夏季对马暖流区黑潮水与陆架水的相互作用──兼论对马暖流的起源

根据1994年8月28日至9月7日韩国“Onnuri”号海洋调查船获得的CTD资料及在调查期间投放的11个卫星跟踪漂流浮标资料,分析研究了东海东北部黑潮水的分离及其与陆架水的相互作用,进而探讨了夏季的对马暖流的形成过程。     

1997年夏季西北太平洋环流模拟

采用1997年7月中日副热带环流合作调查资料,即“向阳红14”号、“东方红”两调查船CTD观测资料、日本TK和IK断面资料以及GTSPP同步资料,应用开边界情形的MOM2模式计算了西北太平洋21.875°～35.125°N,120.875°～137.125°E范围的环流,主要结果如下:在此期间,(1)黑潮在台湾以东并不存在东分支流向琉球群岛以东海域;(2)东海黑潮的流量约为30×106m3/s,日本以南黑潮流量最大约为70×106m3/s;(3)在21.875°～25°N之间大约有15×106m3/s的流量向西流去.速度分布与流函数分布均表明这一支向西的海流大约在冲绳岛西南分为3支,主要分支转向东北沿冲绳岛以东海域向东北流去;(4)琉球海流主要来自上述西向海流.     

南海北部及巴士海峡附近的水团分析

为解释黑潮水进入南海的方式 ,通过对 2 0 0 2年 5月 2 9日～ 6月 6日在南海及巴士海峡附近太平洋海域观测所得的资料进行水团分析 ,以四边形水团定量分析方法得到各水团在海区内的分布状况 ,同时分析了温度、盐度、密度和溶解氧的分布 ,并对在相同深度层次上的南海水和黑潮水性质进行了比较。观测海域的水团分为表层水团 (SW ) ,次表层水团 (SSW ) ,中层水团 (IW )和深层水团 (DW ) ,分别处于 0～ 5 0m ,5 0～ 3 0 0m ,40 0～ 10 0 0m ,10 0 0m以深。黑潮水进入南海 ,但是势力较弱 ,未能越过 119.5°E深入南海。     

利用被动示踪物模拟对黑潮入侵南海的数值研究

由于缺少观测数据和对黑潮水准确定义,很难识别出从太平洋入侵到南海的黑潮水团。本文基于一个经过观测验证的三维模式MITgcm,利用被动示踪物标记黑潮水,研究了入侵南海的黑潮水的时空变化。研究表明,在冬季,黑潮水入侵的范围最广,几乎占据了18°N-23°N和114°E-121°E的区域;并有一个分支进入台湾海峡;黑潮入侵的范围随深度增加逐渐减小。在夏季,黑潮水被限制在118°E以东,且没有分支进入台湾海峡;入侵的范围从海面到约205米是增大的,之后随深度增加逐渐减小。通过分析从2003年到2012年黑潮入侵的年际变化,与厄尔尼诺年和正常年相比,冬季黑潮入侵后向台湾海峡的分支在拉尼娜年是最弱的,这可能与中国大陆东南方向的风应力旋度有关。通过吕宋海峡的黑潮入侵通量（KIT）是西向的,其年平均值约为-3.86×10⁶ m³/s,大于吕宋海峡通量（LST,约-3.15×10⁶ m³/s）。250米以上的KIT约占了全深度通量的60-80%。此外,从2003年到2012年KIT与Niño 3.4指数的相关系数到达0.41,小于LST与Niño 3.4指数的相关系数0.78。     

长江口及其邻近海域有害藻华的发生情况、危害效应与演变趋势

长江口及其邻近海域是我国近海有害藻华高发区之一。自2000年以来,由东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和亚历山大藻(Alexandrium spp.)等甲藻形成的大规模有害藻华连年暴发,对海水养殖业、人类健康和生态安全构成了严重威胁。以往调查和研究工作表明,长江口及其邻近海域藻华优势类群近年来已由硅藻逐渐转变为甲藻,同时,有害藻华原因种也表现出明显的年际变异特征和有毒有害藻种增多的态势,亟待解析其演变机理、趋势和驱动因素。长江口及其邻近海域受长江径流影响,富营养化问题突出,是大规模有害藻华形成的重要原因。同时,该海域也受到来自台湾东北部黑潮分支的影响,但对其与有害藻华的关系所知甚少。在中国科学院战略性先导科技专项"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"支持下,针对这一问题开展了较为系统的调查和研究工作,本文对研究中得到的科学认识进行了初步总结。结果表明:东海黑潮分支能够到达长江口及其邻近海域赤潮区,影响该海域赤潮生物多样性状况;黑潮分支对长江口及其邻近海域甲藻赤潮发生过程具有重要调控作用;长江冲淡水和黑潮分支的共同作用决定了长江口及其邻近海域有害藻华的发生过程和演变趋势。在现有结果基础上进一步分析和讨论了未来长江口及其邻近海域有害藻华的研究方向,以期为进一步解析有害藻华演变趋势、提升有害藻华的监测和预警能力提供依据。     

台湾岛以东海域束毛藻种群的组成与分布

分别对1996年5月和1997年7月台湾岛以东黑潮及邻近海域51个采样站位的87份网采浮游植物进行了分析,总结了束毛藻种群的物种构成和丰度分布特征,并初步探讨了水动力条件、温盐、营养盐及其他元素对束毛藻生长及分布的影响.结果表明,调查区的束毛藻种群由铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebautii)、汉氏束毛藻(Trichodesmium hildebrandtii)和红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum)组成,前者分布最为普遍,检出率100%,丰度最大.1996年5月束毛藻平均藻丝体密度为44.55伊102 filaments/m3,铁氏束毛藻占91%,在吕宋海峡密集,总体呈现西南高,东北低的分布态势.1997年7月束毛藻平均藻丝体密度为152.72伊102 filaments/m3,铁氏束毛藻占99%,除吕宋海峡外,台湾东北部海域为次高值区,总体呈现西南高,中部和东部低的分布态势.较之邻近海区结果,台湾岛以东黑潮及邻近海域的束毛藻平均藻丝体密度高于太平洋赤道热带海域、南黄海和东海陆架区、东海产卵场,低于台湾海峡西侧20 m 以浅和东海低氧区.在台湾岛以东海域,束毛藻的丰度分布由其特定的地理位置和黑潮流向所决定,高温高盐的黑潮水系利于束毛藻的增殖,束毛藻的丰度分布与 Fe、P 等化学因子的关系有待进一步寻找证据.     

南海表层流场的卫星跟踪浮标观测结果分析

运用卫星跟踪漂移浮标资料分析南海表层海流 ,研究了有关海域的表层海流特征。结果表明 ,秋、冬季入侵南海的黑潮水有一小部分沿台湾南岸折回黑潮主干 ,并有时在台湾西南外海形成反气旋涡旋 ,其余大部分黑潮水西行进入南海内部。吕宋岛西部沿岸流始于 1 3°N以南 ,沿菲律宾西海岸北上抵达吕宋岛西北角 ,与黑潮水混合后西行     

The Current System in the Yellow and East China Seas

During the 1990s, our knowledge and understanding of the current system in the Yellow and East China Seas have grown significantly due primarily to new technologies for measuring surface currents and making high-resolution three-dimensional numerical model calculations. One of the most important new findings in this decade is direct evidence of the northward current west of Kyushu provided by satellite-tracked surface drifters. In the East China Sea shelf region, these recent studies indicate that in winter the Tsushima Warm Current has a single source, the Kuroshio Branch Current in the west of Kyushu, which transports a mixture of Kuroshio Water and Changjiang River Diluted Water northward. In summer the surface Tsushima Warm Current has multiple sources, i.e., the Taiwan Warm Current, the Kuroshio Branch Current to the north of Taiwan, and the Kuroshio Branch Current west of Kyushu. The summer surface circulation pattern in the East China Sea shelf region changes year-to-year corresponding to interannual variations in Changjiang River discharge. Questions concerning the Yellow Sea Warm Current, the Chinese Coastal Current in the Yellow Sea, the current field southwest of Kyushu, and the deep circulation in the Okinawa Trough remain to be addressed in the next decade. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Influence of Mesoscale Eddies on Variations of the Kuroshio Path South of Japan

The influences of mesoscale eddies on variations of the Kuroshio path south of Japan have been investigated using time series of the Kuroshio axis location and altimeter-derived sea surface height maps for a period of seven years from 1993 to 1999, when the Kuroshio followed its non-large meander path. It was found that both the cyclonic and anticyclonic eddies may interact with the Kuroshio and trigger short-term meanders of the Kuroshio path, although not all eddies that approached or collided with the Kuroshio formed meanders. An anticyclonic eddy that revolves clockwise in a region south of Shikoku and Cape Shionomisaki with a period of about 5–6 months was found to propagate westward along about 30°N and collide with the Kuroshio in the east of Kyushu or south of Shikoku. This collision sometimes triggers meanders which propagate over the whole region south of Japan. The eddy was advected downstream, generating a meander on the downstream side to the east of Cape Shionomisaki. After the eddy passed Cape Shionomisaki, it detached from the Kuroshio and started to move westward again. Sometimes the eddy merges with other anticyclonic eddies traveling from the east. Coalescence of cyclonic eddies, which are also generated in the Kuroshio Extension region and propagate westward in the Kuroshio recirculation region south of Japan, into the Kuroshio in the east of Kyushu, also triggers meanders which mainly propagate only in a region west of Cape Shionomisaki. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

北太平洋副热带环流变异及其对我国近海动力环境的影响

我国东部陆架海和南海是国防安全的重要门户;位处第二岛链以西的副热带北太平洋既是各国争夺的重要海区,又是我国从近海走向大洋的重要通道.围绕"北太平洋副热带环流变异如何通过黑潮与我国近海动力环境之间相互作用"这一国际前沿科学问题,国家重点基础研究发展计划项目"北太平洋副热带环流变异及其对我国近海动力环境的影响"于2007年9月正式立项.该项目不仅有助于拓展和丰富海洋动力学理论,揭示我国近海及邻近大洋动力环境变异机制,提高预测能力,而且也将为维护我国国防安全和海洋权益,为可持续开发利用海洋资源提供海洋动力环境保障.该项目主要研究内容包括:①北太平洋副热带环流变异和调整机理;②黑潮与我国近海的能量与水体交换过程及机制;③北太平洋副热带环流变异与大气驱动力的耦合效应;④我国近海及邻近大洋动力环境变异的可预测性研究.拟解决的关键科学问题为:北太平洋副热带内区环流变异的机理及其对黑潮的影响;黑潮源头变异机理及其对吕宋海峡水交换的影响和黑潮变异机理及其对东部陆架海域动力环境的影响.