普里兹湾区水团和环流时空变化的若干问题

自50年代后期以来国际上对普里兹湾区海洋过程的调査研究不断加强(Zverev,1959,1963; Izvekov,1959),尤其是进入80年代后,由于在现场考察中采用了CTD系统和浮标测流系统,人们对该区海洋过程的认识有了长足的进步。但由于该海区的热盐结构有非常显著的时空变化(Kornilov,1971; Smith et al.,1984; Middleton and Hamphries,1989;乐肯堂等,1996,1997),因而对该海区水团和环流中的若干重要问题,例如环流子午向分布向题,底层水形成问题,热盐结构时空变化间题等,仍缺乏足够的了解。 在乐肯堂等(1996,1997)的文章中,我们主要根据中国第六次(CNARE-Ⅵ,1989-1990)和第七次(CNARE-Ⅶ,1990-1991)南极考察中的海洋调查资料,分析了普里兹湾区的热盐结构、环流性质和混合过程。在本文中,我们将着重分析中国第八次(CNARE-Ⅷ,1991-1992)和第九次(CNARE-Ⅸ,1992-1993)南极考察中的CTD资料,并结合CNARE-Ⅵ,Ⅶ的资料,对该区的水团和环流的时空变化问题进行初步探讨。 关于CNARE-Ⅵ和 CNARE-Ⅶ的资料概况可见乐肯堂等(1996),不再重述。CNARE-Ⅷ的CTD断面设置与 CNARE-Ⅶ相同[参见乐肯堂等(1996)];但观测工作分为两个阶段:第一阶段从1991年12月31日至1992年1月5日,完成了从78°E至108°E共6个断面的测站;第二阶段,从1992年1月23日至25日,完成了68°E和73°E两个断面的测站。CNARE-Ⅸ的CTD断面如图1所示;观测工作也分两个阶段:第一阶段从1993年1月11日至1月15日,完成了I、Ⅱ、Ⅲ3个断面的测站;第二阶段从1993年1月29日至2月5日,进行了IV、V、Ⅵ3个断面的观测。这两次考察的CTD观测,每次均分为两个航次,而两个航次之间又都相隔二十余天,因而资料的同步性受到一定的影响。     

划分变性水团边界的温盐点聚对照法与东海西部海区变性水团的分析

温盐点聚对照法是根据温盐点聚图而确定变性水团边界的一种分析方法。用这种方法分析东海西部海区中的变性水团,可以得到如下结果:在该海区中除四个原型水团之外,还有两个变性水团。具有区域性特征的变性回归线,仅在寒冷季节存在。可以看出,变性交换区与顺时针环流的存在密切相关。提出了检验该海区各变性水团消长变化的模式。最后,描述了混合带与中心渔场位置之间的关系。     

舟山渔场及其邻近海域水团的气候学分析

根据多年(1958—1990)月平均温、盐度资料，采用模糊聚类分析法划分了舟山渔场及其邻近海域的水团，并对该海域水团的配置、主要特性及其季节变异特征进行了气候学分析。结果表明，舟山渔场及其邻近海域共存在4个水团，即江浙沿岸水、台湾暖流表层水、台湾暖流深层水和黄海混合水；全年水团的配置可归纳为冬季型、夏季型和过渡型3种类型；江浙沿岸水的主要特征为低盐，其分布范围和盐度的季节变化与长江入海径流密切相关，而温度的季节变化则主要受太阳辐射的影响；台湾暖流表层水具有高温、次高盐特征，其北伸程度和温、盐特性均具有明显的季节变化，即冬季北伸强、温度低、盐度高，夏季北伸弱、温度高、盐度低；台湾暖流深层水以低温、高盐为主要特征，仅存在于4—9月，其温、盐性质较稳定；黄海混合水的主体不在研究海域。     

庆良间水道的水交换对东海黑潮水团特性的影响

庆良间水道水交换对其上下游东海黑潮的流量和水团特性的变异都起到了非常重要的作用,本文通过将历史观测的WOD资料插值为1/8°×1/8°的网格化数据,估算了庆良间水道的地转流通量特征,然后结合Argo浮标数据讨论了庆良间水道的水交换对东海黑潮水团特性的影响,研究结果表明:(1)西太平洋通过庆良间水道流入东海冲绳海槽主要发生在水道的次表层,并且次表层的入侵可能跟庆良间水道东部的琉球流有关;(2)庆良间水道上下游黑潮的水团特性由于受到来自庆良间水道的动力混合作用导致其存在差异。黑潮次表层高盐水到达冲绳附近之后盐度略微增加,深度略微变浅,然而黑潮中层低盐水的盐度显著减小,深度明显加深;(3)庆良间水道上下游东海黑潮的次表层高盐水和中层低盐水其盐度的季节变化规律不一致。次表层高盐水盐度的季节变化可能同时受到庆良间水道的流量和表层淡水通量的影响,在冬季最强,夏季最弱,然而中层低盐水盐度的季节变化主要受庆良间水道流量的影响,在秋季最强,夏季最弱。     

变性水团软划分的一种FUZZY模式

在已知研究海区水团核心的前提下,考虑到各种指标对标识水团的不同贡献,提出了一种水团软划分的FUZZY模式。利用1987年5—6月黄东海的温、盐和溶解氧实测资料进行计算,与已有成果作了对比,结果令人满意。     

1999年白令海夏季水文特征分析

利用1999年7～9月中国首次北极科学考察队北极科学考察,在白令海获得的42个站次的CTD资料,分析了白令海中北部的温度、盐度垂直分布特征,讨论了白令海的夏季表层水和冬季残留水的分布和结构,以及陆架坡折处温盐锋及白令海的水因特征.与多年平均资料相比,1999年7月夏季白令海冷中间层的温度,比多年平均温度低1℃以上,盐度低0.2左右.     

西北冰洋楚科奇海台08P23孔氧同位素3期以来的古海洋与古气候记录

通过中国第三次北极科学考察在北冰洋楚科奇海台采集的08P23孔样品的多项指标分析以及与其他孔的沉积记录综合对比,将08P23孔沉积物初步分为氧同位素3期(MIS 3)-MIS 1的沉积序列。MIS 3以来,楚科奇海台08P23孔可以识别出5个显著的冰筏碎屑(Ice-Rafted Detritus,IRD)事件,分别出现在MIS 2和MIS 3。其中,MIS 3的IRD事件中碎屑碳酸盐岩主要来自于加拿大北极群岛分布广泛的古生代碳酸盐岩露头,MIS 2的IRD事件中碎屑石英可能来源于欧亚大陆边缘。该孔大部分层位浮游有孔虫左旋厚壁新方球虫Neogloboquadrina pachyderma(sinistral)(Nps)的δ18O和δ13C都轻于表层沉积物中的平均值。MIS 3中两个褐色层中偏轻的Nps-δ18O和Nps-δ13C值是由冰融水造成;MIS 1和MIS 3灰色层中偏轻的Nps的δ18O和δ13C值指示海冰形成速率的提高,导致轻同位素卤水的生产和下沉。MIS 2的Nps的δ18O和δ13C值变化趋势相反,是因为温度急剧降低导致Nps-δ18O变重,海水冻结成冰,海气交换明显降低使得Nps-δ13C偏轻。MIS 1和MIS 3的Nps的δ18O和δ13C受到融冰水或轻同位素卤水影响导致同时偏轻。     

夏季东海陆架不同水团对悬浮体物质组成及粒度分布的影响

基于2012年7月东海陆架水文及悬浮体粒度等实测数据,分析不同水团内悬浮体物质组成和粒度分布特征,并探究其影响因素,为查明东海陆架海区陆源沉积物输运扩散机制、揭示海底沉积物来源和成因机制等提供理论依据。结果显示:夏季东海陆架悬浮体由两部分构成,即≤128μm的无机颗粒和?128μm以浮游生物为主的颗粒,其平均体积浓度分别为3.5μL/L和8.4μL/L。悬浮体空间分布受到该海域水团类型的制约。长江冲淡水、台湾暖流表层水、台湾暖流深层水、台湾海峡暖水以及东海冷涡的悬浮体粒径均呈双峰分布,峰值位于27.7—74.7μm和391μm;苏北沿岸流影响海域悬浮体粒径呈单峰分布,小颗粒端含量极低。悬浮体粒度组成及其空间分布差异与水团挟带的无机颗粒、营养盐输送以及水体界面阻隔密切相关。其中,长江冲淡水挟带大量无机颗粒和营养盐进入东海,致使其无机颗粒和浮游生物含量均为研究区最高;苏北沿岸流经长距离扩散后挟带的无机颗粒大多已经沉降,因此无机颗粒含量在研究区最低,而其挟带的丰富营养盐,致使浮游生物含量为次高值;台湾暖流表层水、台湾暖流深层水、东海冷涡以及台湾海峡暖水中悬浮体均以无机颗粒为主,其中前三个水团的水体界面处浮游生物含量较高;不同水团垂向交界处常形成温、盐跃层,跃层能够抑制底层营养盐向表层的扩散,导致跃层位置成为浮游生物高含量区。     

大洋中溶解态镉与磷酸盐的相关关系及关键控制过程

大洋中溶解态镉(Cd)与磷酸盐(PO₄)存在相关关系,常被用来反演古海洋生产力的变化。基于国际海洋研究计划“痕量元素及同位素的海洋生物地球化学研究”(GEOTRACES)2023年公布的数据集产品IDP2021v2以及近40年发表的相关文献,综述了大洋Cd-PO₄线性相关关系的提出、不同海盆Cd-PO₄关系汇总以及影响其相关性因素的最新研究进展。大洋Cd-PO₄线性相关关系受多种因素影响,总体呈现双线性相关的特征。不同水深影响其相关关系的关键海洋生物地球化学过程不同：上层水(<200 m)主要为浮游植物的吸收,中层水(500～1 000 m)为颗粒态Cd与磷酸盐的再矿化与水团混合,深层水(>1 500 m)则主要为水团混合。其中,起源于南大洋的南极中层水与南极深层水向北的运移对全球大洋中深层水的Cd-PO₄值的分布具有重要意义。     

吕宋海峡及南海北部海域的水团分析

根据1992年3月和1994年9月台湾海峡两岸科学家对南海北部两次协同调查的CTD资料以及由此计算的重力势资料,对吕宋海峡及南海北部400m以上海水的温盐性质进行分析。结果发现,调查海区基本可划分为两种水团,即黑潮水和南海水。黑潮水主要从吕宋海峡中部和北部进入南海,侵入的黑潮水向西北方向扩展,受到台湾海峡海底地形的阻挡而大部分集中于台湾西南海域,向西的范围基本不超过119°E。虽然两次观测所处的季节不同（分别为春初和夏末）,但黑潮入侵南海的差异并不明显。另外,在二次调查的部分层次上,南海北部陆坡边缘都发现有一团水平尺度约百公里的黑潮性质水。配合重力势的水平分布形式,可以用地转流场的结构解释水团分析的结果。