黑潮的变化及其对东中国海物理环境的影响

【摘要】：利用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)同化资料，分析了近50年东中国海24°N断面黑潮和台湾海峡区域的温、盐和流量变化，得出黑潮流量近50年存在一定的增加趋势，共升高约2.75Sv，且黑潮流量增加的年份，会伴随台湾海峡流流量的增加。台湾海峡和黑潮100m以上深度范围存在明显的升温趋势，升温速率分别达到0.0030°C/月和0.0011°C/月。同时，这两个区域还存在明显降盐，降盐速率为-3.1470e-4/月和-2.5733e-4/月。 基于ROMS(Regional Ocean Modeling System)模型，使用5’×5’的网格，以SODA同化资料为开边界强迫，对东中国海的环流和温、盐场进行模拟，并通过改变开边界的方式，研究黑潮的变化对东中国海物理环境的影响。在对比了敏感性试验和控制试验后，我们得出主要影响表现在以下几个方面： 黑潮流量的变化引起了东中国海主要断面流量的变化。当黑潮流量增加时，引起吐噶喇海峡的流量增加，而且流量增加的幅度超过了黑潮流量本身增加的幅度；同时，对马暖流的流量明显减小。当黑潮流量减小时，吐噶喇海峡的流量减小，且流量减小的幅度超过黑潮流量减小的量值，而对马暖流的流量反而增加。 黑潮流量变化对其沿200m等深线入侵的影响主要发生在三个位置，分别为台湾东北部、122.7~124.3°E范围和124.4~124.7°E范围。台湾东北部黑潮的入侵，受台湾海峡流流量变化的影响。当黑潮流量增大时，会伴随着台湾海峡流流量的增加，而这又会抑制黑潮向陆架的入侵。同样，当黑潮流量减小时，会伴随着台湾海峡流流量的降低，继而黑潮向陆架的入侵又会增强。黑潮流量引起的这些变化可以从流速的变化上明显的看出来。而122.7~124.3°E范围内黑潮入侵的变化和台湾东北部位置相反，即黑潮流量增加的年份，此位置的黑潮向岸入侵增强。124.4~124.7°E范围内的黑潮入侵变化和台湾东北部位置一致，在黑潮流量增加的年份，向岸的入侵减弱。综上所述，计算表明黑潮沿200m等深线整体向岸的入侵随黑潮流量的增加减弱。 边界处黑潮100m以上深度范围和台湾海峡区域温度升高，引起东海大部分区域升温。而开边界这两个区域温度降低时，引起东海大部分区域温度降低。同时，温度的变化还受黑潮流量变化的影响。流量的减小有利于黑潮向陆架的入侵，造成入侵区域温度升高，尤其是底层更显著。当黑潮流量增加时，黄海沿岸流向东海的伸展范围增大，引起扩展区域温度负异常；反之，黄海沿岸流的范围缩小，造成温度正异常。 边界处黑潮100m以上深度范围和台湾海峡区域盐度的降低，会引起东海表、底层大部分区域降盐；而当开边界黑潮100m以上深度范围和台湾海峡区域升盐时，引起东海区域升盐。但由于受闽浙沿岸流的影响显著，台湾海峡区域仅在夏、秋季显示出升盐。另外，盐度的变化在表层受长江冲淡水的影响显著。夏季，当黑潮流量增加时，由于受黑潮和台湾暖流的影响，长江冲淡水的范围受到限制，造成冲淡水北边界以及吐噶喇海峡区域升盐；当黑潮流量减小时，受台湾暖流减弱的影响，长江冲淡水范围扩大，引起降盐。整体上底层的盐度变化相对于表层较小。