Analysis of the high and low temperature centers and their relation with circulations in the East China Sea

Three warm currents, the Kuroshio, its shelf intrusion branch in the northeast of Taiwan and the Taiwan Warm Current (hereafter TWC), dominate the circulation pattern in the East China Sea (hereafter ECS). Their origination, routes and variation in winter and summer are studied. Their relationship with four major high and low temperature centers is analyzed. Differing from the previous opinion, we suggest that the four major centers are generated to a great extent by the interaction of the currents in the ECS. In summer, a cold water belt in the northeast of Taiwan is preserved from winter between the Kuroshio and the TWC. The shelf intrusion branch of the Kuroshio separates the water belt, and two low temperature centers generate in the northeast of Taiwan. In the southern ECS, the TWC transports more heat flux northward to form a warm pool. But it is separated in the lower layer by the cold water driven by the intrusion branch of the Kuroshio. So the TWC and the intrusion branch of the Kuroshio play a dominating role to generate the high temperature center. The interaction among the eastward TWC, the northward Tsushima Warm Current (hereafter TSWC) and the southward Su Bei Coastal Flow (hereafter SBCF) generates the low temperature center in the northern ECS. In winter, the strengthening of the shelf intrusion branch of the Kuroshio obscures the two low temperature centers in the northeast of Taiwan. For the weakening of the TWC, the high temperature center in the southern ECS vanishes, and the low temperature center in the northern ECS shifts to south.     

A reduced thermodynamic model on the formation of the Nansha warm water

A reduced vertically integrated upper mixed layer model is set up to numerically study the thermodynamic process of the formation of the “Nansha warm water”(NWW) in the Nansha Islands sea areas in spring. According to the numerical experiments, it is shown that, in spring, the formation of the NWW is mainly due to the sea surface net heat flux and the local weak current strength; the contribution from temperature advection transport and warm water exchange with the outer seas (Sulu Sea or south of Sunda shelf) is very little. In the sea areas where the current is strong, the advection may also play an important role in the temperature field.     

基于个体的东海鲐鱼补充量年际变动模拟研究

东海鲐鱼（Scomber japonicus）是我国近海重要经济鱼种,年际资源量波动较大,物理环境对其资源量的丰歉影响很大。本文运用基于个体的东海鲐鱼生长初期生态模型,模拟1978-2013年东海鲐鱼资源补充量。模拟发现,物理环境的变化确实能导致东海鲐鱼资源补充量的年际差异,并且在90年代后出现了较大的波动,资源补充量最多的2002年（1.8×109尾）与最少的1996年（6.5×108尾）相差1.15×109尾。产卵后的15~30 d,即4月份鱼卵仔鱼所处的海洋物理环境对东海鲐鱼最终的资源补充量起到重要作用,4月底鱼卵仔鱼的存活量基本上决定了东海鲐鱼最终的资源补充量的多寡。4月份的水温是影响鲐鱼资源补充量的物理因素之一,4月份水温高有利于提高鲐鱼的资源补充量,相反,水温偏低不利于鲐鱼的资源补充量。4月份的台湾暖流的流速也是影响鲐鱼资源补充量的另外一个物理因素,4月份台湾暖流的势力强对东海鲐鱼最终资源补充量是有利的,相反,流速小对补充量较不利。4月份台湾暖流的水温、流速决定最终东海鲐鱼资源补充量。     

中全新世以来南黄海中部沉积过程——基于岩心粒度和有机质指标

海陆交互作用下的南黄海沉积环境复杂,其沉积机制一直是古海洋研究的重点和难点。本文以取自南黄海中部泥质区的Z1岩心为载体,对196个样品的粒度和整体有机质指标(TOC、TN、TOC/TN和δ13Corg)进行了详细分析,并对5个层位进行AMS14C年龄测定,分辨率高达11 a/cm。研究结果显示,6.1 ka BP以来南黄海中部沉积过程可分为3个阶段:(1) 6.1～5.2 ka BP,沉积物粒度较粗,以残留砂和陆源粗粒物质为主,有机质含量较低且主要为陆源输入,本阶段多受东亚季风强盛的影响,动荡海洋环境下有机质保存效率低,大量陆源输入冲淡作用显著;(2) 5.2～3.9 ka BP,沉积物粒度变细且波动较大,有机质呈增加趋势且以海源为主,主要受东亚冬季风减弱的影响,海源有机质含量增加,与黄海暖流影响增强有关;(3) 3.9～0 ka BP,沉积物粒度最细且相对稳定,有机质含量继续增加,直至1.9 ka BP趋于稳定,主要受现代环流系统和东亚冬季风影响。结果表明,南黄海粒度和整体有机质指标变化过程复杂,显示中全新世以来南黄海中部泥质区沉积环境演化的复杂性。本研究获得了南黄海高分辨率的沉积环境演化记录,不仅为沉积机制研究提供更多数据支撑,还可为区域古气候和古海洋演化提供关键的指示证据。     

黄海暖流抵近青岛近海分支的确认及形态结构特征

针对冬季南黄海西部海区,基于准同步大面调查资料、近底式潜标持续观测资料和海面风场产品,在对其可靠性、准确性进行把握性分析处理的基础上,经过图像分辨率选择试验,确定能代表该资料基本分辨特征的各类图像的最低识别分辨率,在确保不遗失必要特征信息的前提下进行图件绘制,从而在确认存在自黄海暖流抵近青岛近海暖水舌的基础上,发现了与其相适配的更能代表黄海暖流水分支路径的高盐水舌结构,证明这样的暖水舌可以用来表征黄海暖流抵近青岛近海的分支,从而为利用海表大数据进行该分支高时空分辨率拓展提供了依据.该暖盐水舌均呈现"后部显著、中部分叉、颈部收缩、顶部膨胀"的形态结构,其形成原因是黄海暖流主段前端发生多时相分支、及其抵近青岛近海分支跨越了鲁北沿岸流鲁东南续流西南向路径的结果,为黄海暖流抵近青岛近海暖盐水舌的一种时相特征.敏感性、代表性站位的近底式潜标观测分析也证明存在自黄海暖流朝向青岛近海的流动,且呈概率性事件表现为冷空气过境前期由下到上逐渐减小和过境后期由上到下比较一致的西北向流,具有随天气过程变化的准周期性,是渤海、黄海冬季风条件下囤积在口门区的黄海暖流水,在西北风较显著的偏北风吹刮和鲁北沿岸流鲁东南续流阻塞性作用下,对南黄海西部凸腹型海区的补偿性输运,其中的强西北风引发的补偿流在逆风时就开始发生,强减水与强补偿引起显著的余水位振荡.同时,黄海暖流向青岛近海分支的确认,为青岛地区"降温时间短、回暖速度快"的冬暖特征提供了海洋学依据.本研究也可以拓展至整个渤海、黄海以及大陆边缘有一定封闭性的海盆,作为季风海盆动力学的基本内容.     

冬季青岛-石岛近海中尺度涡旋数值模拟

利用二维全流水动力方程组,在考虑了海面风应力,潮余流和一开边界入流等条件下,首次模拟出了石了石岛附近的中尺度反旋式涡旋海水运动,并对南黄海西部冬季环流的特征作了初步探讨。数值模拟结果和实测吻合良好,数值模拟表明：冬季南黄海西部环流形式主要决定因子是海面风应力、潮余流及从开边界的流入该海域的黄海暖流及黄海沿岸流。黄海暖流在偏北风作用下沿西北方向可直达山东半岛近岸,后分为两支：一支向南汇入黄海沿岸流流     

夏季长江冲淡水扩展的数值模拟

建立一个σ坐标系下三维非线性斜压陆架模式,研究夏季径流量、台湾暖流、黄海冷水团、风场对长江冲淡水扩展的影响。数值试验基本再现了夏季长江冲淡水低盐水舌伸向东北的现象和渤、黄、东海的环流结构。长江径流量只影响近口门附近冲淡木朝东南方向扩展势力和整个冲淡水扩展范围的大小。台湾暖流深受底形的影响,流动路径稳定,且不受自身强度的影响,又主流远离长江口,对长江冲淡水扩展的影响不大。黄海冷水团产生的余流在长江口海区阻碍着冲淡水沿岸向南扩展,在远离长江口海区诱导冲淡水向东南运动。总的黄海冷水团的作用是使长江冲淡水低盐水舌伸向东北。黄海冷水团越强,这种作用就越明显。夏季风场在冲淡水转向东北的过程中作用显着。     

台湾暖流起源的研究

根据台湾东北海域的水文资料分析，作者对台湾暖流起源提出以下看法：台湾暖流起源于黑潮分支和台湾嗳水，黑潮分支为主要源泉．台湾暖流的深层水完全来自黑潮分支的深层水，不具有暖流性质，而其上层水是由黑潮分支的上层水和台湾暖水组成。由于台湾暖水有明显的季节变化，与此相应，台湾暖流也发生相应的变化。