台湾海峡水沙数值模拟与地貌冲淤分析

台湾海峡是我国最大的海峡,也是东海和南海进行物质和能量交换的主要通道。海峡内地形变化剧烈,海洋动力环境复杂,加上两侧众多山溪性河流携带大量泥沙流入海洋,是研究动力沉积作用的理想场所。目前,由于缺乏海峡整体的高分辨率地形以及相关实测水文数据,以整个台湾海峡为研究区域的动力沉积模拟尚不多见。本文基于高分辨率地形和相关水文数据,建立了台湾海峡水动力数值模型,耦合泥沙输运模块,模拟台湾海峡的动力沉积过程,并用现场观测资料对模型进行了验证。动力模拟结果表明,台湾海峡的潮流流场由南、北两个潮波控制,具有明显的时间和空间特征,潮流流速夏季大于冬季,海峡中部小于南北两侧,北侧小于南侧。基于冲淤模拟结果,将台湾海峡划分为淤积区、侵蚀区、冲淤平衡区三大类共计7个沉积分区,淤积区沉积速率最大可达5 cm/a,主要集中在台湾浅滩北部,侵蚀区冲刷速率为2~5 cm/a。结合模拟结果,本文建立了台湾海峡沉积输运模式与“源-汇”格局模式,阐述了台湾海峡冲淤变化的动力学机制和“源-汇”过程。

基于CCMP的台湾海峡海面风场时空特征变化分析

利用1993-2022年最新版交叉标定多平台风场资料(CCMP V3.1),针对台湾海峡海面风场的年、季、月、日变化特征进行了分析。结果表明:台湾海峡及台湾岛周边海域风场具有明显的空间分布特征,地形效应导致不同海域出现风速极大值区和极小值区。其中台湾海峡中部受“狭管效应”的影响,在冬季风速最大,风向基本与海峡走向平行;夏季风速低于海峡外部的风速,无“狭管效应”。此外,海面风场还具有明显的季、月变化特征,冬季盛行东北风,风速为全年最高;夏季盛行西南风,风速最低;春、秋两季风场特征相似,皆盛行东北风;冬季风比夏季风盛行期长,约占全年的四分之三。对风场的年际变化分析时,结果表明夏季风向易发生较大角度的偏转;年平均风速保持基本平缓的线性趋势,在一些年份的异常偏高或偏低与海气相互作用现象厄尔尼诺-南方涛动的发生相关。研究日变化特征时则发现,在夜间20时风速和风向波动最大;风速一天内存在周期性变化;风向日变化夏季偏转最明显。

台湾海峡古环境变迁与南岛语族起源新探

目前,学界普遍认同南岛语族起源于我国台湾地区和东南沿海地区,但关于南岛先民最初如何抵达台湾地区,进而向其他地区扩散,尚存在诸多疑惑。本文同时考虑末次冰消期后的水动型和地动型海平面变化,提出了一种南岛语族起源的可能性:在全新世早期(大约11.7~7.4 kaBP期间),南岛先民在今天的海峡近岸及台湾浅滩区域创造了“原南岛文化”。随着冰消期海平面回升,其栖居地逐渐被淹没,南岛先民被迫后撤到台湾海峡两岸的滨海高地。如今在海峡两岸发现的大坌坑、壳丘头、富国墩等史前文化遗存,都具有海岛环境特征,是“原南岛文化”向不同方向后撤而形成的不同分支。海峡两岸7.4 kaBP的新石器遗址“稀少”是“幸存者偏差”的表现,应该还有不少全新世早期“原南岛文化”遗存淹没在台湾海峡两侧的水下和台湾浅滩一带,有待水下考古的发现。

交通运输部组织开展2024年台湾海峡海上巡航执法行动

8月17日至18日,交通运输部所属福建海事局、东海救助局共同实施2024年台湾海峡海上巡航执法行动,增强对台湾海峡海上交通管控和应急救援能力,切实保障在台湾海峡航行、生产作业的船舶、设施和人员生命财产安全。

交通运输部组织开展台湾海峡海上巡航执法行动

8月17日至18日,交通运输部所属福建海事局、东海救助局共同实施2024年台湾海峡海上巡航执法行动,增强对台湾海峡海上交通管控和应急救援能力,切实保障在台湾海峡航行、生产作业的船舶、设施和人员生命财产安全。

2018年台湾海峡6.2级地震前地震活动及应力状态研究

通过对2018年台湾海峡6.2级地震震中及邻区地震活动、小震震源机制解、地震视应力等资料进行综合分析,研究了6.2级地震前区域地震活动及应力状态特征,结合大陆和台湾岛GPS测量资料的分析,探讨岛陆两地相对运动对区域应力场等的影响.结果表明:(1)地震前5年起上述区域地震活动明显由弱转强,中小地震及震群活动由海域逐步向粤闽赣湘交界广泛扩散,表明地震活动增强可能是较大范围应力场增强所致;(2)震源机制和应力场的分析表明,区域应力场呈现拉张(震前15年)-挤压(震前5年)-拉张(震前半年)的演化特征;地震视应力计算结果同样显示震前5年开始区域应力水平快速大幅上升并持续至临震前半年转为下降;(3)GPS基线长期观测表明台湾岛相对大陆存在年度"分离-相聚"交替运动,6.2级地震前两岸经历了"分离-相聚-分离"2次明显的倒转运动,运动方式倒转时间与应力场及地震活动变化存在准同步性.分析认为台湾海峡及粤闽赣湘交界等区域应力状态及地震活动可能主要受制于两岸相对运动方式,台湾岛震前持续近5年朝大陆挤压造成区域应力持续增强可能是导致6.2级地震以剪切破裂方式发生的直接因素.菲律宾海板块位于台湾岛东部的动力触角作用可能是造成台湾岛相对大陆往返运动最主要的驱动力.

东海陆架与台湾海峡地层中混合事件层的发现与意义

混合事件层是混合重力流或浊流与碎屑流之间过渡流体类型的沉积产物,是21世纪初沉积学领域的重要发现。混合事件层通常发现于深海、深湖平原以及深水扇边缘等深水区域,在浅海相地层中尚未见到相关报道。本文以东海中部陆架和台湾海峡内三角洲沉积中发现的全新世混合事件层为研究对象,对混合事件层的沉积和粒度特征进行分析,结合区域地质背景明确了混合事件层的成因可能为陆架内垮塌和异重流。本研究发现了浅海混合事件层碎屑流段分层的新现象,并将其解释为碎屑流垂向分层或纵向分异。本次三角洲-陆架地层中发现的混合事件层表明混合重力流不仅可以发生在深海区域,同时也是浅海重要的沉积物顺坡搬运方式。

不同风场模式在台湾海峡涌浪模拟中的适用性研究

准确的风场信息是波浪预报的必要前提,利用第三代海浪数值模式WAVEWATCHⅢ,结合台湾海峡3个测站的实测资料展开对比分析,探讨了在GFS、GRAPES和WRF 3种风场作用下对涌浪参数模拟的适用性。结果表明:3种风场模式中,GFS风场的整体风速水平与实测值相符,相关系数达到0.72,在该风场作用下KM、MS、PH站涌浪有效波高及平均周期的模拟效果最佳且表现稳定,其中MS站的相关系数分别达到0.72、0.67。

基于神经网络模型的台湾海峡中部大风数据订正与分析

利用2011—2020年台湾海峡西岸7个自动站与2015—2020年泉州浮标站的大风观测资料,应用神经网络建立泉州浮标站数据订正模型。根据2021年泉州浮标站数据进行误差分析,结果表明,当泉州浮标站实测风力超过13.9 m/s(7级)时,利用沿海自动站观测数据订正后的最大风速、极大风速与泉州浮标站观测数据的绝对误差分别为1.3224 m/s和1.5242 m/s。其中,15 m/s以上风速的绝对误差分别为1.4559 m/s和1.5876 m/s,计算结果与实况数据较为接近,由此重构2011—2021年泉州浮标站风速数据,并可用于分析台湾海峡中部大风的特点。

台湾海峡两次典型冷空气过程的海浪研究

基于浮标实测数据和欧洲中期天气预报中心再分析数值预报产品ERA5,采用时空分析的方法,对影响台湾海峡的两次典型冷空气过程中的风浪差异成因进行分析。结果表明:冬季,中心强度在1 028 hPa以上且在长江口-山东半岛南岸一带入海的冷空气,容易在台湾海峡形成浪高大于6 m的灾害性海浪;台湾海峡北部受涌浪影响较大,海峡内则风浪占主导,涌浪占比较小。

台湾海峡海域细菌产量、生物量及其在微食物环中的作用

分别于 1 997年 8月 1 0— 1 9日 ,1 998年 2月 2 0日— 3月 7日 ,对台湾海峡进行现场调查 ,在 2 0个站位取得水文、化学和生物学综合参数 ,采用改进的3H 胸苷组入DNA法测定细菌产量 ,采用DAPI( 4’ 6 diamidino 2 phenylindole)染色法测定细菌生物量 ,并研究了细菌对葡萄糖的吸收。结果表明 ,1 .夏季台湾海峡南部细菌产量的平均值为 0 .0 9μgC/(L·h) ,冬季海峡北部各站位细菌产量的平均值为 0 .0 4 7μgC/(L·h) ,比夏季北部海区低约 5 0 %。 2 .夏季各站位表层水有相对较高的细菌生物量 ( 9.97— 2 3.1 6μgC/L)。 3.夏季海峡南部细菌生物量受水团的影响显著 ,冬季北部海区上层水体的生物量比夏季南部海区生物量高 ( 1 1 .40— 2 5 .77μgC/L)。 4.细菌产量和生物量的时空分布受多种环境因素和生物过程的影响。 5 .细菌对葡萄糖的最大潜在吸收能力较低 [Vmax=0 .0 0 1 8μgC/(L·h) ],对葡萄糖的周转率 (Tr)为 0 .6% /d。

台湾海峡中、北部海域春、夏季水团分析

本文依据1983,1984,1987,1988几年的有关资料,利用“对应分析法”对台湾海峡中、北部海域春、夏季(5—8月)的水团及有关问题进行了分析。结果表明:(1)5—8月间该海域存在两种水团分布类型,其中5月属冬季型,全海域存在浙闽沿岸水和海峡暖流水两个水团;6—8月属夏季型,全海域均为海峡暖流水盘踞,按温度不同,它又分为上层水和深层水两部分。(2)浙闽沿岸水具低温、低盐、高溶解氧特征,均一性较差,年际变异较大;海峡暖流水以高盐为主要特征,温、盐度和溶解氧分布较均匀,且诸特征相对稳定。(3)海峡东、西两侧均存在上升流现象,西侧的上升流出现于6—8月,中心在海潭岛附近;东侧的上升流7月见于澎湖群岛北方海区。(4)6—8月间,海峡暖流深层水(核心)主要沿海峡偏西一侧北上,而不是紧靠东侧径直向北。

台湾海峡的砂壳纤毛虫研究(纤毛动物门:砂壳亚目)

依据壳体形态对台湾海峡南部 0～ 4 0m水层的 4 0种砂壳纤毛虫进行了观察 ,发现其中有 3新种 ,即倪氏表纹虫EpirhabdonellanieiXu ,HongetSong ,sp .nov .,网状条纹虫RhabdonellareticulataXu ,HongetSong ,sp .nov .和钝条纹虫RhabdonellaobtusaXu ,HongetSong ,sp .nov .及 17个中国新纪录种 ,同时确定新村网纹虫FavellashintsuensisNieetCheng ,194 7为一同物异名。

晚更新世以来台湾海峡西部的海侵及海平面变化

经对台湾海峡西部海域16个柱状岩心进行粒度、孢粉、硅藻、有孔虫、^(14)C和古地磁的系统分析,可将本海域晚第四纪沉积层序自老而新划分为E、D、C、B、A层。证实了早玉木冰期中、晚期的琅岐海侵(D层上部)、玉木亚间冰期的福州海侵(C层)和冰后期的长乐海侵(A层)的存在,并首次发现里斯-玉木间冰期的金门海侵(E层)。提出台湾海峡在早玉木冰期早期大部分裸露成陆。

台湾海峡及其邻近海域AVHRR遥感SST的初步验证

采用现场走航数据与站点观测数据分别对台湾海峡及其邻近海域的高(1.1 km、每天)、低(9 km、月平均)时空分辨率遥感AVHRR MCSST和PFSST产品进行检验.结果表明,MCSST和PFSST产品与两种现场资料在时空变化趋势上都有着很好的一致性,相关系数的平方(R2)在0.68以上.高分辨率MCSST精度为(0.11±0.97)℃,与美国沿岸海域验证精度相当,达到当前国际上利用NLSST算法反演LAC数据所能达到的水平.虽然低分辨率PFSST在探测强烈的温度梯度时存在不足,趋向于削弱实际的温度锋.但总体来看,AVHRR SST遥感数据可适用于分析台湾海峡及其邻近海域温度场的时间变动趋势及空间变化特征.

1998年冬季台湾海峡遥测叶绿素分布特征

结合１９９８年２～３月台湾海峡的ＳｅａＷｉＦＳ水色数据与现场观测Ｃｈｌａ数据，对遥测与实测数据进行了初步的对照分析，同时比较了遥测与实测叶绿素的分布状况，以期利用丰富的水色遥感信息掌握海域叶绿素的时空变动，进而进行海域初级生产力的研究。分析结果表明，ＳｅａＷｉＦＳ水色数据与现场实测数据的相关性良好（ｒ２＝０．８１，ｎ＝７），初步说明， ＳｅａＷｉＦＳ水色数据能够在相当程度上反映海域的实际Ｃｈｌａ含量；另一方面，遥测叶绿素在海峡西侧的含量高于东侧，东侧叶绿素在澎湖以北含量较高，综合历史资料可以推测，闽浙沿岸水对营养盐的输送、贫瘠的黑潮水自海峡南部的入侵是造成这一分布状况的主要原因。黑潮水经由澎湖水道进入海峡的现象在ＳｅａｗｉＦＳ图像上得到佐证。

台湾海峡表层沉积物中黏土矿物特征及物质来源

利用X射线衍射仪,对比分析台湾海峡及周边表层沉积物的黏土矿物特征,讨论长江、福建和台湾河流对海峡黏土矿物的贡献程度。福建河流(闽江)的黏土矿物以高岭石为主(>40%),其次是伊利石(30%)和绿泥石,不含蒙脱石;长江和浙闽泥质区的黏土矿物特征是伊利石含量最高(61%～66%),其次是绿泥石(16%～17%)和高岭石(10%～13%),少量蒙脱石(6%～9%)。台湾河流(浊水溪)黏土矿物组合为伊利石(>70%)和绿泥石,不含高岭石和蒙脱石为特征。台湾海峡高岭石含量由西向东明显减少,说明高岭石主要来自福建的河流。台湾海峡50 m等深线以东区域的黏土矿物具有高的伊利石和绿泥石含量,低的蒙脱石和高岭石含量,且伊利石的化学指数和结晶度值都明显低于长江和福建的河流,反映台湾河流的物质来源。在台湾暖流作用下,台湾河流为台湾海峡中北部提供了大量的伊利石和绿泥石。福建近海的黏土矿物主要是由福建河流提供的,但在平潭岛周边海域的黏土矿物可能有长江物质的混合。

台湾海峡西部海域浮游动物的基本特征

本文研究台湾海峡西部海域浮游动物的种类组成，共记录各类别浮游动物４９１种，划分４个生态类群，以暖水性类群为主体，体现亚热带性质的群落结构特点。同时，研究浮游动物总种数的季节变化及平面分布与环境因子的关系。

3种海面风场资料在台湾海峡的比较和评估

本文对3种海面风场资料(CCMP、NCEP、ERA)在台湾海峡风场的平面分布和时间变化特征进行了相互比较,并应用2011年浮标观测的风速和风向资料分别对3种风场的误差进行了分析及评估。主要结论如下:(1)3种资料风场的平面分布、季节变化和年际变化特征基本一致,差异主要表现在冬季NCEP资料在海峡中部和南部的风速相对CCMP和ERA资料较大;(2)CCMP资料的风速偏差、风速均方根误差和风向均方根误差分别为-0.62m/s、1.67m/s和31°,NCEP分别为0.15m/s、1.64m/s和31°,ERA分别为-1.36m/s、2.4m/s和33°;NCEP资料的风速整体略偏大、CCMP略偏小、ERA偏小明显,CCMP和NCEP资料比ERA资料更接近观测;(3)在西南季风影响期以及风速较小时(风速不大于10m/s)CCMP资料的风速可信度较高、NCEP资料的风速偏大;在东北季风影响期以及风速较大时(大于10m/s)NCEP资料的风速可信度较高、CCMP资料的风速偏小;(4)3种资料的风向误差接近,均在低风速时(风速小于5m/s)误差较大。本文的结论可以为台湾海峡的海洋和大气科学研究选择合适的海面风场资料提供借鉴和参考。

2000年7—8月台湾海峡南部至珠江口附近海域表层温、盐度分析

根据表层温、盐度的观测结果,结合相关断面的CTD调查资料和同期的卫星遥感海表温度图,分析了2000年7月10日到8月2日台湾海峡南部至珠江口附近海域的一些海洋现象,结果表明:(1)在调查期间,东山至惠来沿岸海域存在明显的低温高盐区,海丰和惠来以南近岸海域的海水也具有相对高盐的性质,说明调查期间在闽南、粤东沿岸普遍存在上升流现象;(2)调查期间在台湾海峡南部至珠江口之间陆架一陆坡区附近的多个断面上观测到了较明显的盐度锋面;(3)珠江口外的盐度锋面的位置随时间而不断变化。