东海黑潮与琉球群岛以东海流半诊断计算

利用“长风丸”调查船在1987年9～10月期间得到的水文资料,对东海黑潮与琉球群岛以东海流进行了半诊断计算.本计算分为两个阶段,第一阶段是诊断的,第二阶段取诊断计算结果作为初始值,进行半诊断计算,即调整阶段.计算表明,当T=30～40d时,密度场与速度场等已被调整,即得到了半诊断计算的解.比较诊断与半诊断的两个计算结果,在定性上它们是基本一致的,但在定量上存在一些重要差别,例如以下几点:(1)由于诊断计算采用了平滑后的资料,两支西边界流,即黑潮及琉球群岛以东西边界流(简称“琉球海流”)的流速计算值都偏低.而通过调整后的半诊断计算,这两支西边界流的流速都加强;(2)半诊断计算密度场等已被调整到与海底地形等相适应.例如东海黑潮流速的最大值为101cm/s,出现在东海海区南部最大的地形坡度处,而诊断计算,由于资料平滑,没有得到这样的结果;(3)在琉球群岛以东海域,在最近岛屿处600m以浅水层,诊断计算结果出现了南向流,这也是由于资料平滑所致.然而,半诊断计算结果在此处出现了北向流,这与观测结果是一致的.这些计算结果都表明,当采用平滑后的资料时,应用半诊断模式计算海流,更为适宜.     

陆坡附近锋面的稳定性

本文用二维的半地转模式研究了陆坡附近锋面(坡折锋、西边界锋)的稳定性及不稳定机制。指出:锋面的稳定性与锋面结构有关,下层厚度的增加使得a_i(扰动生长率)减小。对坡折锋地形变陡a_i略有所增,这与Flagg和Beardsley的说法相反[1],扰动为斜压不稳定。对上层位涡均匀的西边界锋,其实际地形下的a_i只有平底时的1/7,扰动为正压不稳定,这与背景流场的强水平剪切有关。对于双曲正切结构锋,得到了与实际相一致的相速(～0.5m/s),扰动为斜压不稳定。圆顶结构锋的a_i及相速几乎不随波长而变,扰动为斜压不稳定。     

黄河三角洲岸线变迁对莱州湾流场和对虾早期栖息地的影响

用高分辨率的三维陆架海模式对黄河三角洲岸线变迁前后渤海流场进行了数值模拟,探讨了环流对对虾卵子和幼体的输运作用.结果表明,三角洲岸线变迁只对黄河口附近环流,尤其是莱州湾流场有较大的影响,而对其他区域的环流影响很小.三角洲岸线变迁前,莱州湾主要呈一反气旋环流,水体从莱州湾的东部进入,在湾内呈顺时针方向运动,从湾的西北部流出.目前,受三角洲岸线外伸的影响,在黄河口出现一对显著的岬角旋涡对,东南部的流场与岸线变迁相反,为顺着岸流出湾外.这些环流主要是潮与局部地形相互作用所致.风和斜压作用会影响环流的强弱,但其分布格局相似.三角洲岸线变迁前,对虾的卵子和幼体受环流的输运,被带至莱州湾的西部近岸,与历史上的对虾早期栖息地相吻合.三角洲岸线变迁后,位于西北部的对虾的卵子和幼体被黄河口南部的岬角旋涡捕陷于流涡内,而位于东南部的对虾的卵子和幼体则被捕陷于刁龙嘴附近的流涡中,不利于对虾仔幼在莱州湾生长.研究结果从一个侧面说明了近年来莱州湾对虾早期栖息地逐渐消失的原因.     

南海的黑潮分离流环

黑潮与南海的相互作用是海洋学研究中一个悬而未决的课题。黑潮在离开吕宋岛跨越巴士、巴林塘等海峡（以下依习惯简称吕宋海峡）时作用于南海。虽然以往对黑潮通过日宋海峡侵入南海东北部有过若干研究，但未曾有过黑潮分离涡旋进入南海的观测报道。在1994年9月初，我们在南海东北部人陡坡外首次捕获一反气旋型的黑潮分离流环，本文报道此次观测结果。该流环为中心位于21°N，117.5°，直径约150km，垂直尺度超过1000m的反气旋；其外形沿大陆坡拉长，呈卵圆型。地转计算和ADCP直接测量均表明其近表层流速接近lms-1.流环中水温高于周围海水，密度则偏低，因而该中尺度涡属暖流环类（wormcorering）。T－S特性分析表明流环内海水特性不同于周围，次表层高盐核盐度高出四周，中层低盐核盐度则低于四周，说明该流环应源于黑潮。观测期间在巴士、巴林塘等海峡似有另一流环正在形成过程中。     

黄海冷水团的环流结构

运用定性分析和数值模拟，对黄海冷水团的环流结构进行了探讨，结果表明黄海冷水团的垂向环流结构为双环结构：跃层以上区为中心上升，边缘下降的弱环流;跃层以下区为中心下降，边缘上升的强环流；在冷水团的中心区域，流动很弱，且无穿越温跃层的垂向流动。同时也对以往有关黄海冷水团垂向环流结构的工作进行了讨论。     

东中国海陆架环流的单层模式

对于东中国海的环流概况(参看图1),总的来说东中国海的海流是由来自黑潮及其分支、(台湾暖流、黄海暖流)和中国沿岸流两个系统所组成的.关于东中国海海流的研究,国内外已有不少学者做了工作.     

南黄海西北部夏季潮锋的观测和分析

根据2001-2004年逐年6月多学科综合调查资料和同期NASA的MODIS/Terra卫星遥感SST资料,对南黄海西北部夏季潮锋的不连续分布现象做了分析;并通过三维潮流数值模式计算Simpson-Hunter参数(以下简称S-H参数)分布,对不连续分布的形成机制做了讨论.层化季节南黄海西北部的苏北浅滩-海州湾外侧和山东半岛东部的成山头-石岛外海存在显著潮锋现象,而在两海域之间、青岛以东的山东半岛南部121°~122°E的近岸海域无显著潮锋持续存在;较高分辨率的潮流数值模拟的结果表明潮锋的不连续性分布主要是由潮混合和地形的共同作用而形成.潮锋不连续处海域潮混合较弱,层化现象更为显著.南黄海西北部底层锋形态较为显著,位于通过潮流模式计算的Simpson-Hunter参数1.8~2.4之间,与2.2等值线分布较为一致;表层锋则在海州湾外侧和石岛沿岸海域较为明显.潮锋不连续的分布特征对该海域的生态环境造成一定的影响,叶绿素a、中华哲水蚤、鳀鱼卵子等的数量分布都在潮锋显著的苏北浅滩-海州湾外侧和成山头-石岛外海海域形成较为密集的分布.     

浙江沿岸上升流和沿岸锋面的数值研究

本文构造了一个垂向二维的数值模式,对夏季浙江沿岸上升流和沿岸锋面的结构,它们之间的相互关系,以及各动力因子的相对重要性进行了研究。模式考虑具有陆架底坡f—平面连续层化流体,并采用Richardson数依赖的垂直涡动系数。计算结果表明,浙江沿岸上升流按其成因可分成两个区域,即近岸区和远岸区。在近岸区,风应力对上升流和沿岸锋面的形成有重要的作用。而在远岸区,上升流主要由沿岸向北的台湾暖流诱生。夏季沿岸锋面的生成和沿岸较强的上升流有密切关系。     

2002年春季吕宋海峡海流:观测与改进逆模式计算

基于2002年春季航次在吕宋海峡海域锚碇测流站(20°49'57"N,120°48'12"E)200,500与800m处锚碇测流以及CTD观测,采用改进逆方法对调查海域进行海流计算.(1)主要观测的结果:1)在200m处,观测期间海流平均速度为(47.4cm/s,346°).在500m处,海流观测期间平均速度为(20.3cm/s,350°).这些都表明黑潮在吕宋海峡锚碇测流站200和500m处向西北方向入侵南海.2)在800m处,海流观测期间平均速度为(1.2cm/s,35°),它的方向为东北向.比较每层实测流结果,表明800m层海流状况与200和500m层流况不同.3)在观测期间,200,500和800m处,日平均流速在4月皆比3月时要强.4)在调查海区西部的中间区域存在一个高密、冷水中心(HDCW),其中心位置位于断面A的水文站3附近.5)在调查海区东南区域存在一个低密、暖水(LDWW)中心,其中心位置位于断面B的水文站8附近.(2)主要计算结果:1)通过断面B的偏北方向与偏南方向的流量分别为32.48×106m3/s(包括反气旋涡的流量)与3.34×106m3/s.因此通过断面B的净北向流量为29.14×106m3/s.2)通过断面A的东向与西向的流量分别为16.71×106m3/s与8.57×106m3/s(包括气旋涡的流量).因此,通过断面A的净东向流量为8.14×106m3/s.3)通过断面M北向的净流量为24.68×106m3/s.4)黑潮通过断面M后分为主流和一个支流,其主流,流量为16.54×106m3/s,流向断面C的东部分.主流通过断面C的东部分后,最后流向台湾以东海域.而其一个分支,净流量为8.14×106m3/s,在一个高密、冷水中心(HDCW)的区域以东作气旋式弯曲,然后向西北方向通过断面C的西部.因此,黑潮在断面C有两个流核.5)比较计算得到的在锚碇测流站M附近流方向与在200与500m处观测流方向为西北向,它们甚为一致.6)在断面B西侧位于550m以深水层南海水可能缓慢地从西北流向东南,通过断面B的南向流量大约为3.34×106m3/s.