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中国东部近海夏季环流特征及其动力机制

李峣  
【摘要】:使用2008年夏季西南黄海3个航次的水文资料和一套潜标、2009年夏季的中科院海洋所开放航次水文资料和6个Argos表层漂流浮标资料,结合数值模拟与卫星遥感数据,研究了西南黄海夏季环流的结构与动力机制。研究表明,夏季江苏沿岸海流受风驱动向北流动,其流向与传统的观点截然相反。数值实验结果分析表明,江苏沿岸斜压海流比风海流要弱得多,夏季江苏至鲁南海域的西南黄海环流主要受西南季风系统支配。 提出夏季青岛外海存在风生上升流现象,同时指出苏北浅滩外侧也存在风生上升流。进一步指出,苏北浅滩外侧的上升流由风场、潮混合及海表浮力通量共同作用生成。南风驱动的向北的苏北沿岸流造成向岸的底埃克曼输运,将次表层冷水带到近岸海域,形成上升流区的海面低温异常现象。苏北浅滩海区,强烈的潮致和其它湍流混合造成上下埃克曼层重叠,从而使次表层冷水无法到达沿岸海域,而是于外海约30m等深线处上升到海面。 研究还表明,夏季整个西南黄海西侧沿岸存在着一个统一的上升流系统。这个系统是由海岸阻挡表层埃克曼输运引起的,在淡水输入和海表热通量造成的浮力效应以及潮致混合等效应的共同作用下形成一定的空间结构。在苏北浅滩以南,强烈的潮致混合作用使上升流在约30m等深线处涌升至海表;在苏北浅滩之上,上升流由于射阳河等径流所带来的强烈的淡水输入被浮力关闭;在青岛外海,表层浮力抑止减弱,上升流再次出现。 指出逆温是夏季黄海次表层经常出现的一种现象。多年平均的气候态以及2008年7月22日航次的水文资料都表明,在黄海海槽西侧约40m等深线的温跃层以下海区,经常出现较强的逆温现象,其形成机制在于温跃层下的低盐冷水与海槽中部近底层的高盐暖水发生相对移动所致。逆温往往发生在夏季黄海冷水团内部,显示黄海冷水团内部存在着精细的温盐结构,其在所在海区的垂向混合应当较弱。该观点与传统的黄海冷水团内部垂向混合较强从而导致垂直性质均一的观点不同。 对漂流浮标运动轨迹和温盐分布的分析表明,台湾暖流夏季北上的范围可以到达长江口以北,并进入江苏沿岸流和黄海内部海域,这一现象在今后的研究中值得进一步关注。 首次观测到了长江口外跨陆架穿刺锋面的三维结构,指出2006年10月16日长江口外的穿刺锋面是由跨陆架的射流从近岸携带富含营养盐、叶绿素和悬浮物的淡水横跨近岸平均锋面造成的。初步分析其动力机制与沿岸流的辐聚及平均锋面的不稳定性有关。 利用MODIS/Aqua与SeaWiFs卫星图像对跨陆架穿刺锋面出现的频率进行了统计分析。分析了1998-2007十年中其季节内和年际变化规律,指出每年都有大约2至11个穿刺锋面出现,平均出现率占到了可辨识图像总数的25%以上,有超过40次的穿刺锋面其长度在100公里以上,最大长度超过300公里。穿刺锋面全年都可以发生,冬季和夏季较多,春季和秋季较少。穿刺锋面主要指向东、东南和东北三个方向,其中指向东或东北的穿刺锋面大都发生在西南季风期间,表明西南季风对穿刺锋面的生成有重要影响。 进一步,提出跨陆架穿刺锋面是东中国海跨陆架物质输运的重要通道之一。


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