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苏纪兰与黑潮对我国邻近海域环流影响(2)

时间:2010-09-18  归属:当代科技精华地学卷
  冬季时东海上层海水基本是垂直均匀的,陆架水温度低、密度高利于黑潮上层水的入侵。在底摩擦、平流、地形β三者效应共同作用下,入侵是以边界层流的方式在近台湾北侧进入陆架甚深。由于黑潮在吐噶喇海峡重返太平洋这个大尺度条件的作用,入侵的黑潮水以顺时针式环流复归于钓鱼岛附近陆架坡折带,是为台湾暖流的外侧分支。黑潮在东海陆架所诱导的水位场,还维持了在沿岸流以东逆风北上的海流,是为台湾暖流的内侧分支。内侧分支来自入侵黑潮水、沿岸水及台湾海峡水三者的混合。其中从水文性质上难以确定台湾海峡水是否参入,但动力学研究显示,在偏北风不是很强时台湾海峡水能够北上。

  夏季时东海海水层化显著,河流输出的大量径流导致陆架上层水密度较低,不利于黑潮上层水的入侵。黑潮次表层水此时入侵陆架,其机制与前述冬季入侵机制类同,次表层水入侵的涌升冷中心现象与黑潮上层水的不入侵是一体的两面性。在偏南风的作用下,源自南海的海水经台湾海峡北上,一部分沿岸北上为上层台湾暖流的内侧分支,另一部分受次表层水涌升影响,因位涡守恒在浙南外海与内侧分支分离而归向坡折带,是为上层台湾暖流的外侧分支。而入侵的黑潮次表层水一部分返回坡折带,另一部分受伴随台湾海峡北上流的密跃层倾斜影响而沿岸北上,分别为下层台湾暖流的外、内侧分支。黑潮次表层水的营养盐要素浓度高,它的涌升形成了台湾东北的渔场,而它参与的台湾暖流下层内侧分支则为浙江沿岸上升流区形成渔场提供条件。

  苏纪兰他们还发现,由于两侧的混合作用,冬季的台湾暖流内侧分支导致在长江口外东南侧形成高密水。春季东北风减弱及台湾暖流加强,东海冬季高密水因而向东北移动,其上层因海水增温而不再明显。夏季时它移至济州岛以南并逐渐消失。这块高密水的形成与移动是东海北部的中陆架海区的一个重要水文现象。

  冬季时,暖水从济州岛以西逆风进入黄海,称为黄海暖流,其影响可达渤海海峡。苏纪兰他们认识到其动力成因与封闭海的风生环流一致,并通过各种动力学模式证实了此论点。他们的研究还对前人工作提出了置疑,认为夏季时黄海暖流甚弱,仅为台湾暖流的延续,它只能到达济州岛以北不远处,不能深入黄海。这个结论被以后他人的观测所证实。

  他们在东海研究中所取得的成就,不少是通过为时7年的“中日黑潮合作调查研究”项目所取得的,在此项目中苏纪兰任中方的首席科学家。除台湾暖流部分外,他还直接参与了琉球群岛东侧西边界流的研究。这个西边界流早在60年代就为日本学者所认识到,但对其性质了解不多。在此项目中苏纪兰他们对此洋流作了进一步的调查研究,发现此洋流的流量与东海黑潮相当,但其流核并不在表层,而是位于400m以深的水层。他们还论证,这个西边界流的部分水体,能通过冲绳岛以南海脊上的深槽汇入东海黑潮。

  除了系统探讨与黑潮有关的一系列问题外,苏纪兰和同事们还对河口海洋学作了深入的研究。河口附近是人口密集的地带,也是人类生产活动集中的地方。在这里各项海洋开发事业常互有矛盾,关键问题可概括为三个方面,即泥沙输运、污染物运移及水体更新。对这三者都起主导作用的是河口环流,而在这方面的研究我国开展较少。

  长江是世界的第三大河流,而输出的泥沙则居世界河流的第四位。它对东海沿岸的水文状况及泥沙输运皆有重要影响,其中长江口拦门沙的形成及杭州湾泥沙来源是长江河口附近两个突出的问题。苏纪兰他们利用历史资料分析了长江河口悬移泥沙的输运机理,发现潮扩散项的重要性,得到重要的新认识。这表明对长江这样宽的河口,潮不对称输沙机制同样对拦门沙的形成是重要的。

  他们还在历史资料分析的基础上,提出了长江冲淡水次级河口锋的新概念,并认为它对杭州湾的悬移泥沙及污染物的输运有重要作用。为此他组织了一个多学科综合调查研究项目,其成果证实了此次级河口锋的重要性。调查证实此次级河口锋自杭州湾口北侧进入湾内,锋区的悬移泥沙及污染物两者浓度皆较高。无论冬夏,都发现锋区的水质点的潮平均运动为净向西南进入湾内。该研究项目并发现,杭州湾底质的粘土百分比分布及重金属含量分布皆沿此次级河口锋方向指向湾内,表明长江的悬移泥沙,经此锋输运进入杭州湾是一条重要的途径。

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  • 关键词:我国邻近海域影响苏纪兰黑潮中国邻近海域环流
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