间的关系作一初步探讨。     

黄海南部及东海北部夏季若干水文特征

本文就近几年作者在黄海南部和东海北部进行调查研究(夏季)的主要成果予以阐述,结论为:(1)南黄海底层冷水可进一步划分为三个次级水团;(2)潮混合对黄海冷水团边界和黄海温跃层等有重要影响,它还形成海面的陆架锋;(3)夏季南黄海上层存在着闭合的密度环流,而黄海沿岸流性质上属锋面强流,济州岛西南存在着气旋式海水运动;(4)黄海暖流不再深入黄海冷水团内部,但其内部可能存在着方向相反的一对弱环流;(5)长江口海区存在着可能是因台湾暖流逆坡行进产生的上升流现象。     

黄海、东海夏季环流的数值模拟

基于ECOM -si,建立了一个垂向取σ坐标、水平取球面坐标的三维高分辨率湍流闭合的黄海、东海海洋环流数值模式 .考虑实际岸线和水深、边界通量、密度梯度力和风应力 ,应用该模式较成功地模拟出了夏季黄海、东海环流 (黑潮、台湾暖流、对马暖流、黄海冷水团环流和沿岸流 ) ,摸拟结果与以往实际观测和研究结果较为一致 ,表明所建立的模式能较成功地应用于该海区环流的研究     

渤海的海冰

本文根据渤海海冰研究和来自卫星遥感、飞机和船舶航测、岸站观测、野外现场实验以及历史记载等,概述渤海冰形成、类型、物理力学性质和冰情、漂移等。     

黄、渤海海冰长期变化特征分析

选取渤海、黄海北部冰情等级、冰面积资料和大气环流逐月资料,采用小波分析和交叉小波分析方法,研究海冰长期变化特征及其气候成因。结果发现黄、渤海海冰具有多尺度变化特征,存在低频变化、高频变化和无明显周期的演变过程。西太平洋副高、亚洲极涡以及纬向环流是影响海冰生成与变化的直接因素。黄、渤海海冰还与印度洋副高、北美副高,以及大西洋副高存在显著年代际相关关系。     

黄、东海水母暴发机理及其生态环境效应研究进展

在全球变化和人类活动影响下海洋生态系统的结构与功能发生了很大的变化,海洋赤潮、绿潮、白潮(水母暴发)等生态灾害在多重压力下不断出现。对于以水母为代表的胶质类生物的数量增多,国际上有很多的解释和争论:水母的暴发是一种趋势性的还是周期性的现象,关键问题是对导致水母暴发原因的认识。针对这些问题,国家重点基础研究发展计划项目"中国近海水母暴发的关键过程、机理及生态环境效应"开展了综合性的研究,对前期的研究进展和结果进行系统整理发表在本专辑中,涉及水母生活史策略、环境因子对水母不同生活史阶段的生长和发育的影响、水母的暴发对环境的影响、以及对中国近海水母暴发的新认知等。     

冬季寒潮期间黄、渤海水位低频波动研究

利用 POM(Princeton Ocean Model)海洋数值模式建立渤、黄、东海冬季三维环流动力学区域模型。模型在海-气边界使用包括风应力、气压和热通量的大气驱动, 海洋边界使用西太平洋模式提供的环流和潮位驱动, 综合模拟潮波运动、温度、盐度、环流变化和水位低频波动。 模拟了 2001 年 1 月寒潮过境时黄、 渤海水位低频波动及流场变化, 分析了其对大风过程、 气压、降温的响应, 发现冬季强劲的北风和西北风都可以通过抽吸振荡在渤、 黄海诱发水位的低频波动, 东北风则由于地形影响不能诱发渤、黄海的低频波动。气压和降温只是在波动幅度上有一定的影响。波动发源于渤海和北黄海, 最大波幅可以达到 0.6 m。波动进入南黄海后有沿黄海深槽西侧传播的倾向, 波动幅度在传播过程中逐渐减小。     

NUMERICAL EXPERIMENTS OF SEA ICE IN THE BOHAI SEA

A rather complete sea ice model is given, which deals with not only thermodynamic and dynamic processes commonly used in previous models of sea ice but also a melting process of ice driven into warmer waters. A series of numerical experiments have been carried out in order to search after a mechanism of the growth and decay of sea ice in the Bohai sea, and the principal result shows that the melting process of sea ice driven into the warmer waters must be taken into consideration when the ice condition in such a partially frozen sea as the Bohai Sea is calculated.     

一次春季黄海海雾和东海层云关系的研究

结合多种观测数据和数值模拟结果对2011年3月12—13日的一次黄海海雾过程进行分析。观测数据分析表明:此次黄海海雾过程与东海层云之间存在密切的联系。地面高低压位置为水汽从层云区向北输送提供了有利的环流条件;黄海上空天气尺度下沉运动,加强了海洋大气边界层(MABL)层结的稳定性,MABL顶自南向北高度降低,有利于水汽在向北输送过程中不断向海面聚集;下沉导致的干层以及逆温层对海雾的发生发展起重要作用。模式结果进一步证明天气尺度下沉运动与MABL内的下沉在29°—30°N附近同位相叠加,使得该海区上空的下沉运动明显增强,边界层高度迅速下降。下沉可能会导致气块温度升高,云滴蒸发,来自层云区的水汽随流场向北向下输送逐渐接近冷海面凝结成雾,近海面水汽的平流输送使海雾进一步向北发展。本研究为海雾预报提供新的参考思路。     

东海海域海表温度场的EOF分析

本文利用EOF分析方法,分析了东海26.5°N~33.5°N,122.5°E~129.5°E范围内自1984-2003年的年平均海表温度,结果显示出代表厄尔尼诺和黑潮、对马暖流、伸入黄海的高盐暖水舌的各种空间模态和时间演变情况。     

南海表层水温的季节内振荡

采用谱估计和相关分析等方法分析了１９８５年夏半年的水文气象资料，证实南海表层水温存在季节内振荡，这种振荡在深水区与浅海区有着明显的差异。分析表明：南海水温季节内振荡与南海纬向风分量ｕ的振荡密切相关。     

渤黄东海潮波数值模拟

利用考虑引潮力的非线性球面潮波方程，数值模拟渤黄东海的潮波运动，将计算结果与实测资料作比较。依据所得结果绘制M2，S2，K1，O1和M4的同潮图和潮流椭圆，并进行讨论。研究表明，K1和O1的同位相线在台湾附近先作顺时针方向旋转然后作逆时针方向旋转，该现象是由于大陆架和大陆坡水深分布和台湾存在的结果。同时也发现最大流速时刻比高潮时刻提前，是摩擦和旋转潮液系统中的驻波成份所引起的。对该海区的非线性潮波部分的模拟作了首次尝试。可以看出：M4有18个旋转潮波系统，其中6个作顺时针方向旋转，12个作逆时针方向旋转；在江苏南部海岸和杭州湾口的外海区域以及渤海湾和大部分的莱州湾，由M2引起的潮汐余水位为正，而在海区的其余部分这种余水位为负；由M2引起的潮汐余流总体上向南或向东南方向流动。     

黄、东海水体中的有机包膜及其沉积作用

世界海洋水体中广泛分布着一种有机絮凝体,当其过滤至微孔滤膜上即呈膜状,称为有机包膜。近年来,国外许多学者用各种取样方法和观测手段对其作了研究。这是因为它无论是作为单独的微环境或是搬运因子都具有重要意义,但有关黄、东海有机包膜仅见零星报道,本文是首次对其特征、分布、成因及沉积作用进行系统论述。