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《中国海洋大学》 2003年
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渤海冬夏季环流特征及变异的初步研究

万修全  
【摘要】: 基于1958年8月、2000年8月、2001年1月、《渤海、黄海、东海海洋图集(1992)》中的1月和8月份温盐资料、渤海多年平均风场资料以及渤海北隍城、塘沽、秦皇岛和葫芦岛4个水文测站近40年的SSS观测资料,分析了渤海温盐场的变异特征。在资料分析的基础上,应用三维斜压ECOMSED模式对渤海的潮致余流、风生环流和密度环流进行了诊断计算,分析了渤海冬夏季的温盐场结构和对应环流的特征,并对渤海上述几个不同时期的环流变异进行了初步的分析和探讨。 文章较好的模拟了渤海的潮汐和潮流,给出了潮汐、潮流和潮致余流的一些主要特征;模拟结果显示,在夏季,渤海的密度环流相对较强,对渤海环流有重要贡献;在冬季,渤海环流应是风应力的作用占主导地位。 利用2000年夏季和2001年冬季渤海两次CTD资料和以前收集的渤海温盐调查资料,分析了渤海冬、夏季温盐密度的分布特征,结果表明,渤海现有的水文特征与以往研究结果相比发生了明显的变异:夏季在渤海海峡、辽东湾口和渤海湾口中部中、下层存在三个低温中心,在渤海中部则出现一个上下均匀一致的高温中心;冬季等温线以渤海海峡暖中心向西和向北两个方向伸入渤海,而从秦皇岛外海有一冷水舌向东南方向伸展,在渤海中部海域形成“马鞍状”等温线结构。冬、夏季渤海盐度比以往有显著升高,并明显高于北黄海,盐度分布势态表现为渤海湾高盐,渤海海峡低盐特征。密度分布表明:夏季渤海湾口已经由以前的低密度中心变为现在的高密度中心,相应的环流结构也必会发生大的变化;夏季渤海中部会存在一个反气旋式的密度环流,并在局部可能存在多个密度流涡环;冬季渤海“马鞍状”温盐结构反映其密度环流结构要比以往研究结果复杂得多。 通过数值模拟结果发现,在渤海中部,无论冬季还是夏季,都存在一个顺时针的涡旋运动,夏季,对应于渤海中部的高温低密中心,其流场主体部分呈顺时 渤海冬夏季环流特征及变异的初步研究 针向旋转,这主要是密度环流占优的结果,而冬季的顺时针向的旋转,主要是海 面风应力旋度影响的结果。在渤海海峡外侧,海水沿逆时针方向流动;在渤海海 峡处,深度平均的渤海环流都表现为北进南出的特征,但从环流形态上可以看出, 流动并不能直接深入渤海。辽东湾内海水夏季的主要流动为逆时针向,而冬季则 沿顺时针向流动。渤海湾的海水流动状况比较复杂,1958年夏季对应于渤海湾 口的低盐低密中心而存在的顺时针涡旋被以后对应于此处的高盐高密中心的逆 时针涡旋所取代,涡旋中心也发生北移;海水在渤海湾内存在着北部为逆时针南 部为顺时针的流动态势,1958年夏季环流表现为“一环半”结构,2000年夏季 环流表现为双环结构,且中心呈东北一西南向配置。对于莱州湾,由于其水深较 浅,影响环流的形式和变化的因素较多,因此其海水流动态势也就较复杂。 文章首次对渤海环流的变异进行了初步讨论,认为渤海环流特别是夏季环流 发生了明显的变异,其中尤以夏季渤海湾口和莱州湾内的环流变化最明显。与渤 海温盐场和环流场变异相应,渤海和黄海的水交换量也发生了变化,现在的渤海 和1958年时相比与黄海的水交换量呈减少趋势。发生上述变异的原因应该与黄 河入海口改道及其入海水量剧减所导致的渤海密度结构变化有关,同时,渤海主 导风场和大气状况的其它变化及黄海自身的变化和人类活动的影响也有可能是 其变异的重要因素。关于渤海环境和环流变异的系统成因尚需进一步的研究。
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