吕宋海峡水体通量时空变化特征的数值模拟研究

利用区域海洋数值模式(ROMS)建立了南中国海三维海洋环流数值模型。基于2006—2018年逐日平均的数值模拟结果,分析了吕宋海峡断面(120.75°E)的纬向流及通过断面的水体通量的时空变化规律,并采用集合经验模态分解法(EEMD)分别探讨了整层和表、中、底层水体通量的时间变化特征。结果表明:断面处纬向流呈现明显的多核结构,流态分布随季节变化较小,而流速变化受季节影响较大;断面水体通量存在明显的季节、月际变化;其垂向变化在年平均、春季、秋季和冬季时都呈现“三明治”结构,分界点分别在540 m和1720 m左右,受黑潮分支强度的影响,在夏半年(5—9月)呈现“四层”结构,上表层厚度为45~80 m且存在月变化,5月为发展期,6—8月为成熟期,9月为消亡期;表层水体通量的时间变化对整层的变化影响最大,黑潮入侵的强度是导致整层及表层水体通量变化的主要因素。

台湾海峡夏季与冬季的水体及热盐通量观测

利用在台湾海峡附近的下放式声学多普勒流速剖面仪(Lowered Acoustic Doppler Current Profiler,LADCP)观测资料和温盐观测资料,通过对连续站的两个季节观测进行正压和斜压潮流分析从而去除潮流得到准定常流,并在此基础上计算了南海和东海之间通过台湾海峡输运的水体及热盐通量。结果表明:台湾海峡大部分海域是半日潮海区(正规半日潮及不正规半日潮海区),半日潮主要分量为太阴半日分潮M2;台湾海峡的水体输运及热盐通量呈现明显的季节变化:夏季台湾海峡内表现为一支东北流向的海流,即台湾海峡暖流,存在3.3 Sv(1Sv=106 m3/s)的东北向水体输运,冬季东北季风较强,西南方向的海流加强,混合层可达到底部,存在1.8 Sv的东北向水体输运。与此对应的热盐通量分别为:夏季热通量为0.34×1015 W,盐通量为118.6×109 g/s;冬季热通量为0.14×1015 W,盐通量为72.9×109 g/s。该结果对台湾海峡通量的研究给出了一个直接观测的准确值,并为相关的数值研究提供了参考。

台湾海峡水体和热盐通量季节变化研究

利用HYCOM模式在台湾海峡附近一个断面处1 a的温盐流输出结果,计算了南海和东海之间通过台湾海峡输运的水体及热盐通量。结果表明:夏季的水体通量和热盐通量最大,秋季的水体通量和盐通量最小,而春季的热通量最小,3个通量均呈现出明显的季节变化。水体通量和热盐通量的季平均值分别为1.14 Sv,1.1×1014W,3.97×1010 g/s。

潮间带滩涂沉积物与水体热通量模拟

为了揭示滩涂对近岸水温影响,开展潮间带滩涂沉积物与海水之间热量交换研究。以韩国西南海岸的滩涂为例,建立滩涂沉积物温度模型,模拟不同潮汐状态下沉积物垂向剖面温度以及沉积物与水体间的热通量,并分析了季节、滩涂位置、潮位-太阳辐射相位对热通量的影响。研究表明:模拟出的沉积物温度与实测值吻合较好。沉积物与水体存在大量热量交换,且集中在淹没后的前3 h,最大热通量可达398. 7 W/m2。冬季月份海水向滩涂净传热。夏季月份滩涂向水体净传热,且当滩涂淹没时刻发生在当地正午或正午过后3 h内,滩涂传递给水体的热量相对较大,达2. 0 MJ/(m2·d);累积热通量随滩涂干滩率的减小而减小。研究成果为进一步深入研究滩涂影响下近岸水温变化提供了技术支撑。

龙滩水库表层水体CO2分压和水化学特征

为了探究喀斯特地区岩溶水库水体化学特征和CO2源/汇机制,于2016年7月16日和2017年1月7日,在龙滩水库采集了水样,测定水样的理化指标,计算水体CO2分压和CO2扩散通量。研究结果表明,在2016年7月16日(丰水期),表层(0~20 cm深度)水体CO2分压为64.50~294.22 Pa,平均值为171.48 Pa;在2017年1月7日(枯水期),表层水体CO2分压为339.72~575.05 Pa,平均值为466.77 Pa。在7月16日,水体CO2分压分别与电导率和总溶解固体物含量显著正相关,在1月7日,其与碱度显著正相关;在两个采样日,水体CO2分压都分别与pH、氧化还原电位显著负相关。丰、枯水期的水体CO2分压都处于过饱和状态,水体CO2向大气中迁移,即此时水体为大气CO2的源。在7月16日,水库中水体CO2扩散通量为2.73~28.95 mmol/(m^2·d),平均通量为14.94mmol/(m^2·d);在1月7日,其为34.16~61.61 mmol/(m^2·d),平均通量为49.07 mmol/(m^2·d)。

南海深海环流研究进展

深海科学是全球气候变化研究的重要组成部分,孕育着科学上的重大突破和发现,是海洋科学研究的重要领域.近些年来,随着我国对深海科学研究的逐步深入,南海深海环流研究越来越引起海洋科学家的关注,并已取得若干研究成果.本文将从南海深海环流观测出发,首先总结近年来南海深海环流观测方面研究工作,然后介绍南海深海环流未来研究初步设想.

A New Approach for the Health Assessment of River Systems Based on Interconnected Water System Networks

Interconnected river system networks is a national water conservancy strategy in China and focus of research. Here we discuss the classification system, material and energy exchange between rivers and lakes, various dynamic flows and ecological functions of river-lake interconnected relationships. We then propose a novel method for the health assessment of river systems based on interconnected water system networks. In a healthy river system there is ＂material and energy exchange＂ and it is the first and foremost relationship of material and energy exchange between rivers and lakes. There are unobstructed various ＂flows＂ between rivers and lakes including material flows （water, dissolved substances, sediments, organisms and contaminants）, energy flows （water levels, flow and flow velocity）, information flows （information generated with water flows, organisms and human activities） and value flows （shipping, power generation, drinking and irrigation）. Under the influences of na- ture and human activity, various flows are connected by river-lake interconnection to carry material and energy exchange between rivers and lakes to achieve river-lake interactions. The material and energy exchange between rivers and lakes become one of the approaches and the direct driving forces of changes in river-lake interconnected relationships. The benignant changes in river-lake interconnected relationship tend to be in relatively steady state and in ideal dynamic balance.