王穎杰,劉 娜,林麗娜,陳紅霞

(國家海洋局第一海洋研究所,山東青島266061)

2012年夏季白令海峽附近海域溫鹽分布特征分析

王穎杰,劉 娜*,林麗娜,陳紅霞

(國家海洋局第一海洋研究所,山東青島266061)

利用中國第五次北極科學(xué)考察CTD資料,分析了2012年夏季包括白令海陸架區(qū)和楚科奇海在內(nèi)的白令海峽附近海域水文特征:1)白令海峽南側(cè)的白令海陸架區(qū)按照不同的水團性質(zhì),可以分為圣勞倫斯島以南和圣勞倫斯島以北兩個區(qū)域。圣勞倫斯島以南海域,東部有阿拉斯加沿岸水流過,水體垂向混合均勻,具有高溫低鹽的分布特征。向西在25 m深度附近存在溫躍層,躍層以下溫度分布出現(xiàn)層化現(xiàn)象。西南部陸架區(qū)存在低溫的白令海陸架水,其下方靠近白令海陸坡區(qū)存在高鹽的白令海陸坡流水。圣勞倫斯島以北海域,東部是高溫低鹽的阿拉斯加沿岸水,西部是低溫高鹽的阿納德爾水。2)白令海峽北側(cè),入流水對楚科奇海環(huán)流影響較大,高溫低鹽的阿拉斯加沿岸水仍沿東側(cè)近岸海域向北運動。西側(cè)是低溫高鹽的阿納德爾水,但至69°00'N附近,該低溫高鹽信號消失,斷面層化現(xiàn)象逐漸顯著。隨著水團繼續(xù)向北運動,溫度逐漸降低,鹽度逐漸升高。

白令海峽;楚科奇海;中國第五次北極科學(xué)考察;溫鹽特征分析

白令海峽位于亞洲最東點的迭日涅夫角和美洲最西點的威爾士王子角之間,寬約85 km,深度在30～50 m。它連接著北太平洋的白令海和北冰洋的楚科奇海,是太平洋和北冰洋之間的唯一通道,也是北冰洋水量收支的重要途徑[1]。海峽水體常年由白令海流向楚科奇海,年平均凈流量約為0.6～0.8 Sv[2],存在顯著的季節(jié)變化和年際變化,其中既包括經(jīng)白令海陸架輾轉(zhuǎn)而來的太平洋水體,也包括來自白令海深海盆的上層水體。這些水體按鹽度劃分,主要包括阿拉斯加沿岸水(Alaska Coastal Water,ACW),阿納德爾水(Anadyr Water,AW)和白令海陸架水(Bering Shelf Water,BSW)[3]。它們不但物理性質(zhì)有明顯區(qū)別,起源也不相同[4-7]。阿拉斯加沿岸水位于海峽東部的阿拉斯加沿岸,具有低鹽的特征;阿納德爾水來自于阿納德爾灣,具有低溫、高鹽的特征;白令海陸架水沿圣勞倫斯島東西兩側(cè)向北輸送,具有低溫的特征。這些流入的白令海水體主要進入北冰洋的上層,對楚科奇海的水體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)有著極為重要的影響[8-12],而且由于楚科奇海的平均深度比較淺,其環(huán)流系統(tǒng)幾乎完全由入流水所驅(qū)動[13]。研究經(jīng)白令海峽進入北冰洋的水體水文特征是了解太平洋對北冰洋影響的重要科學(xué)內(nèi)容。由于以往的觀測數(shù)量有限,對白令海峽水體結(jié)構(gòu)的認識還不是很充分。

中國第五次北極科學(xué)考察自2012-07-02從青島啟航,09-25返回上?；卮a頭,累計考察歷時93 d。首次實現(xiàn)了北太平洋海域、北冰洋太平洋扇區(qū)、北冰洋中心區(qū)、北冰洋大西洋扇區(qū)和北大西洋水域的準同步海洋環(huán)境觀測。中國第五次北極科學(xué)考察期間在白令海峽附近的白令海淺水陸架區(qū)、楚科奇海海域設(shè)置了CTD調(diào)查斷面,經(jīng)過對數(shù)據(jù)初步的評估和分析,此次在白令海峽附近海域取得的CTD數(shù)據(jù)可靠合理。這為認識2012年夏季白令海峽附近海域溫鹽等水溫分布特征提供了條件。白令海峽附近海域溫度、鹽度和水團分布可以直觀體現(xiàn)海峽的水體交換情況。本文利用這些CTD調(diào)查資料,結(jié)合同航次的拋棄式XBT和XCTD等資料,分析了2012年夏季包括白令海陸坡區(qū)和楚科奇海在內(nèi)的白令海峽附近海域水體結(jié)構(gòu)分布特征。

(李 燕 編輯)

1 調(diào)查區(qū)域與調(diào)查數(shù)據(jù)初步評價

1.1 調(diào)查站位設(shè)置

中國第五次北極科學(xué)考察在白令海峽南側(cè)的白令海陸坡區(qū)和白令海峽北側(cè)的北冰洋楚科奇海海域共進行了44個站位的定點CTD調(diào)查,站位分布圖如圖1所示。其中,白令海陸坡區(qū)設(shè)置4個斷面共26個站位,分別為白令海西側(cè)南北橫跨陸坡區(qū)的BL斷面,東西穿越白令海陸坡區(qū)的BS斷面,圣勞倫斯島附近的BM斷面和位于白令海峽南部的BS斷面;北冰洋楚科奇海海域設(shè)置4個斷面共18個站位,分別為南北穿越楚科奇海的R斷面以及位于楚科奇海西部的C1、C2和CC斷面。各斷面包含站位及相應(yīng)調(diào)查時間見表1,從調(diào)查時間表中可以看出,除BM斷面外,各斷面站位調(diào)查時間均比較集中,每個斷面調(diào)查時間最多不超過3 d,可認為是準同步的。具體站位信息參見中國第五次北極科學(xué)考察報告[14]。

圖1 中國第五次北極科學(xué)考察白令海峽附近海域CTD站位分布圖Fig.1 CTD stations of the Chinese Fifth Arctic Research Expedition around the Bering Sea

表1 第五次北極考察白令海海峽附近海域站位調(diào)查時間表Table 1 Time spans of each survey sections of the Chinese Fifth Arctic Research Expedition

本次調(diào)查所采用的儀器為美國海鳥(SBE)公司生產(chǎn)的海鳥911 Plus CTD溫鹽深剖面儀,該儀器由水下單元和甲板單元組成,水下單元擁有高精度的溫鹽傳感器,可以接收甲板單元的指令并實時傳輸回信號。系統(tǒng)主要包括雙溫雙導(dǎo)探頭、多種傳感器探頭的自容式主機系統(tǒng)、泵循環(huán)海水系統(tǒng)、專用通訊電纜、固體存儲器、RS232接口和電磁采水系統(tǒng)。并安裝了溫度、電導(dǎo)、溶解氧等多個雙探頭傳感器,采樣頻率為24 Hz,在海洋調(diào)查領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。出航前,儀器裝配的傳感器送往美國海鳥公司進行校正維護,以保證原始數(shù)據(jù)的可靠性。本文關(guān)心的主要技術(shù)參數(shù)如表2所示。

表2 雪龍船海鳥911 Plus CTD溫鹽深系統(tǒng)技術(shù)指標Table 2 Technical parameters of SBE 911plus Profiler CTD

1.2 數(shù)據(jù)初步評價

對所有測站的溫、鹽數(shù)據(jù)進行了雙探頭測量數(shù)據(jù)對比,以研究海區(qū)最南部的測站BL12(觀測深度201 m)和最北部的測站R05(觀測深度40 m)為例。表3為兩個測站的對比統(tǒng)計結(jié)果,由表中可以看出,主探頭與次探頭在BL12站的溫度差范圍為(1.0±2.7)×10-3℃,電導(dǎo)率差范圍為(0.9±1.9)×10-3S·m-1;R05站的溫度差范圍為(1.6±1.7)×10-3℃,電導(dǎo)率差范圍為(0.5±0.8)×10-3S·m-1。圖2所示為具體差值分布,其中,紅色實線表示溫度差,藍色實線表示電導(dǎo)率差,黑色實線則表示鹽度差。從圖中可以看出差值波動較大的位置主要出現(xiàn)在表層50 m以淺,且溫鹽波動具有一致性。綜合比較表明,兩探頭性能穩(wěn)定,符合研究精度要求。

表3 海鳥911Plus CTD雙探頭對比結(jié)果統(tǒng)計Table 3 Comparison of the two probes of SBE 911plus Profiler CTD

圖2 BL12站和R05站雙探頭剖面觀測差值Fig.2 Observation differences of double probes at stations BL12 and R05

2 白令海海區(qū)溫鹽分布特征

如圖3a所示,本部分選取4個調(diào)查斷面來分析白令海陸架區(qū)溫鹽分布特征。斷面所覆蓋的海域包括阿納德爾海峽和斯潘伯格海峽兩個重要的海水輸運通道。圣勞倫斯島以北的BN斷面,大致沿64°18'N呈東西緯向分布,緊鄰白令海峽,是極向輸運的必經(jīng)通道。圣勞倫斯島以南包含3個斷面,其中BL斷面自西南陸坡區(qū)向北延伸,縱穿白令海中部陸架區(qū)至圣勞倫斯島西側(cè),緯度范圍為60°42'～63°54'N;BM和BS斷面整體呈東西走向,橫穿白令海中部陸架區(qū),BM斷面大致位于62°48'N,經(jīng)度范圍為167°00'～173°00'W;BS斷面大致位于61°12'N,經(jīng)度范圍為167°00'～177°00'W。3條斷面近似呈三角形分布,覆蓋了陸架區(qū)的大部分海域。將BM01～BM03站并入BL斷面一起繪圖,圖3b～3i給出了BL斷面、BM斷面、BS斷面和BN斷面的溫度、鹽度分布。圖4給出了垂向每隔5 m的溫鹽平面分布圖。

2.1 垂向溫鹽分布特征

圖3b和3c展示了BL斷面的溫鹽垂向分布。從圖中可以看出,自南向北水深逐漸變淺,除BL12站外,其他水深均低于200 m。斷面在圣勞倫斯島以南的部分,表層以高溫低鹽為基本特征,且存在溫度最低值,符合白令海夏季表層水的特征[11]。表層以下溫度降低鹽度升高,在水深約10 m的位置出現(xiàn)明顯的躍層,其中溫躍層比鹽躍層更加顯著,溫躍層強度最強達到0.7℃/m,斷面南端出現(xiàn)顯著的鹽躍層。躍層以下,20 m以深,溫度整體低于0℃,鹽度出現(xiàn)明顯分層結(jié)構(gòu),整體高于31.5。溫躍層以下存在溫度低于-1℃的冷水層,這主要是由于海水的對流引起的。冬季海表冷卻降溫使得海水垂向混合均勻,之后隨溫度升高,表層海水形成穩(wěn)定層結(jié),使得陸架底層海水保留冬季表層水的特征[1]。有研究表明冬季在偏北風(fēng)的作用下,圣勞倫斯島南岸會產(chǎn)生白令海最大的冰間湖,冰間湖內(nèi)強的結(jié)冰析鹽和冷卻過程引起海水對流,產(chǎn)生大量低溫高鹽水[15]。當(dāng)偏北風(fēng)較強時會在圣勞倫斯島南部引起離岸流和沿岸流,進而將高鹽水向西南方向運移,改變那里的陸架底層冷水的性質(zhì)[16]。冷水層以下溫度逐漸升高,但仍低于0℃。

圖3d和3e展示了BM斷面的溫鹽垂向分布。圖中顯示,該斷面水深分布不均勻。表層25 m以上水溫從西至東呈高-低-高的分布特征,整體在0℃以上。斷面東部BM07站出現(xiàn)顯著的高溫低鹽的特征,溫度高于8℃,鹽度低于31.0,呈現(xiàn)出沖淡水的特征,這是由于來自斯潘伯格海峽東部表層的高溫低鹽的阿拉斯加沿岸水穿越陸架向西擴展造成的[17]。表層鹽度分布與溫度分布特征相似,也表現(xiàn)出高-低-高的分布特征,整體鹽度較高,其中32.0等鹽線從斷面中部延伸至海表。斷面東部及中部約25 m深度附近存在顯著溫躍層。25 m以深水體溫度迅速降至0℃以下,其中BM05站以西被溫度低于-1℃的低溫水體所占據(jù),該水體厚度可達30 m,依然具有白令海陸架冷水團的特征,是前一年冬季結(jié)冰析鹽與垂向?qū)α鬟^程形成的冷水殘留[18]。鹽度分布則較為均勻,整體約為32.0。

圖3f和3g展示了BN斷面的溫鹽垂向分布。從圖中可以看出,斷面西部水溫降至2℃以下,32.5等鹽線上升至海表,表現(xiàn)出明顯的上升流的特征,這部分水體來自于阿納德爾灣上升流,將底層低溫高鹽水輸送至上層海域。BN02～BN04站之間表層海域水溫度較高、鹽度較低,核心溫度為8℃左右,鹽度低于32.5。BN04站以東海域表層水溫自西向東逐漸升高,其中BN06～BN08之間海域表層水溫度達到8℃。在BN04～BN06之間,當(dāng)水深至16 m時出現(xiàn)一個低溫中心,溫度低于0℃。BN斷面鹽度整體呈現(xiàn)自西向東逐漸降低的分布特征。在BN01～BN02之間10 m以淺海域鹽度較高,約為33.0,在BN08站20 m以深海域出現(xiàn)高密區(qū),鹽度高于32.5。若以鹽度低于32.0和高于32.8分別作為阿拉斯加沿岸水和阿納德爾水的鹽度特征[19],從圖中可以看出高溫低鹽的阿拉斯加沿岸水向西可到達171°00'W,低溫高鹽的阿納德爾水向東可影響到170°00'W附近。而位于斷面中部介于阿納德爾水與阿拉斯加沿岸水之間的水體,表現(xiàn)出低溫的白令海陸架水的特征[20]。

圖3 白令海斷面分布及各斷面溫鹽分布圖Fig.3 Survey sections around the Bering Sea and distribution of potential temperature and salinity

圖3h和3i展示了BS斷面的溫鹽垂向分布。圖中顯示,自西向東水深明顯變淺,最小深度只有30 m。斷面上表層25 m以淺的水體溫度比下層水體高的多,兩者之間存在明顯的溫躍層。表層溫鹽分布的變化較小,但斷面東部的溫度和鹽度整體上均高于西部。表層以下的鹽度分布特征較為明顯,自東向西隨深度增加而逐漸增大。30～60 m水層溫度低至-1℃,該水體主要是冬季殘留水,由于受到冰間湖對流的影響,其溫鹽性質(zhì)與周圍海水明顯不同。60 m以深的底層水溫度逐漸升高至0℃左右,鹽度也逐漸增大,在BS01站60 m以深鹽度可達到32.5以上。這種溫鹽分布情況與同位于61°00'N附近的BL12～BL13站底層水的溫鹽特征相似,溫度、鹽度介于陸架冷水團(-1.71℃＜t＜-1.00℃,31.80＜S＜32.50)與陸坡流水體(1.70℃＜t＜3.70℃,32.85＜S＜33.30)之間,該水體是由這兩種水體相互作用而形成的混合變性水(-0.50℃＜t＜2.50℃,32.50＜S＜33.10)[21-22]。

2.2 水平溫鹽分布特征

圖4左側(cè)給出了白令海區(qū)垂向5～35 m深度范圍內(nèi)每隔5 m的溫度平面分布圖。調(diào)查區(qū)域內(nèi)5 m以淺的白令海陸架區(qū)表現(xiàn)出明顯的東西兩側(cè)溫度高中間海域溫度低的分布特征,其中兩側(cè)最高溫度可達10℃。低溫水團主要分布在圣勞倫斯島附近海域,最低溫出現(xiàn)在圣勞倫斯島西北部,溫度低于1℃。10 m層水體溫度分布特征整體與5 m層一致,但冷水范圍擴大。圣勞倫斯島東部海域仍然保持較高的溫度,最高溫度可達10℃。但西部海域出現(xiàn)了多個冷水團,從南至北呈現(xiàn)低-高-低-高-低的分布特征,其中圣勞倫斯島西北部的低溫冷水最低約為-1℃。隨著深度的增加,測面西部及北部的冷水逐漸擴張,至20 m深度時出現(xiàn)顯著的南高北低的分布特征,在圣勞倫斯島以南形成明顯的溫度鋒面。圣勞倫斯島以北海域以及測面西邊界完全被2℃以下的冷水所占據(jù),其中圣勞倫斯島北部低溫水團核心溫度約為0℃,測面東北部及西邊界冷水團核心溫度均低于0℃。至25 m層,測面南部暖水面積迅速減小,在測面南邊界的兩端分別有一個暖水團,核心溫度約為8℃。測面其他海域均被溫度低于2℃的低溫海水所占據(jù),其中測面西邊界冷水團的核心溫度低至-2℃。30和35 m層的溫度分布相似,在圣勞倫斯島以南的西部出現(xiàn)了一個大面積的溫度低于-1℃的白令海陸架冷水團,且溫度隨深度增加而降低,冷水團向外溫度逐漸上升。圣勞倫斯島以南的東部陸架區(qū)等溫線呈經(jīng)向分布,自西向東溫度逐漸升高。

圖4右側(cè)給出了白令海區(qū)垂向5～35 m深度范圍內(nèi)每隔5 m的鹽度平面分布圖。圖中顯示在調(diào)查海域內(nèi)鹽度整體呈現(xiàn)北部高南部低的分布特征,鹽度最高值始終出現(xiàn)在圣勞倫斯島附近海域。10 m以淺海域,自西南陸坡區(qū)到北部白令海峽附近,鹽度呈高-低-高-低分布。在圣勞倫斯島以南的陸坡區(qū)存在一條緯向的鹽度低于30.8的低鹽帶,且隨深度增加,這種帶狀分布逐漸向南移動且核心鹽度有所增大。10 m以深鹽度自西南向東北呈高-低-高分布,中部低鹽帶隨深度增加向東南移動且鹽度逐漸增大。

海區(qū)東部有阿拉斯加沿岸水流過,水體垂向混合均勻,高溫低鹽的分布特征顯著。圣勞倫斯島以北海域,東部表層水體由于受到低鹽的阿拉斯加沿岸水及育空河沖淡水的影響[1],鹽度明顯低于西部海域,而西部海域由于受到阿納德爾流、北極氣流、氣象條件等因素的影響[23],溫鹽分布比較復(fù)雜。圣勞倫斯島以南海域,西部表層水體由于太陽輻射和海水輸運等因素的影響,形成了高溫低鹽的夏季表層水。中部陸架上的冬季殘留水受來自冰間湖的低溫高鹽水的影響,水體混合變性使得其溫鹽性質(zhì)與其他陸架水差別很大[22]。來自于阿留申北坡流的白令海陸坡流水可以延伸至測區(qū)西南端,在底層海域與陸架冷水相遇并混合變性,表現(xiàn)出相對高鹽的特征。

圖4 白令海陸架區(qū)5 m間隔溫鹽平面分布圖Fig.4 Horizontal distribution of potential temperature and salinity at different water depths(vertical interval is 5 m) in the Bering Sea

3 楚科奇海海區(qū)溫鹽分布特征

如圖5a所示,本部分選取4個調(diào)查斷面來分析楚科奇海陸架區(qū)溫鹽分布特征。R斷面大致位于169°00'W,呈經(jīng)向分布,由白令海峽西北側(cè)自南向北穿過楚科奇海陸架區(qū)至先驅(qū)淺灘的北側(cè),緯度范圍為66°36'～71°00'N,包含5個站位。在R斷面與阿拉斯加沿岸之間自南向北共設(shè)置3個斷面,分別為CC,C1和C2斷面。其中CC斷面為西南-東北走向,C1斷面為西北-東南走向,兩個斷面與R斷面近似呈三角形分布,均位于166°00'～169°00'W的緯度范圍內(nèi),C2斷面基本為東西走向,最東部測站大致位于163°00'W。由于楚科奇海一年中有一半時間被海冰覆蓋,對入流水的認識是一個復(fù)雜和逐漸發(fā)展的過程[24]。圖5b～5i分別展示了R斷面、CC斷面、C1斷面和C2斷面的溫度、鹽度分布。圖6給出了垂向每隔5 m的溫鹽平面分布圖。

3.1 垂向溫鹽分布特征

圖5b和5c展示了R斷面的溫鹽垂向分布。從圖中可以看出,表層20 m以淺水溫從南至北呈逐漸降低的分布特征。最高溫度出現(xiàn)在斷面中部,受太陽輻射加熱的影響,核心溫度可達6℃以上。R04站以南為開闊水域,從鹽度特征來看屬于白令海陸架水(32.0＜S＜32.8)[25],但由于夏季融冰水對表層水體影響最大,因此很難根據(jù)溫鹽分布特征來判斷表層水體的水團屬性[26]。R04站以北受融冰等因素的影響存在一個明顯的低鹽水團,鹽度低至31.5。R05站則完全是低溫海水,等溫線呈現(xiàn)垂向分布,溫度低至-1℃以下。20 m以深水體結(jié)構(gòu)分布較為簡單,R04站以南溫鹽特征符合白令海陸架水的性質(zhì)。R04站以北溫度降低鹽度升高,最低溫在-1℃以下,鹽度最高可達33.0以上,符合阿納德爾水低溫高鹽的特征,是冬季或春季早期進入的白令海水[25]。

圖5d和5e展示了C1斷面的溫鹽垂向分布。圖中顯示,C1斷面水溫整體呈西低東高的分布特征,鹽度則呈西高東低分布。表層10 m以淺水溫較高,鹽度較低。最高溫出現(xiàn)在斷面東部C03站,溫度可達8℃以上;鹽度最低值也出現(xiàn)在C03站附近海域,鹽度低于30.0,表現(xiàn)出明顯的阿拉斯加沿岸水的特征。表層以下C03站以東海域幾乎完全被白令海陸架水所占據(jù),溫度自東向西逐漸降低,鹽度隨深度逐漸增大,最大值達到32.7,出現(xiàn)在C01站底層海域。

圖5f和5g展示了C2斷面的溫鹽垂向分布。從圖中可以看出,C04站以東斷面層化特征明顯,以西垂向溫鹽分布較均勻。C2斷面水溫相對于其他斷面較低,表層20 m以淺溫度西低東高,最高溫只有約3℃,鹽度則以C05站為中心向兩側(cè)逐漸升高。C05站附近海域溫度高于2℃,鹽度低于31.0,符合季節(jié)性融冰水的特征[27]。20 m以深海水溫度低于0℃、鹽度高于32.5,溫鹽分布較為均勻。底層海水溫度低至-1℃,鹽度高達33.0。以32.8等鹽線為界限,25 m以深是阿納德爾水,這可能是Herald淺灘阻擋了海水的流動所造成的[28]。

圖5h和5i展示了CC斷面的溫鹽垂向分布。圖中顯示,CC斷面水溫整體呈西低東高分布,鹽度則呈西高東低分布。斷面表層溫鹽變化較為劇烈,最高溫位于CC7站附近,溫度可達10℃,鹽度低至30.0,這是高溫低鹽的阿拉斯加沿岸水沿東側(cè)近岸海域向北運動造成的。CC5站以西海水鹽度在32.0～32.8,該鹽度特征屬于白令海陸架水。CC5站以東鹽度降至32.0以下,具有阿拉斯加沿岸水的鹽度特征。20 m以深海水溫鹽分布逐漸趨于穩(wěn)定,溫鹽等值線均呈現(xiàn)垂向分布的特征。

圖5 楚科奇海斷面分布及各斷面溫鹽分布圖Fig.5 Survey sections in the Chukchi Sea and distribution of potential temperature and salinity

圖6 楚科奇海陸架區(qū)5 m間隔溫鹽平面分布圖Fig.6 Horizontal distribution of potential temperature and salinity at different water depths (vertical interval is 5 m)along the shelf of Chukchi Sea

3.2 水平溫鹽分布特征

圖6左側(cè)給出了位于白令海峽以北先驅(qū)淺灘以南的楚科奇海東部陸架區(qū)垂向5～35 m深度范圍內(nèi)每隔5 m的溫度平面分布圖。測面10 m以淺溫度垂向混合較均勻,自南向北整體呈現(xiàn)低-高-低的分布態(tài)勢。表層海水高溫區(qū)分布在68°00'～69°00'N之間靠近阿拉斯加近岸的海域,最高溫可達9℃以上,表現(xiàn)為典型的夏季表層水特征。由該海域向西北方向水溫逐漸降低,至測面西北角71°00'N附近,溫度低至-1℃以下,且該低溫水團可延伸至15 m水層。15 m層以下冷水范圍迅速擴大,70°00'N以北海域幾乎完全被低于1℃的海水所占據(jù)。20 m層高溫區(qū)仍然位于68°00'～69°00'N之間的海域,最高溫約為4℃,出現(xiàn)在阿拉斯加近岸海域。該高溫區(qū)隨深度增加范圍逐漸向東縮減,并沿經(jīng)向向南擴張,等溫線幾乎呈經(jīng)向,使得70°00'N以南海域海溫呈現(xiàn)出自西向東逐漸升高的分布特征。

圖6右側(cè)給出了位于楚科奇海東部陸架區(qū)垂向5～35 m深度范圍內(nèi)每隔5 m的鹽度平面分布圖。5 m層鹽度整體呈南高北低的分布特征。高鹽區(qū)位于69°00'N以南海域,鹽度最高值出現(xiàn)在CC斷面西北部68°00'N附近海域,達到32.8,明顯是受到阿拉斯加沿岸水的影響。68°00'～69°00'N高溫區(qū)以南表層海域,白令海陸架水和阿納德爾水占主要地位。隨深度的增加,阿拉斯加沿岸水的作用逐漸凸顯。69°00'N以北海域自西向東鹽度逐漸降低,最低值低于30.0,位于阿拉斯加至70°00'N沿岸海域,表現(xiàn)出季節(jié)性融冰水的特征。5 m層以深至15 m層除C2斷面東部海水鹽度向東逐漸升高之外,測面鹽度整體呈西高東低分布。鹽度最低值出現(xiàn)在測面南端靠近白令海峽的海域,低于30.4。15 m以深海水垂向混合較均勻,鹽度整體較高,最低值始終位于阿拉斯加沿岸海域。

4 結(jié) 論

本文通過對2012年夏季白令海峽南側(cè)白令海陸架區(qū)和北側(cè)楚科奇海東部海區(qū)溫鹽特征的分析,比較得出兩個海域各自水文特征之間的相關(guān)性及差異性。在水體由白令海峽北上的過程中,由于流場、地形、海-氣相互作用等因素的影響,可以按照不同的水團性質(zhì)或分布特征將海域進行分區(qū)比較。

白令海峽以南的白令海陸架區(qū),按水文特征不同可以分為圣勞倫斯島以南和圣勞倫斯島以北兩個區(qū)域。圣勞倫斯島以南海域,靠近阿拉斯加沿岸的水體水深較淺,不超過40 m,主要水團為具有高溫低鹽特征的阿拉斯加沿岸水,水體垂向混合均勻,最高溫度約為8℃,最低鹽度低于31.0。向西表層水體溫鹽分布較為均勻,但在25 m深度附近存在顯著的溫躍層,躍層以下溫度分布出現(xiàn)層化現(xiàn)象,靠近圣勞倫斯島水體鹽度分布均勻,向南鹽度層化分布逐漸顯著。圣勞倫斯島西南部約30～60 m深度處,存在大面積溫度分布均勻的白令海陸架冷水,溫度約為-1℃。其下方靠近白令海陸坡區(qū)海水鹽度較高,主要水團為白令海陸坡流水和陸架冷水團形成的混合變性水,鹽度超過32.5。圣勞倫斯島以北海域水深較淺,太平洋水在陸架區(qū)匯聚向北進入白令海峽。東部靠近斯潘博格海峽,由于阿拉斯加沿岸水的存在,具有高溫低鹽的分布特征,溫度最高約為8℃,鹽度最低低于31.0。西部毗鄰阿納德爾海峽,由于阿納德爾水的存在,具有低溫高鹽的分布特征,溫度最低約為0℃,鹽度最高可達33.0。

白令海峽以北的楚科奇海東部海區(qū),延續(xù)了圣勞倫斯島以北陸架區(qū)的水文特征。東側(cè)近岸海域阿拉斯加沿岸水通過白令海峽后繼續(xù)沿岸向北運動,海水呈高溫低鹽的分布特征,最高溫可達10℃,鹽度低至30.0。西側(cè)是低溫高鹽的阿納德爾水,溫度低于5℃,鹽度可達32.8,但至69°00'N附近,該低溫高鹽信號消失,斷面層化現(xiàn)象逐漸顯著。隨著水團繼續(xù)向北運動,溫度逐漸降低,鹽度逐漸升高。至71°00'N附近,西部海域表層溫度低至-2℃,鹽度可達32.0。

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Characteristics of Temperature and Salinity Distribution Around the Bering Strait in Summer of 2012

WANG Ying-jie,LIU Na,LIN Li-na,CHEN Hong-xia
(The First Institute of Oceanography,SOA,Qingdao 266061,China)

Hydrologic characteristics of water masses in the Bering Sea shelf and the Chukchi Sea are analyzed with the CTD data obtained near the Bering Strait by the Fifth Chinese Arctic Research Expedition in summer of 2012.The results show that 1)the shelf to the south of the Bering Strait can be divided into two regions according to their different hydrologic characteristics:the southern and the northern regions to the St.Lawrence island.The Alaska Coastal Water flows along the east coast in the southern region,and this water mass is homogenous in vertical with remarkable characteristic of high temperature and low salinity.A strong thermocline exists at around 25 m depth in the west of the region and stratification of temperature is apparent below the thermocline.The cold water in the southwest area is the Bering Shelf Water,and below it is the salty Bering Slope Current Water.In the northern region to the St.Lawrence island,the warm and fresh water flows in the east while the cold and saline Anadyr Water occupies the west area.2)In the north of the Bering Strait,inflows have significant influence on the current system of Chukchi Sea.Alaska Coastal Water still flows northward along the east coast.Anadyr Water in the west area gradually disappears at about 69°00'N,and stratification is more obvious in its northern part.As the current continuously flow northward,temperature is reduced but salinity is increased.

Bering Strait;Chukchi Sea;Chinese Fifth Arctic Research Expedition;analysis of temperature and salinity

P731.1

:A

1671-6647(2017)01-0040-13

10.3969/j.issn.1671-6647.2017.01.005

2016-04-27

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項資金資助項目——極地溶解氧(水文參數(shù))觀測與校正(2014T02和2014G02);南北極環(huán)境綜合考察與評估專項——北極物理海洋和海洋氣象考察(CHINARE2016-03-01)和北極周邊海域物理海洋環(huán)境綜合分析與評價(CHINARE2016-04-03)

王穎杰(1992-),女,河南信陽人,碩士研究生,主要從事極地物理海洋學(xué)方面研究.E-mail:wangyj@fio.org.cn

*通訊作者:劉 娜(1977-),女,山東鄒平人,副研究員,博士,主要從事極地海洋學(xué)及氣候變化方面研究.E-mail:liun@fio.org.cn

Received:April 27,2016