中国东海黑潮海温变化特征及成因分析

利用新建的中大温盐资料集、HadISST和ICOADS的逐月海温资料,对东海黑潮关键区30 a(1981-2010年)气候态海表温度气候特征进行分析,并利用SODA海表资料尝试找出海表温度变化的特征及原因.结果表明:在东海黑潮关键区范围内,1981-2010年海表温度整体呈现增温趋势,春冬两季增暖幅度最大,1997年是...     

东海黑潮混沌特征的数值分析

以英国 OCCAM(The Ocean Circulation and Climate Advanced Modeling Project)全球环流模式的 1 994年计算结果作为初始场和边界条件 ,用 POM模式 ,对东中国海黑潮季节变化进行了数值模拟 ,特别注意了海水运动的混沌特点和质点移动轨迹。研究结果表明 :东海黑潮区地形引起的黑潮流剪切是导致混沌的主要原因 ;东海黑潮区混沌运动有明显的季节变化 ;黑潮主轴区基本是输运的屏障区。     

东海黑潮区温度的月际变化特征

使用美国海洋大气局2010年发布的海洋温度数据库、地球物理数据中心2006年发布的海底地形数据库,研发三维体积、切面可视和分析技术,探讨东海黑潮区温度逐月空间变化。得出,从东海黑潮的入口到出口,表层平均温度的差值在4—5月份最大,8—9月份最小,反映黑潮与东海热交换的月季变化;表层温度的年较差和月差值在128°E附近最大,指示了黑潮与东海陆架水热量交换最多的部位。以深度220m为转换层,从东海黑潮的入口到出口,在转换层以上同深度温度呈下降趋势,以下呈上升的趋势;反映黑潮进入东海后中层水的扩张。从温位差判断,在表层,东海黑潮区的热交换在3—4月份最大,在9月份最小;热交换主要出现在靠东海大陆架一侧,热交换最大的区域在台湾东北海域、127°E附近的海域和吐噶喇海峡东北侧。从平均温位差推断,在东海黑潮区,热交换主要出现在30—150m层,在7—9月份最大,11—1月份最小。     

黑潮与东海水交换研究

利用高分辨率ROMS(regional ocean modeling system)数值模式模拟东海地区的多年平均流态。数值模拟结果在黑潮的流速、路径、流量等方面与近年来对黑潮的认识相一致。利用模式结果,计算东海及邻近海域主要水道的水通量。结果表明:台湾海峡、中国台湾-西表岛之间水道是海水进入东海的主要通道,对马海峡、吐噶喇海峡、大隅海峡与西表岛-宫古岛-冲绳岛-庵美大岛之间水道是海水流出东海的主要通道。分析PN断面的流量的变化特征,结果表明黑潮流量在春季与夏季较大,秋季与冬季较小,年平均流量为24.16 Sv,与前人研究结果一致。计算跨越200 m等深线的年平均净向岸体积输送为0.99 Sv,在台湾东北与九州西南地区表现为黑潮入侵陆架地区,年平均入侵流量分别为1.907 Sv与0.065 Sv,在黑潮中段地区,跨越200 m等深线流量呈现交错状分布,年平均净通量为0.982 Sv,表现为由东海陆架地区流向黑潮。上述结果对黑潮与东海之间物质与能量交换研究有一定参考价值。     

东海黑潮上层环流季节、年际变化与局地风应力关系

利用SODA资料,选取东海PN断面,计算了东海黑潮上层质量输送量的季节、年际变化,并分析其变化周期:其季节变化是夏季最大,冬季最小;普遍存在着2～4 a的年际变化周期,更低频的年际变化周期在1970年代末由20 a减小到8 a左右.用矢量EOF方法对东海的局地风应力场进行分析,发现经向风应力的变化在东海风应力变化中占主导地位.计算东海黑潮区域的平均经向风应力,发现与PN断面上层输送量的季节变化类似,也具有2～4 a的年际变化周期.局地经向风应力的季节变化与东海黑潮上层质量输送量的季节变化关系密切(92%),而与下层质量输送量相关系数只有24%.     

关于东海黑潮流量某些特征的分析

基于1955-1990年G－PN断面资料，详细分析东海黑潮流量的分布特征及其变异，以进一步研究东海黑潮流量的变化规律。主要结果表明，（1）东海黑潮流量的多年平均值为22．7×106m3/s，春、夏和冬3季，流量的多年平均值相差甚小。（2）G－PN断面两段不同观测期间内，多年平均流量及其季节变化皆有一定差别。（3）东海黑潮流量的分有存在一定的区域性差异，与通过G－PN断面的流量相比，台湾东侧海域的黑潮流量较大，而吐噶喇海峡的流量略小些。     

东海黑潮区域水位的低频变化

在世界大洋的海流观测中,黑潮是取得资料最多的区域之一。但是,一旦涉及其时间变化时,仍感资料缺乏。为补充水文观测资料的不足,不少科学工作者对海流附近沿岸水位资料进行了分析、利用。通过研究,初步确认海流的变化与沿岸水位的变化密切相关。这就为研究海流变异提供了方便的途径。     

东海黑潮主干流域的气候特征

一、引言黑潮是东海的主要流系之一,它对东海的自然环境有着极其重要的影响.但是目前尚缺乏海上固定点较长时间序列的气象资料,本文试图通过对琉球诸岛气象站气象资料的整理、分析,为从事东海黑潮研究工作的海洋工作者提供一个气候背景.同时为了说明岛屿站的资料对描述附近开阔洋面的海洋大气状况具有一定的代表性,我们还整理分析了日本气象厅布设在28°20′N、126°05′E的海洋浮标(No.4 Buoy)气象资料,并将它与同纬度名濑站对应时段的资料作一对比分析.然后全面探讨该海域的气候规律,希望有助于航海、渔业、海洋调查等各项海上活动的安全保证.     

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。     

东海黑潮PN和TK断面流量的多时间尺度变化特征

根据日本海洋数据中心提供的1972—2017年PN断面共181个航次和1987—2010年TK断面共92个航次的CTD调查资料,利用动力高度法估算了这2个断面的流量,分析了其季节、年际和长期变化特征。主要结果表明,PN断面流量季节变化为冬、春和夏季大而秋季小,TK断面流量季节变化为冬、夏季大而春、秋季小,二者共同点为最大(小)流量均出现在夏(秋)季。PN断面年平均流量的年际变化不明显,但冬季和夏季流量分别具有准3 a和准2 a的显著变化周期;TK断面年平均流量具有准4 a和准6 a的显著变化周期,冬季流量具有准4 a和准7 a的显著变化周期,但夏季流量无显著变化周期。此外,PN断面流量在1976年附近出现了一次较大幅度的增加。PN断面流量具有较大的长期增加趋势,增长率约为0.3 Sv/a,在1972—2017年增加了约13 Sv,结合NCEP海面风应力资料,结果显示,北太平洋更高纬度带(35°N和40°N)的风应力旋度对PN断面流量的影响更强。     

东海黑潮水团温度和盐度的统计特征

本文的目的在于给出九州和琉球群岛以西,水深大于200米的东海黑潮区域内水团的温度和盐度的统计特征值。研究海区的地形大体如图1所示。 安井善一(1932)、K. Koenuma(1938)、山野省三(1952)、毛汉礼等(1964)、A.M. Xapuehko(1968)、H. Nitani(1972)以及其他海洋学家在讨论该海区的水团时曾分别给出过水团的温度和盐度的特征值,但是他们大都是根据个别航次或者少数断面的观测结果求得这些数值的。 虽然早在19世纪 JI.H.IIIPEHK(1874)、和田雄治(1894)和C.O. Makapob(1894)等已经在该海区作了一些调査研究工作,但是,大量的海洋调查工作,还是以后由日本调査船只完成的。尤其是近十多年的“黑潮及邻近海区合作调查”(简称CSK),提供了比以往更为系统的大量调査资料。这样,就积累了一定数量的观测资料,使得本文应用统计学方法进行的讨论有了可能。     

东海黑潮水团的初步分析

本文根据CSK和JMA的1302个观测站次的实测资料1),对九州和琉球群岛以西，水深大于200米的东海黑潮区域内的水团进行分析。 研究海区的最大水深约2719米。1000米等深线仅在冲绳岛和宫古岛之间海峡折入太平洋,说明该海峡是研究海区和太平洋深层水交换的重要通道。1500米等深线在研究海区的南部呈现封闭曲线,反映出该海区水深大于1500米的深层水具有一定的“弧立性”。 须田皖次(1930,1931,1938)、宇田道隆(1930,1941)、安井善一(1932)、肥沼宽一(1938)、辻田時美(1950)、永井正男(1952)、赤松英雄(1952)、山野省三(1952)、加藤威夫(1957,1959)、毛汉礼等(1964)、A.M. Xapqehko(1968)、二谷颖男(1972)、西田英男等(1978)、佐原勉等(1979)和其他海洋学家都对研究海区的水团进行过一些研究,但都没有进行比较完整的分析。     

东海黑潮变异若干问题的初步分析

黑潮是世界上著名的强流，它是影响黄海、东海陆架环流的主要流系。黑潮的变异，不仅对几乎整个东海及其邻近海域的水文状况的变化有巨大的影响，而且对东亚气候的变迁也有显著的影响。因此，黑潮变异问题的研究，对于大洋环流及其动力学的研究以及黄海、东海海洋水文状况、东亚气候变迁的预测等，均有重要的意义。 关于东海黑潮的变异问题，在管秉贤(1979，1981，1982)及管秉贤等(1979)的论文中，己作了不少分析；但由于资料系列长度的限制，这些分析工作主要是定性的。诚然，即使在目前，要获得关于东海黑潮变异特征的定量关系也决非易事。有鉴于此，本文想在尽可能收集更多资料的基础上，对东海黑潮变异的若干问题作进一步分析，以期获得若干定量的概念。     

源区黑潮研究进展

黑潮(Kuroshio)作为太平洋上一支强大的西边界流,起源于菲律宾以东海域,经吕宋海峡,从台湾以东进入东海,穿越吐噶喇海峽进入日本以南海域、最后汇入北太平洋环流。 本文作者所指源区是从菲律宾的吕宋岛以东至我国台湾岛以东之间,在此区域黑潮流经吕宋海峽,流态发生显著变化,是近几年来各国学者研究的重点。关于菲律宾以东黑潮的研究较少,作者重点阐述吕宋海峡处和台湾以东黑潮的研究进展。     

冬季不同背景风场下边界层云对东海黑潮锋的响应个例研究

为探究冬季不同背景风场下黑潮锋影响边界层云的机理,采用高分辨率卫星数据和再分析数据,研究了冬季海面背景风为垂直(西北风)和平行(东北风)东海黑潮海表面温度锋(黑潮锋)条件下,边界层云对黑潮锋的响应。结果表明:背景风垂直黑潮锋情况下,黑潮锋强迫的边界层内次级环流明显,黑潮锋暖水侧海面冷平流强,海气温差增大,海气界面潜热感热通量增大,海气界面不稳定性增大,产生上升运动,云底高度抬升。上升运动在边界层底向南北两侧辐散,在冷水侧产生下沉运动与500 hPa高压下沉叠加,使局地云量明显减少,形成晴空少云区(云洞)。在暖水侧以南的下沉支叠加云顶上的下沉运动和边界层退耦效应共同作用,产生另一个云洞。气压调整机制为次级环流产生的主要原因。背景风平行黑潮锋情况下,海面空气温度平流作用小,暖水侧海气温差较小,虽然海洋仍然加热大气,但海气界面不稳定较弱,湍流增强使云底高度抬升,垂直混合机制为该湍流增强的主要原因。     

吕宋海峡黑潮脱落涡旋的特征分析

涡旋脱落在西太平洋和南海的海水属性交换中起到重要作用。为研究吕宋海峡附近海域由黑潮脱落并进入南海的涡旋特征,本文采用1993—2014年法国空间局(AVISO)多卫星融合海面高度距平(SLA)和绝对动力地形(ADT)全球网格化延时数据,美国国家海洋数据中心(NODC)的WOA13年平均温盐剖面气候数据,以及1993—2010年SODA2.2.4月平均海洋同化数据集,并分析了黑潮脱落涡旋与大尺度环流的关系。结果表明:(1)暖涡脱落数量远多于冷涡数量,且脱落的冷涡绝大部分在黑潮西侧边缘生成,而脱落的暖涡则大部分在黑潮控制区生成。(2)冷涡、暖涡脱落时的平均半径、平均振幅相近,但是冷涡的平均生命、平均迁移距离约为暖涡的一半。(3)冷涡不是每年都有脱落,主要在冬季脱落;暖涡则每年均有脱落,主要发生在秋季。(4)脱落涡旋数量与脱落时的黑潮路径类型相关。(5)脱落涡旋的平均西行速度为5.8cm/s,与斜压第一模态长Rossby波波速及大尺度环流的西向平流流速之和相近。     

黑潮弯曲时的北太平洋冬季海温异常对大气低频振荡的影响

利用中科院大气物理研究所开放实验室ＩＡＰ－ＡＧＣＭ（二层大气环流模式），针对黑潮弯曲时的北太平洋冬季表层海温（ＳＳＴ）异常进行八个月的数值积分试验。试验结果表明：黑潮弯曲时北太平洋冬季ＳＳＴ异常对大气低频振荡的影响具有明显的３０－６０ｄ振荡的特征；在北半球的３０－６０ｄ振荡，大部分地区为向西传播，在南半球则为向东传播；其经向传播较为复杂，在１２０°Ｅ剖面上以向南传播为主；热带地区受此ＳＳＴ异常的影响以西太平洋、印度洋大气加热场的３０－６０ｄ振荡为主要标志。     

热带西太平洋上层热含量年际变化的区域性特征

采用1980—2001年的XBT月平均海洋上层温度资料对与El Nino和Southem Oscination(ENSO)相关的热带西太平洋温跃层以上(上层)热含量年际变化的区域特征进行了研究。从热带西太平洋温跃层和上层热含量南北不对称的气候态出发，将其分为“北部”、“赤道”和“南部”三个子区域。发现热带西太平洋上层热含量的调整要领先于Nino3区，并且其释放的热量与El Nino事件的强度成正比，而El Nino事件爆发前热带西太平洋上层热量积累的多少对El Nino事件强度没有明显的影响；热带西太平洋赤道外区域也是ENSO热泵的一部分，其中北部子区域的上层热含量年际调整要超前于赤道和南部子区域，在热泵中起征兆的作用。通过热带西太平洋上层热含量距平场与：Nino3指数的超前滞后相关关系分析发现，热带西太平洋上层热含量年际调整表现出明显的南北不对称，北部子区域内信号时间超前且涉及的空间范围广，南部时间上落后且空间上局限在一个窄带状区域内。热带西太平洋上层热含量年际调整的路径是：热含量年际调整信号率先在太平洋北部子区域出现，然后发展到太平洋赤道和南部子区域，再沿赤道向东发展到东太平洋。     

2003年冬季帕里西维拉海盆区上层水体中尺度涡的温盐特征

利用2003年冬季"科学一号"考察船在帕里西维拉海盆获得的CTD调查资料,结合同一时间西北太平洋海区的卫星高度计观测结果,分析讨论了该海区上层水体的温盐特征及其受中尺度涡活动的影响等。结果表明:在调查期间,研究区海域曾同时出现冷、暖涡活动过程,其影响深度均大于200m;冷涡活动区位于研究区内136°—138°E之间的海域,沿北东方向延伸;冷涡水体的盐度在100m以浅高于周围水体,在150m以深则低于周围水体;暖涡活动区出现在138.5°—139°E之间,暖涡活动特征在50m以浅水体中表现并不明显,其水体盐度在100m以深起初表现为低盐中心,在150m以深逐渐转化为高盐中心;研究区200m以浅水体可以大致分为三层,80m以浅为高温低盐的表层水,80—140m之间为受中尺度涡影响的温盐性质复杂的混合层水,140—200m之间为低温高盐的次表层水。     

吐噶喇海峡黑潮流速结构和流量的研究

利用1977－1991年日本“KuroshioExploitationandUtilizationResearch”（KER）资料和日本气象厅海洋观测资料计算吐噶喇海峡的黑潮流速和流量。结果表明，海峡处黑潮主轴的平均核心流速为92．0cm／s，平均流量为周．1×106m3/s；揭示了吐噶喇海峡黑潮流速的多核结构和多股流动的突出特征。探讨了海峡中流量分布状况和季节变化。