莱州湾口弱层结水体中沉积物再悬浮特征及其水平、沉降通量研究

近海悬浮物在海水中的运移受诸多因素影响,其中由于径流输入导致的水体层化是不可忽视的因素之一,研究层结水体中沉积物受潮流、波浪影响的再悬浮特征有重要意义。2005年5月15日在黄河口西侧18海里处的莱州湾口设立了一个周日连续观测站,试图揭示弱层结水体中悬浮物的再悬浮特征及其水平、沉降通量。利用ADCP回声强度反演得到了高分辨率的悬浮物时空分布,在详细分析潮流、波浪以及密度层结变化的基础上,指出以上诸因素是影响沉积物再悬浮的主要机制。潮流和波浪联合作用于底床使沉积物起动进入水体,而层结强度与位置的变化则是起动的沉积物能否有效再悬浮(进入水体中、上层)的调控机制。在波浪和层结的影响下,涨潮时更多沉积物再悬浮进入水体,使得一个半日潮周期内出现指向湾内的悬浮物水平净通量。由于密度层结抑制水体湍流扩散强度,阻碍层结界面处物质交换,导致悬浮物浓度垂向梯度增大,进而增大悬浮物沉降通量。

日本三陆沿岸白胸拟鼠海豚体内铁的蓄积(英文)

根据22头日本三陆沿岸白胸拟鼠海豚的检测结果,研究了必需元素铁在13种组织和器官中的蓄积特征。肺、肝脏和脾脏中铁的浓度显著高于其它脏器,铁在皮肤和鲸脂中的浓度却非常低。研究发现,鲸类肝脏中铁的平均浓度与其最大潜水持续时间有着极其显著的正相关(y=285.17x0.5267;r2=0.92;y:a肝脏中铁的平均浓度,单位为μg·g-1干重;x:最大潜水持续时间,单位为min)。利用该关系式,首次推测白胸拟鼠海豚的最大潜水持续时间为11.85min。

长江口外海域冬、春季水温变化规律研究

收集了1963—1996年长江口外海域水温的观测数据,分析了该海域冬、春季表层、10m层、20m层和30m层不同层次水温的季节和年际变化规律,以及其间水温垂向结构的变化。季节变化上,表层多年平均水温在8月最高,3月最低,底层多年平均水温9月最高,3月最低。年际变化上,冬季在1979年存在一个由冷到暖的跃迁;4月水温的年际变化较冬季复杂,表层、10m层、20m层和30m层水温分别在1979、1973、1973和1975年发生从冷到暖的跃迁。水平分布上,冬季除东南角小范围表层水温降低外,沿岸及北部海区表层水温均升高,春季北部和南部中间海域水温升高,升温幅度由表层至30m层逐渐变小。垂向结构上,冬季表底混合均匀,表层与20m层的年际变化相关系数高达0.97,春季表层与20m层的水温差存在10年左右的变化周期。本文将一些可能影响春季水温年际变化的因素与海温进行了比较并发现,在冷期,春季表层海温与长江口外海域气温相关较暖期好,相关指数为0.79;而暖期的春季表层与20m层的水温差与净热通量相关系数较高,为0.65。

基于WOD数据集的西北太平洋混合层内营养盐浓度初步研究

本文将WOD13(World Ocean Database 2013)中营养盐(硝酸盐和磷酸盐)浓度的观测资料重新构成1°×1°的气候态平均场,结合Argo气候态月平均混合层深度数据,对西北太平洋混合层内营养盐浓度的季节变化进行了初步研究。结果表明,混合层内的营养盐平均浓度在30°N以北海域均沿纬向分布,且浓度随纬度的增加而增大。与夏季相比,在日本海和日本以东寒暖流交汇处的混合层内,冬季营养盐平均浓度明显增加;在黑潮主流及其附近海域,冬季营养盐平均浓度略有增加。根据混合层内营养盐总量的冬夏变化特点,可以总结为以下四种类型:冬季增加型、冬季减少型、冬夏不变型Ⅰ(垂向分布不变)和冬夏不变型Ⅱ(垂向对流补偿)。仅靠生物生化作用和垂向混合是无法完全解释这些变化的,海流的水平输运也会对混合层内的营养盐供给产生一定影响。

2000—2005年莱州湾盐度的变化及其主要影响因素

基于2000年8月,2002年8月,2004年9月,2005年5月,2005年7月及2005年9月莱州湾的大面观测资料以及黄河利津站2000—2005年入海径流量资料,分析了黄河入海径流对莱州湾盐度分布的影响,通过计算莱州湾的平均盐度发现2003年之后莱州湾平均盐度较2003年之前明显降低。在考虑黄河入海径流量、降水、蒸发及与北黄海的水交换等因素的基础上建立了箱式模型,并以此模型模拟了近年来莱州湾平均盐度的变化,同样看到莱州湾平均盐度的显著降低已在2003年发生,其主要原因是黄河入海径流量的增加。分析模型结果得出近年来黄海入海径流量的变化不仅决定着莱州湾平均盐度的年际变化,而且还主导着莱州湾月平均盐度的变化。

胶州湾湾口夏季海流时空分布特征

基于2009年夏季中潮时胶州湾湾口薛家岛-团岛断面的走航ADCP观测数据,分析了胶州湾湾口断面海流时空分布特征及影响因素。结果表明:湾口处海水运动以潮流为主,总体表现为驻波性质,强流发生在涨、落潮中间时刻。受岸线诱导,湾口海流在涨潮(落潮)时呈西北(东南)向,流速在断面上主要表现为南北方向上的变化。平流项引起的"潮流调整"效应使得断面北侧西向海流和南侧东向海流被加强,造成海流东西分量在水平方向上存在不对称性现象,即南北两侧海水运动涨、落潮不同步,欧拉余流呈现"北进南出"的形态。同时,东风分量会使得断面中心区域产生"表进底出"形态,而南北方向欧拉余流结构受风影响较小。

台湾岛以东黑潮热输运的季节及年际变化特征

黑潮热输运对我国沿海区域气候变化及海洋生态环境具有重要影响。基于JCOPE2(Japan Coastal Ocean Predictability Experiment 2)模式1993—2016年的高分辨率数值模拟结果,计算了通过台湾岛以东24°N KET(Kuroshio East of Taiwan Island)断面的黑潮热输运,分析了其季节及年际变化特征,结合ONI指数(Oceanic Nino Index)探讨了其与ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)事件的关系。研究结果表明, KET断面黑潮热输运具有显著的季节变化,春夏季较大,秋冬季偏小;年均值为1.98 PW(1 PW=1015 W),标准差为0.18 PW,热输运强年为1996—1997年和2015年,热输运弱年为2000年, 2002年和2013年。超强ENSO过程对黑潮热输运有显著影响。受超强厄尔尼诺事件影响,台湾岛以东黑潮热输运明显增加,热输运极大值超前ONI指数极大值约5~10个月。利用方差分析得到流速方差项对KET断面黑潮热输运总时域方差贡献最大,解释了热输运总方差最大值的77%,其次是温度与流速协方差项以及温度方差项,分别解释了热输运总方差的15%和6%。

对马海峡水团组成对日本海温盐分布影响的季节及年际变化

基于WOD13(World Ocean Database 2013)的温盐观测资料,分析了对马海峡断面和日本海内一断面上温盐分布的季节变化特征,并利用水团组成混合比的方法探讨了对马海峡断面处的水团组成对日本海内断面上温盐分布的影响的季节和年际变化。研究表明:对马海峡断面上水团组成呈现显著的季节变化。冬季,整个水层被高盐水占据;夏季,对马海峡表层出现高温低盐水,底层为高盐水,次表层为表层低盐水和底层高盐水的混合水体;春秋为过渡季节。日本海断面上,秋季温盐分布最为复杂,表层为高温低盐水,次表层为高盐水,其下为低温高密水。两个断面季节变化对比可以看出,夏季对马海峡断面处的水团组成会影响秋季日本海断面上的温盐分布。夏季对马海峡表层和次表层水是秋季日本海断面表层50m以浅出现低盐水的主要原因;对马海峡深层高盐水主要影响秋季日本海断面50～150m水层,混合比可达0.82;其下为日本海固有水。夏季对马海峡处水团组成的年际变化也会影响秋季日本海断面上温盐分布的年际变化。长江流量较大的年份,夏季对马海峡表层和次表层低盐水的核心盐度值偏低,秋季其在日本海断面上的混合比就高于其他年份;对马海峡底层高盐水在日本海断面上混合比的年际变化则决定于其影响水层上的流场结构和温盐分布。

吐噶喇海峡内潮的能量收支和大小潮变化

吐噶喇海峡是西北太平洋重要的内潮产生区域,该区域内产生的内潮对于东海陆架和西北太平洋的混合和物质输运有十分重要的作用。水平分辨率为3km的JCOPE-T(JapanCoastalOcean PredictabilityExperiment—Tides)水动力学模式的结果表明,吐噶喇海峡的内潮主要产生在地形变化剧烈的海山和海岛附近,其引起的等密面起伏振幅可达30m。吐噶喇海峡的内潮在垂直于等深线方向分为两支向外传播:一支向西北方向传播,进入东海陆架后迅速减小;另一支向东南方向传播,进入西北太平洋。吐噶喇海峡潮能丰富,其在约半个月内的平均输入的净正压潮能通量为13.92GW,其中约有3.73GW转化为内潮能量。生成的内潮能量有77.2%在当地耗散,传出的内潮能通量为0.84GW,主要通过西北和东南两个边界传出。该区域潮能通量有显著的大小潮变化,大潮期间输入的正压潮净能通量和产生的内潮能通量均约为小潮期间的2倍,但其主要产生区域基本不变,且内潮能量耗散比率均在产生的内潮通量的76%—79%。另外,内潮能通量的传播方向也没有发生变化,仍主要通过西北和东南两个边界传出。因此,大小潮的变化仅影响吐噶喇海峡处产生的内潮能量的大小,不影响其产生区域、传播方向和耗散比率。

海平面下降对日本海表层环流的影响

本文基于POM海洋模式,通过改变地形条件进行了不同海平面下的数值实验,探讨了日本海表层环流场对海平面变化的响应。研究表明:随着海平面的下降,日本海南部的对马暖流及其分支逐渐减弱,海平面降低至-90 m和-100 m时,对马暖流的东朝鲜暖流分支和日本近岸分支几乎消失;而日本海北部的寒流强度基本保持不变,仅寒流主轴位置逐渐向北移动。且海平面的下降使对马海峡流量逐渐减小,进而导致对马暖流的强度逐渐减弱,影响范围也不断缩小。研究结果对过去古海洋海平面变化过程中日本海表层环流的改变问题具有一定的参考和依据。