东海水团特征及黑潮与东海陆架水交换研究

【摘要】东海水团的消长过程、台湾暖流水的季节变化、东海黑潮流量的变异以及东海陆架水交换过程，这些都是影响东海海洋环境状况、物质和能量输运的关键过程。因此，对这些关键海洋现象及其机制进行系统的研究具有重要的科学意义。本文基于大量的历史观测资料和数模结果，对东海相关海洋现象的演变机制进行了系统研究；利用实测温、盐资料研究了东海水团的季节变化特征，并从动力学和热力学的角度分析其变化机制，并在水团分析的基础上，结合数模结果，探讨了台湾暖流水的体积及其来源的季节变化特征；利用日本气象厅近50年来PN断面的观测资料，研究了东海黑潮流量的年际和年代际变化特征，并讨论了它与太平洋年代际振荡（PDO）和经向风异常的关系；利用高分辨率的数值模式ROMS模拟了东海气候态的环流系统，并分析了东海各主要水道的水量、热量和盐量输运的季节变化特征。得到的主要结论如下：（1）给出了东海水团的四季分布情况，并揭示其消长变化规律及其主要的影响因素。结果表明，在东海600m以浅海域，夏季主要存在陆架沿岸水、东海表层水、东海深层水、黑潮表层水、黑潮次表层水、黑潮中层水、黄海表层水和黄海底层水8个水团；而冬季，由于偏北风的增强和垂向混合的加强，黑潮次表层水、东海深层水和黄海底层水随之消失，只存在黑潮表层水、黑潮中层水、东海表层水、陆架沿岸水和黄海表层水5个水团。黑潮次表层水、东海深层水和黄海底层水是季节性水团，只存在于4月至9月间。陆架沿岸水、东海表层水和黑潮表层水的温度和盐度具有十分显著的季节变化特征。风是影响东海水团范围季节变化的最主要因素，它控制着闽浙沿岸流、台湾海峡流的强度，同时还控制着黑潮及其分支的入侵强度。总而言之，风、黑潮及其分支是影响东海主要水团变化的动力学因素，而海表热通量和淡水通量则是影响水团温盐特性变化的重要热力学因素。（2）系统地研究了台湾暖流水体积的季节变化特征，并阐述了其来源组成。结果表明，台湾暖流水是东海陆架海域最重要的水团，它的体积具有冬季最大（13746立方公里），秋季最小(11397立方公里)，夏季(13165立方公里)、春季（12553立方公里）次之的特点。在秋、冬季，台湾暖流水主要来源于台湾东北部黑潮水的入侵；而在春、夏季，台湾暖流水分为台湾暖流表层水和台湾暖流深层水，其表层水是由来自台湾海峡的暖流水和台湾东北部入侵的黑潮表层水混合而成的，而其深层水则来源于台湾东北部的黑潮次表层水。暖半年期间（4月9月），台湾海峡北上的暖流水是台湾暖流水的主要来源。在49月间，台湾海峡表层暖流水的输送量分别为0.62Sv、0.83Sv、1.05Sv、1.67Sv、1.27Sv和1.04Sv（1Sv=106m3/s）。显然，台湾海峡暖水对台湾暖流水的贡献在7月达到最大，为1.67Sv，占28N断面台湾暖流表层水的56.5%。（3）揭示了东海黑潮流量的年际和年代际变化特征。东海黑潮流量基本服从正态分布，主要集中在19-33Sv范围内，其多年平均值为24.30Sv；流量的季节变化主要表现为夏强（25.91Sv）秋弱（24.27Sv）。最大熵谱分析表明,东海黑潮年平均流量的主周期依次为5.3a、24.9a和3.6a。显然，黑潮流量不仅存在着3-5a的年际变化，而且还具有约25a的年代际变化。季平均和冬、夏季东海黑潮流量均有长期的线性增强趋势，在1956-2005年间它们分别增加了8.73Sv、9.86Sv和9.38Sv。相关与合成分析结果表明，黑潮源区和东海黑潮流域上空的经向风异常是黑潮流量年际变化的重要影响因素，而PDO则对黑潮流量的年代际变化有重要作用。（4）构架了比较完整的东海环流系统。利用模拟结果，分析了东海及邻近海域各主要水道的水量输运、热量输运和盐量输运的变化特征。结果表明：东海的水交换过程具有明显的季节变化特征。从流量的角度来看，台湾海峡、台湾‐西表岛之间水道和西表岛‐冲绳岛水道是海流流入东海的三个主要水道，而冲绳岛‐奄美大岛、吐噶喇海峡、大隅海峡、济州岛东部和济州海峡是流出东海的水道；它们的年平均流量分别为1.06Sv、20.49Sv、3.2Sv、-0.67Sv、-20.59Sv、-0.30Sv、-2.37Sv、-0.67Sv和-3.05Sv（向内为正）。对比发现，东海与相邻海域各主要水道的水量输运、热量输运和盐量输运均具有相似的季节变化趋势，其最大值往往都出现在夏季（7月或8月），最小值一般都出现在冬季（1月或2月）。通过对热量输运的分析，发现东海是一个热源（0.172PW，1PW=1015W），它在全球大气‐海洋系统热输运和平衡过程中起着不可忽视的作用。
【作者】齐继峰；
【导师】尹宝树；
【作者基本信息】中国科学院研究生院（海洋研究所），物理海洋学，2014，博士
【关键词】东中国海；水团分析；台湾暖流水；黑潮；水交换；ROMS；

【参考文献】
[1]王帅伟.大口径不锈钢无缝钢管斜轧穿孔裂纹缺陷的研究[D].燕山大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[2]颜伟,宋林滔,余娟,卢健刚,李钦,张海兵.基于权函数的电网参数分区辨识与估计方法[J].电力系统自动化,2011,05:25-30.
[3]谢亚静.空间能力和动画组织形式对多媒体学习效果的影响[D].华中师范大学,发展与教育心理学,2014,硕士.
[4]辛连发.合成声波测井剖面在阿尔善油田储层横向预测中的应用[J].石油地球物理勘探,1988,06:684-691+765.
[5]徐徐,戴稳胜,谢邦昌.金融与财务领域的数据挖掘[J].中国统计,2005,03:48-49.
[6]沐右.当石墨烯入侵计算机……[J].现代青年(细节版),2011,04:78-79.
[7]陈曦东.中国传统金银髹漆工艺研究[D].湖北工业大学,设计艺术学,2013,硕士.
[8]黄金宝.显微镜自动调光及聚焦算法研究[D].国防科学技术大学,信息与通信工程,2012,硕士.
[9]石玉.高中生自尊、心理弹性和应对方式的相关研究[D].河北师范大学,应用心理,2013,硕士.
[10]李洋.低碳经济背景下的绿色贸易政策转型研究[D].山东财经大学,国际贸易学,2013,硕士.
[11]施立栋.行政上的公布违法事实活动研究[D].浙江大学,宪法学与行政法学,2012,硕士.
[12]毛梦佳.内斜视术后继发性外斜视的原因与手术疗效分析[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[13]谢芳.网上消费者抱怨信息影响力因素及其评价方法研究[D].合肥工业大学,企业管理及其信息化,2013,硕士.
[14]温衡.我国小微企业民间融资问题研究[D].山东财经大学,民商法学,2013,硕士.
[15]王腾飞.极大算子在加权Morrey空间上的双权刻划[D].华东交通大学,应用数学,2014,硕士.
[16]明晶晶.基于DNAzyme信号放大策略的光学生物传感检测研究[D].青岛科技大学,2014.
[17]潘国振.系统数据传输标准协议的研究与电路设计[D].浙江大学,电路与系统,2004,硕士.
[18]周庆.MCNP模拟卫星介质深层充电特征[D].吉林大学,粒子物理与原子核物理,2013,硕士.
[19]黄俊,衣俊,程金平.长江口及近海水环境中新型污染物研究进展[J].环境化学,2014,09:1484-1494.
[20]丁春生,徐洋洋,陈姗,曾海明.电絮凝法处理铬黑T染料废水的研究[J].印染助剂,2013,06:39-42.
[21]戢守贺.我国农村金融政府监管体制的完善对策研究[D].东北师范大学,行政管理,2012,硕士.
[22]郝瑞吉,汤天浩,王天真.基于DM和OLAP的地理信息决策支持系统研究[J].复旦学报(自然科学版),2004,05:755-757.
[23]张武根.海域价格及其影响因素研究[D].南京师范大学,人文地理学,2012,硕士.
[24]严德成.加工贸易与一般贸易对浙江和广东经济增长作用的比较研究[D].浙江工业大学,2005.
[25]李长树,黄云,钟妍.基于数据仓库的证券研究信息平台[J].计算机工程与应用,2002,21:242-245.
[26]张利君.环氧树脂/蓖麻油/丙烯酸酯多重改性聚氨酯[D].合肥工业大学,化学工程,2013,硕士.
[27]夏玲.《惜香乐府》咏物词研究[D].西南大学,中国古代文学,2013,硕士.
[28]孔维健,丁进良,柴天佑.高维多目标进化算法研究综述[J].控制与决策,2010,03:321-326.
[29]王萌.硅锰合金弹簧钢力学性能研究[D].西南交通大学,固体力学,2013,硕士.
[30]陈婷.日语助动词「夕」和汉语助词“了”的对比研究[D].西南交通大学,日语语言文学,2013,硕士.
[31]徐非.核内Beclin1的生物学作用[D].苏州大学,发育生物学,2014,硕士.
[32]丁男.论《庄子》之“名”[D].兰州大学,中国哲学,2014,硕士.
[33]黄辉,牟介刚,郑水华,朱波,甘建军.基于CFD的冲压离心泵导叶出口与叶轮进口匹配的优化设计[J].水泵技术,2012,03:12-15.
[34]康传绿.实践性知识对英语教师成长作用的个案研究[D].宁波大学,课程与教学论,2013,硕士.
[35]种珊珊.我国垃圾短信的法律规制探究[J].法制博览,2015,02:160+159.
[36]张洁莹.女性网站对女性奢侈品消费影响研究[D].江西财经大学,传播学,2013,硕士.
[37]林济铿,仝新宇,罗萍萍,林昌年.基于等值的电力系统机电暂态仿真并行异步算法[J].电力系统自动化,2009,01:32-35.
[38]杨耀祥.泵车臂架多路阀仿真与试验研究[D].长安大学,机械电子工程,2013,硕士.
[39]刘廷建,王自豪,郑朝霞.基于关联规则的数据挖掘在供水管网故障诊断中的运用[J].科技情报开发与经济,2005,14:150-152.
[40]康亮.十一五以来我国五大扶贫模式的效果评价及其对策建议研究[D].华东交通大学,科学社会主义与国际共产主义运动,2014,硕士.
[41]孟彩云.超宽带系统定位问题研究[D].沈阳工业大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[42]蒋晓颖.用于环境分析的毛细管电泳方法及应用研究[D].华东师范大学,2014.
[43]田钰琨.基于主题链的海量投诉文本主题抽取方法研究[D].东北师范大学,计算机软件与理论,2012,硕士.
[44]党小建.水轮机导叶流固耦合振动特性计算[D].西安理工大学,水利水电工程,2004,硕士.
[45]杨微微.对我国慈善事业法律规制的思考[D].广西师范大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[46]覃喆华.碳纳米笼的制备及其作为催化剂载体的应用研究[D].华东理工大学,2014.
[47]王荣.中国家用热水设备典型用水模式研究[D].北京建筑大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[48]任丽晴.一种基于旋转RSS的单信标定位方法研究[D].西北大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[49]丁倩.人民币自由兑换问题研究[D].天津财经学院,金融学,2004,硕士.
[50]陈强.热工过程中的数据校正和多目标优化研究[D].东南大学,2004.