基于潜标观测的黑潮-亲潮混合区近惯性能量季节变化特征研究

近惯性内波广泛存在于全球海洋,是维持深层海洋跨等密度面湍流混合及海洋层结的重要能量来源。基于黑潮-亲潮混合区的多年深海潜标数据,分析了:(1)该海域近惯性内波及其能量的季节变化特征与影响因素,(2)上层和深层近惯性运动的频率、波数谱及垂向分布等特征。结果表明,该海域存在丰富的近惯性动能,无论海洋上层还是深层均呈现显著的冬季强、夏季弱的季节变化特征,冬季(12~2月)上层的近惯性能量可占全年能量的41%,深层近惯性信号同样显著,同潮汐信号相当。平板模型分析表明,该区域近惯性动能的季节循环特征主要受风场的季节变化所主导,同时受到黑潮延伸体流轴的摆动调制。

基于ADCP回声的黑潮-亲潮混合区浮游动物昼夜垂直迁移研究

利用深海潜标所搭载的声学多普勒流速剖面仪(acoustic doppler current profiler,ADCP)得到的后向散射强度Sv,研究了黑潮-亲潮混合区浮游动物的垂向分布、其昼夜垂直迁移(dielvertical migration;DVM)的基本特征、多时间尺度变化及对反气旋式中尺度暖涡的响应。结果表明:该海区的浮游动物主要分布在200 m以浅的上层海洋和300~800 m之间的中层海洋。上层浮游动物受浮游植物影响,生物量春秋多、夏冬少;分布深度夏季最浅、秋冬逐渐加深。中层浮游动物受水温影响,生物量春夏多、秋冬少;分布深度春夏深、秋冬浅。400 m层的浮游动物存在显著的DVM行为,表现为昼沉夜浮,年平均DVM幅度、时长和速度分别约为200 m,2 h和2.8 cm/s,瞬时速度可高达9 cm/s。DVM具有显著的多时间尺度变化特征。季节上,受浮游植物生物量和垂向分布的影响,DVM强度春季最强、秋冬次之、夏季最弱,DVM幅度(速度)夏季最大、春季次之、秋冬小。DVM起止时间由光照控制,与日落日出时刻的季节变化同步。季节内,DVM强度的变化与水温和流速相关。DVM强度随温度的升高(降低)而增强(减弱),并受到水平强流的削弱。通过个例研究,首次提出暖涡总体上抑制DVM,但涡旋不同位置对其影响不同:暖涡边缘的水平强流减弱DVM强度,而暖涡中心的高温减小DVM幅度。研究结果填补了黑潮-亲潮混合区浮游动物DVM研究的空缺,为该海区生态模型的优化和渔业资源的评估与预测奠定了基础。