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《中国科学院研究生院(海洋研究所)》 2016年
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黄东海陆架环流控制的悬浮物输运

李坤  
【摘要】:悬沙输运是研究海洋沉积过程的重要内容,也是现代海洋环境研究的热点。海洋中各种不同的水动力条件会使泥沙进行起动、搬运、沉降、再悬浮、再搬运的循环运动。这对海洋生态环境变化、海底地形演变以及人类的生产和生活都有重要的影响。悬沙输运的研究是泥沙运动研究的主要内容,研究悬沙输运是研究沉积物输运的一条重要途径。本文利用多年月平均的悬浮物通量对黄东海悬浮物的季节变化和净沉积进行了研究,探讨了陆架环流控制下悬浮物的输运、沉积和黄东海典型泥质沉积区的形成机制。还利用了最新的现场观测数据重点分析了冬季南黄海悬沙跨陆架通道区域的悬沙输运过程。黄东海悬浮物沉积和侵蚀的计算结果表明,其具有明显的季节变化。冬季,显著沉积可以从沿岸区域延伸至离岸100m水深区域,如济州岛西南泥区,它被认为是黄东海唯一一个全新世中陆架沉积中心。悬浮物沉积和侵蚀具有年际循环已经被大家认同,黄东海夏季河水带来的悬浮物主要聚集在内陆架特别是毗邻河口的区域,到了冬季这些悬浮物会被输运到中陆架和外陆架区域。通过对悬浮物通量矢量场的分析结果表明,悬浮物长期输运过程和济州岛西南泥形成的主要原因都是受陆架环流的影响。冬季,携带高悬浮物浓度的黄海沿岸流水沿着长江堆向东南流动,和黄海暖流在长江堆东南端相遇,二者相互剪切形成了东海冷涡,从而加剧了悬浮物的聚集,最终形成了济州岛西南泥。由悬浮物通量场计算得到的陆架环流控制的悬浮物沉积速率在济州岛西南泥区域为0.51mm a-1,在跨陆架通道为0.45 mm a-1,在黄海中央泥区域为0.04mm a-1,在长江口区域为3.62 mm a-1,在浙江外海海域为3.83 mm a-1,这些计算结果都与各自的实际测量结果相吻合,由此可以说明悬浮物长期输运主要是由陆架环流控制。根据CS2站(位于南黄海跨路架输运通道区域)2015年1月连续21天的座底ADCP现场观测资料,进行低通滤波后计算得到冬季南黄海跨陆架环流的垂向结构及其悬浮物通量。冬季,北向季风对CS2站海域的余流影响显著,表明冬季风对跨陆架通道区域的悬沙输运过程也有重要作用。运用悬沙通量分解机制法对悬沙通量进行分解,发现CS2站海域的悬沙输运主要由T1和T3项组成,其中以T1项最大,说明环流对该海域悬沙输运起主导作用。比较平流输运项T1+T2和潮泵输运项T3+T4+T5,平流输运项全为负值而潮泵效应项有正值也有负值,说明潮泵输运项比平流输运项变化大。计算得到CS2站单宽净悬浮物通量为74.76g/s,月输运量约为200ton/m,假设该通道的宽度约100km,则月净送量约为20百万吨,完全可以满足东海冷涡泥的生长沉积需求。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P736.2;P731.27

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