琼州海峡潮流沉积物通量初步研究

琼州海峡是连接南海和北部湾的重要海洋物质输运通道,本文通过对潮流和悬沙含量实测资料以及海底１ｍ处流速和海底沉积物粒度等资料数据的处理,计算和分析首次估算获得了通过琼州上塘港－新海湾断面的年平均净悬沙输沙通量为２．０＊１０＾１０ｋｇ（向西）,年净底质输沙通量为２．９＊１０＾９ｋｇ（向西）。研究发现悬沙输运主要发生在海峡中部深槽,中部输沙向西,近岸两侧向东,而底质输沙则主要发生在南北两岸,中部深槽较弱     

长江入河口区水沙通量变化规律

根据大通站１９５０－１９８５年的水、沙实测资料,运用统计分析方法研究长江入河口区水、沙通量的季节性变化、年际变化以及水、沙通量之间的关系。结果表明,长江入河口区的水沙通量有明显的季节性变化,其中沙通量的变化更为显著;丰水年很少连续出现,枯水年有７５％以连续两年的形式出现;多沙年的出现形式有１年出现一次的,也有２－３年出现的,少沙年基本上以连续２－３年的形式出现;水沙通量间的相关性较差,其中细颗粒泥     

南海与邻近海洋的水通量交换

利用一个局地加密的全球海洋环流模式,给出位于细网格海域的南中国海与其邻近海洋之间水交换的年平均和月变化的定量结果。结果表明,南海与周围海洋交换的水通量受南海季风的影响较大,其中吕宋海峡的交换量最大,其次为南海南部边界的断面,再者依次为台湾海峡,民都洛海峡和巴拉巴克海峡,另外还对南海各个海峡的热通量,盐通量进行了估算。     

台湾海峡夏季与冬季的水体及热盐通量观测

利用在台湾海峡附近的下放式声学多普勒流速剖面仪(Lowered Acoustic Doppler Current Profiler,LADCP)观测资料和温盐观测资料,通过对连续站的两个季节观测进行正压和斜压潮流分析从而去除潮流得到准定常流,并在此基础上计算了南海和东海之间通过台湾海峡输运的水体及热盐通量。结果表明:台湾海峡大部分海域是半日潮海区(正规半日潮及不正规半日潮海区),半日潮主要分量为太阴半日分潮M2;台湾海峡的水体输运及热盐通量呈现明显的季节变化:夏季台湾海峡内表现为一支东北流向的海流,即台湾海峡暖流,存在3.3 Sv(1Sv=106 m3/s)的东北向水体输运,冬季东北季风较强,西南方向的海流加强,混合层可达到底部,存在1.8 Sv的东北向水体输运。与此对应的热盐通量分别为:夏季热通量为0.34×1015 W,盐通量为118.6×109 g/s;冬季热通量为0.14×1015 W,盐通量为72.9×109 g/s。该结果对台湾海峡通量的研究给出了一个直接观测的准确值,并为相关的数值研究提供了参考。     

南海海—气热交换的热通量分布

利用１９５１－１９９０年南海船舶报资料，用直接计算法，采用１°×１°网格，计算了南海海域的月平均感热通量和海面（蒸发）潜热通量。结果是：感热通量和海面（蒸发）潜热通量的分布在冬季和夏季有很大的差别，季风对南海海－气热交换有明显的影响。     

南海通量研究回顾与展望

早在1984年,我们便开始了南海碳化学的研究,经过6a努力,取得一些成果,现分述如下: Ⅰ.大气CO_2观测 1986～1987年,在广州市进行了9个取样点的大气CO_2观测,每月取样一次,共进行la。图1是广州市大气平均CO_2的逐月变化曲线。     

南海的碳通量研究

根据水通量的箱式模型,南海由跃层深度和海槛深度分成3个箱子.当海水上升至箱子Ⅰ时,由于生物的同化作用,海水中溶解的无机碳转化成颗粒态有机碳.这部分颗粒碳有一部分在箱子Ⅰ中即分解转化为溶解态的无机碳,而其余部分沉降至箱子Ⅱ,同样在箱子Ⅱ中一部分分解,一部分继续沉降至箱子Ⅲ,在箱子Ⅲ中也进行同样过程,最后的一部分颗粒碳未被溶解而进入沉积物中.由南海的初级生产力、沉积速率、沉积物含碳量及深海盆水溶解氧的平均消耗率计算了南海碳的固-液通量;根据碳在各箱子的质量平衡方程,求得了各箱子碳的通量值,从而建立起南海碳的通量模型.进入南海的碳通量,占总输入碳99%的碳主要经由中层水和底层水进入南海,然后随海水的上升而进入南海上层,在南海上层与河水和雨水带来的,占总输入的1%的碳相汇合.进入南海碳的总量为601×104mol/s,而通过沉积离开南海的碳量为3.8×104mol/s,即有0.6%的碳损失到沉积物中.南海对大气而言,净通量是吸收约为4.4×104mol/s,而南海对全球海洋的净通量是输出约1×104mol/s,碳在南海箱子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的更新时间分别为1.5a、44a和79.3a.     

南海溶解氧通量的初步研究

根据南海1984－1994年的观测资料,采用箱式模型,计算溶解氧在南海三箱子的各通量值,并建立起南海溶解氧的通量模型。结果表明,南海溶解氧的总输入通量为280．4×104mol／s,其中通过外洋输入的氧量占总输入氧量的49．2％;生物光合作用释放的氧量占总输入氧量的30．3％;降雨输入的氧量占总输入氧量的3．0％;河流输入的氧量占总输入氧量的0．4％;通过海气界面向海洋输入的氧量占南海总输入氧量的17．0％。     

东海表层水二氧化碳及其海气通量

1994年春、秋季在东海进行了两个航次的调查，采用气相色谱法和CO2采样系统测定了表层水和大气CO2分压。结呆表明，东海大部分海区CO2处于不饱和状态，可视为大气CO2的汇点。东海陆采区表层水CO2分压呈明显的季节变化趋势，即春季近岸低，大洋高；秋季西北部高，大洋低。黑潮区表层水CO2分压较低，无明显的季节性变化。利用通量模式，估算了大气输入东海海域的CO2通量为45.1g／(m2·a）。     

太平洋海域海气热通量地理分布和时间变化的研究

应用美国宇航局Goddard地球观测系统四维资料同化系统计算和分析了太平洋海域感热通量和潜热通量随时间的变化规律和地理分布特征.研究结果表明,太平洋西北部海域热通量有明显的季节性变化,其余海域这种现象不明显.在太平洋海域总是存在潜热通量最高值区域,而感热通量除冬季20°N以北海域数值稍高外,其余海域数值都很小,没有出现最高值区域.纬度不同热通量随经度的变化规律不同,经度不同,热通量随纬度的分布规律也不同,同时各断面热通量随纬度的分布趋势随季节而改变.     

台风期间海洋飞沫对海气湍通量的影响研究

本文以2006年9月日本以南海域的台风YAGI为例,应用黑潮延伸体附近的KEO浮标观测资料,并结合卫星遥感等融合资料,分析海洋飞沫在台风不同发展阶段对海气界面间热量通量和动量通量的影响。首先,定量地分析台风期间海洋飞沫对海气热通量的影响。结果表明,在台风YAGI过境期间,海洋飞沫能够显著地加剧海气界面间的热量交换,尤其是潜热交换。海洋飞沫增加的热通量随着风速的增强而增大,随着波龄的增大而减小。随后,通过动量分析表明,在台风YAGI过境期间,海洋飞沫显著地增强了由大气向海洋的动量转移。当风速达到台风量级后,考虑海洋飞沫所增加的动量通量与界面动量通量大小相当,同时,在此风速条件下,海洋飞沫在海气界面形成极限饱和悬浮层,抑制风到海表面的动量转移,导致海气界面间总的动量通量的增长率随之减小。     

台湾海峡夏季海水及某些营养盐水平通量

根据国家海洋局第三海洋研究所１９８４－１９８５年“台湾海峡西部海域综合调查”历史资料和１９９４－１９９５年“台湾海峡碳及生源要素通量研究”课题的现场调查资料,计算出台湾海峡南、北两个断面夏季海水、铵、硝酸盐、亚硝酸盐和磷酸盐的水平迁移通量。     

现代海底热液活动的热和物质通量估算

对现代海底热液活动所导致的热和物质的通量研究是非常重要的,因为这不仅涉及到海洋环境研究的基础,而且涉及到海水性质的历史演化.当前对热通量估算的主要依据是来自对热液烟囱、低温扩散流及洋中脊的观测数据, 然而在对烟囱体热通量的估算中很少考虑同时存在的传导项,半空间冷却模型的热通量密度函数与实际数据误差较大.因此,应用了三种方法重新估算了热液活动的热通量:(1)通过烟囱体及扩散流估算的热液热通量为97.359 GW;(2)通过热液羽状体估算的热通量为84.895 GW;(3)利用所提出的指数衰减法,通过洋壳传导通量估算的热通量为4.11 TW.对物质通量估算的研究较少,其原因是现场观测数据太少.以大西洋中脊TAG区热液流体为代表首次估算了不同元素的物质通量.用不同方法所得估算值的差异反映了人类对热液活动的认知程度,系统地现场观测将有助于准确估算热液活动对海洋的贡献.     

南海海－气热交换的热通量分布

利用１９５１—１９９０年南海船舶报资料，用直接计算法，采用１°×１°网格，计算了南海海域的月平均感热通量和海面（蒸发）潜热通量。结果是：感热通量和海面（蒸发）潜热通量的分布在冬季和夏季有很大的差别，季风对南海海－气热交换有明显的影响。     

黄河入海水沙通量变化规律

根据利津站1950-2003年的水、沙实测资料,采用水文学和数理统计学相结合方法,对黄河入海水沙通量进行分析,分别得出了水、沙通量的年代变化、年际变化、季节变化规律以及水、沙通量之间关系.结果表明：黄河入海水、沙通量递减趋势明显,尤其在近20a来这种趋势更加显著;年际、年内沙量变化幅度都大于水量;黄河入海水沙主要集中在汛期,汛期与非汛期的水沙量差异将会持续减小;年输沙量和年径流量、多年平均月输沙量和径流量分别以乘幂、多项式回归,各月多年输沙量和径流量以多项式、指数回归,相关性都很高.