蘇 劼熊學(xué)軍劉 浩盧德杰

(1.國(guó)家海洋局第一海洋研究所,山東青島266061; 2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室區(qū)域海洋動(dòng)力學(xué)與數(shù)值模擬功能實(shí)驗(yàn)室,山東青島266237; 3.中海石油深海開發(fā)有限公司,廣東深圳518067)

南黃海西部2007年4月的逆溫躍層

蘇 劼1,熊學(xué)軍1,2*,劉 浩3,盧德杰3

(1.國(guó)家海洋局第一海洋研究所,山東青島266061; 2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室區(qū)域海洋動(dòng)力學(xué)與數(shù)值模擬功能實(shí)驗(yàn)室,山東青島266237; 3.中海石油深海開發(fā)有限公司,廣東深圳518067)

利用南黃海西部2007-04的溫鹽實(shí)測(cè)資料,采用海洋層結(jié)譜表達(dá)法及自適應(yīng)識(shí)別,得到逆溫躍層的“五點(diǎn)三要素”,形成強(qiáng)度要素平面分布圖。分析表明,逆溫躍層的存在與黃海暖流水有直接的關(guān)系:1)4月份,黃海暖流水受到的海面冷卻仍是產(chǎn)生逆溫躍層的普遍原因,在該海區(qū)黃海暖流向北延伸和向兩側(cè)拓展的區(qū)域都有該種類型的逆溫躍層存在,位置相對(duì)較淺;2)但在偏南的黃海暖流主干區(qū),海面冷卻產(chǎn)生的效應(yīng)被主流區(qū)的熱量補(bǔ)充所抵消,逆溫躍層很弱甚至消失,這是該月份逆溫躍層分布區(qū)向北退縮并在南部中心附近呈現(xiàn)缺失區(qū)的主要原因;3)南下的魯北沿岸流水的冷水疊加在黃海暖流水的暖水上方,使逆溫躍層加強(qiáng),使得冷暖水的作用區(qū)成為強(qiáng)逆溫躍層區(qū);4)黃海暖流左側(cè)冷沿岸流水及右側(cè)冷水的前端向黃海暖流楔入,其前端往往覆蓋在底層高溫高鹽的黃海暖流水上方形成下逆溫躍層,從而形成雙逆溫躍層。這些特點(diǎn),較以前認(rèn)知更加客觀、全面、細(xì)致和準(zhǔn)確。

海洋層結(jié)譜表達(dá)法及自適應(yīng)識(shí)別;逆溫躍層;黃海暖流;強(qiáng)逆溫躍層;雙逆溫躍層

海水溫度一般是自海面向下遞減的,但在有些情況下,也會(huì)出現(xiàn)水溫向下增加的逆溫現(xiàn)象,可以形成逆溫躍層[1]。逆溫躍層對(duì)環(huán)流、水團(tuán)等水文特征有一定的指示、驗(yàn)證作用,與水中的溶解氧、葉綠素等生物化學(xué)要素的分布具有相關(guān)性,對(duì)魚類資源的分布也有顯著的影響。由于黃海特殊的地形和地理位置,其環(huán)流與其他海區(qū)也有所不同,主要表現(xiàn)在冬、夏兩半年存在明顯的差異:冬半年,黃海環(huán)流系由來自外海的黃海暖流及其余脈與東西兩側(cè)的沿岸流組成,暖流北上,沿岸流南下;夏半年,主要存在因黃海冷水團(tuán)密度環(huán)流出現(xiàn)而產(chǎn)生的近似閉合的環(huán)流[2]。春、秋兩季的過渡性特征則比較明顯。南黃海西部沿岸有青島、煙臺(tái)、威海、日照、東臺(tái)、連云港、南通等重要的港口城市,是重要的水陸交通樞紐,還有呂泗、大沙等重要的漁場(chǎng)。研究逆溫躍層對(duì)科學(xué)研究、漁業(yè)生產(chǎn)等都有應(yīng)用價(jià)值。

在過去黃海溫躍層研究中,對(duì)逆溫躍層的研究相對(duì)較少。張勐寧等收集了1900—2004年的海洋調(diào)查資料,研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)近海中,黃海逆溫躍層最強(qiáng),時(shí)間上多發(fā)生在冬、春季節(jié),主要是受到南下冷空氣的影響[3]。1992年國(guó)家海洋局編著的《渤海、黃海、東海海洋圖集——水文》分冊(cè)[4],搜集了1907—1986年間的調(diào)查資料,繪制了中國(guó)近海躍層分布圖,該圖集采用傳統(tǒng)方法,定義水溫要素在垂直方向上出現(xiàn)急劇變化,其垂直梯度達(dá)到臨界值的水層,稱為躍層,逆躍層強(qiáng)度臨界值采用0.05℃/m?！逗Ｑ笳{(diào)查規(guī)范:第七部分 海洋調(diào)查資料交換》規(guī)定:溫度躍層強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)臨界值在200 m以淺海域?yàn)?.2℃/m,200 m以深海域?yàn)?.05℃/m[1]。顏文彬在研究臺(tái)灣海峽溫度逆躍層時(shí),結(jié)合該海域水溫特征,規(guī)定強(qiáng)逆溫躍層標(biāo)準(zhǔn)0.2℃/m,弱逆溫躍層強(qiáng)度0.05℃/m[5]。這些研究中逆溫躍層的確定基本都是通過水溫垂直剖面圖人工直接選取的,不同作者、不同研究海域,采用的強(qiáng)度臨界值標(biāo)準(zhǔn)通常不統(tǒng)一,而人為規(guī)定的最低標(biāo)準(zhǔn),也具有一定的非客觀性。

(李 燕 編輯)

近來,本文通訊作者帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在南海內(nèi)波的研究中,建立了一套關(guān)于躍層的定義、表達(dá)、確定和識(shí)別的系統(tǒng)方法,使得繪制系統(tǒng)而完整的躍層各類特征全海區(qū)分布圖成為可能,為躍層研究和應(yīng)用奠定了必要的基礎(chǔ)[6]。該方法提出了海洋躍層的全水層剖面譜表達(dá)法,通過海洋要素的垂直變化梯度零線和分布曲線把躍層形態(tài)、垂直變化過程及特征全面、系統(tǒng)、完整、準(zhǔn)確地凸顯出來;分別利用曲率區(qū)域最值和小波變換自適應(yīng)檢測(cè)法,將躍層譜峰根部的轉(zhuǎn)折特征提取出來,確定了躍層與上下層水體的分界,從而形成了全面表征躍層自然屬性特征的“五點(diǎn)三要素”法,即躍層上界點(diǎn)、強(qiáng)躍層上界點(diǎn)、躍層最值點(diǎn)、強(qiáng)躍層下界點(diǎn)、躍層下界點(diǎn)這5個(gè)躍層屬性特征點(diǎn)和躍層最大強(qiáng)度、強(qiáng)躍層平均強(qiáng)度、躍層平均強(qiáng)度這3個(gè)躍層強(qiáng)度要素[6]。

本文利用南黃海2007-04的溫鹽實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),通過躍層譜表達(dá)法識(shí)別逆溫躍層的存在及類型,利用自適應(yīng)識(shí)別得到的“五點(diǎn)三要素”,據(jù)此完整地表達(dá)逆溫躍層,給出研究海域4月逆溫躍層的分布情況,同時(shí)結(jié)合溫度、鹽度平面分布和剖面分布,討論逆溫躍層形成原因,并與《渤海、黃海、東海海洋圖集——水文》分冊(cè)中的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。

1 數(shù)據(jù)及處理方法

1.1 數(shù)據(jù)介紹

本文所用資料為南黃海西部海域的CTD觀測(cè)資料,調(diào)查時(shí)間段為2007-04-03—25,調(diào)查海域?yàn)槟宵S海西部32°00'～37°30'N,119°30'～124°00'E,調(diào)查站位共計(jì)272個(gè),站位分布如圖1所示。CTD觀測(cè)數(shù)據(jù)垂直分辨率為1 m,水平分辨率≤0.25°。

圖1 站位分布Fig.1 Location of the stations

1.2 處理方法

首先利用躍層譜表達(dá)法,判斷有逆溫躍層出現(xiàn)的站位。梯度零線作為譜表達(dá)法的基準(zhǔn)參考線,有助于判別逆溫躍層,使逆溫躍層表達(dá)得更加直觀。如圖2b,從譜形圖中可以看到在梯度零線右側(cè)有一個(gè)明顯的譜峰,對(duì)應(yīng)圖2a溫度垂直剖面中溫度變化劇烈的位置,即逆溫躍層位置,溫度梯度最大達(dá)0.1℃/m。全水層譜形圖不僅把整個(gè)剖面的層結(jié)特征全面、系統(tǒng)、定量地表達(dá)出來,更是把躍層形態(tài)及變化特征以“譜峰”的形式全面、系統(tǒng)、定量的凸顯出來[6]。明確站位后,利用自適應(yīng)識(shí)別,得到逆躍層的“五點(diǎn)”,再以“五點(diǎn)”為基礎(chǔ),得到“三要素”(圖3)。從圖3中可以看出,自適應(yīng)識(shí)別得到的逆溫躍層區(qū)不僅包含了溫度梯度變化顯著的強(qiáng)逆溫躍層,還包含了強(qiáng)度較弱,但溫度梯度垂直變化依然顯著的過渡部分,這使得躍層結(jié)構(gòu)更加完整。

圖2 海水溫度垂直剖面分布圖與全水層海洋層結(jié)譜圖Fig.2 Vertical distribution of sea water temperature and marine stratification spectrum of the whole water layer

圖3 逆溫躍層“五點(diǎn)三要素”圖示例Fig.3 A demonstration of the‘five points and three elements’of the inversion thermocline

2 逆溫躍層分布特征

通過自適應(yīng)識(shí)別出逆溫躍層的“五點(diǎn)三要素”,形成逆躍層平均值(圖4a)、強(qiáng)逆躍層平均值(圖4b)、逆躍層最強(qiáng)值(圖4c)三種強(qiáng)度要素的分布圖。同時(shí)將識(shí)別出的溫躍層以及無(wú)躍區(qū)范圍繪制在“三要素”平面分布圖中(彩色陰影部分)。圖4中紅色虛線為《渤海、黃海、東海海洋圖集——水文》分冊(cè)[4]中,4月份逆溫躍層的范圍。此外,為了便于觀察每個(gè)站位逆溫躍層的細(xì)部特征,按照站位間的相對(duì)位置,將所有表現(xiàn)出逆躍層的站位,及其周邊部分站位的全海洋層結(jié)譜圖拼接在一起(圖5),圖中黑色實(shí)線所包圍的為存在逆溫躍層站位的全海洋層結(jié)譜圖。

圖4 強(qiáng)度“三要素”圖Fig4.Three strength factors of the thermocline

圖5 全水層海洋層結(jié)譜圖Fig.5 The marine stratification spectrum of the whole water layer

2.1 逆溫躍層分布特征

從圖4中可以看出,在20 m等深線以淺既沒有正躍層又沒有逆躍層存在。在近35°N以北的山東半島以南海域,與西伸的海槽地形有較好的一致性,正躍層范圍也有向岸伸展的趨勢(shì),并一直延伸到近岸。20 m以深水域中,除了成山角西南外海以及33°48'～34°48'N之間的海州灣西南部外海直至40 m等深線外,其余區(qū)域都存在正躍層。

逆溫躍層區(qū)分布在黃海暖流向北延伸和向兩側(cè)擴(kuò)展的區(qū)域(34°～37°N,121°30'～124°00'E),但在偏南部的黃海暖流主干區(qū),逆溫躍層很弱,在逆溫躍層分布范圍南部中心附近呈現(xiàn)出一個(gè)自南向北的缺失區(qū),呈舌狀自南黃海西南部34°N向北延伸至35°30'N,從圖6中可以看到,缺失區(qū)中站位的逆溫躍層都非常弱,甚至消失。

2.2 逆溫躍層強(qiáng)度分布特征

從圖4可以看出,“三要素”分布趨勢(shì)大致相同,但在強(qiáng)弱上有所差別?！叭亍敝?逆溫躍層最值點(diǎn)強(qiáng)度最大,范圍為0.02～0.29℃/m;強(qiáng)躍層平均強(qiáng)度次之,為0.02～0.19℃/m;躍層平均強(qiáng)度最小,為0.01～0.12℃/m。

3種強(qiáng)度要素平面分布中,在黃海暖流主軸兩側(cè)都分別有兩個(gè)大值區(qū)。左側(cè)大值區(qū)從34°30'N向北延伸至36°12'N,右側(cè)大值區(qū)范圍在35°18'～36°30'N,整體來看,右側(cè)大值區(qū)相對(duì)較弱,不太成體系,存在分散的閉合區(qū)。左、右兩個(gè)強(qiáng)中心逆溫躍層平均值最大值分別為0.14和0.13℃/m;強(qiáng)逆溫躍層平均值中心值分別為0.19和0.15℃/m;最值點(diǎn)強(qiáng)度中心值分別為0.29和0.24℃/m。在3種強(qiáng)度要素平面分布中,左側(cè)大值區(qū)均強(qiáng)于右側(cè),且左側(cè)大值區(qū)的范圍也較大。

2.3 多逆溫躍層分布特征

自適應(yīng)識(shí)別法識(shí)別得到共有58個(gè)站位存在逆溫躍層,其中有50%的站位存在雙逆溫躍層,因此雙逆溫躍層是一種不能忽視的重要現(xiàn)象。強(qiáng)度強(qiáng)的雙逆溫躍層主要集中在南黃海中西部、逆溫躍層分布范圍南部中心附近缺失區(qū)兩側(cè),如圖4～圖6中紅色矩形框所示范圍內(nèi)。左側(cè)強(qiáng)雙逆躍層的分布區(qū)域與左側(cè)強(qiáng)度大值區(qū)的位置基本相同,右側(cè)強(qiáng)雙逆躍層的分布區(qū)域則較右側(cè)強(qiáng)度大值區(qū)的位置略偏南。除此之外在其它位置也存在零星的雙逆溫躍層,但強(qiáng)度都較弱,甚至有些站位表現(xiàn)出了3個(gè)逆溫躍層,如HH171站(123°30'E,34°36'N)。

2.4 與歷史結(jié)果的對(duì)比分析

過去通常將海洋要素垂直分布曲線上曲率最大的點(diǎn)分別確定為躍層的頂界和底界,將頂界和底界之間的厚度確定為躍層厚度,將躍層厚度內(nèi)的平均強(qiáng)度確定為躍層強(qiáng)度[1]。其實(shí),這樣規(guī)定得到的躍層強(qiáng)度只是躍層中最顯著部分的強(qiáng)度,也就是三要素中的強(qiáng)躍層平均強(qiáng)度。

選取《渤海、黃海、東海海洋圖集——水文》分冊(cè)[4]中4月水溫躍層分布圖(圖6)與本文研究區(qū)域相同位置、范圍的部分(圖4)進(jìn)行比較分析。

圖6 4月水溫躍層分布[4]Fig.6 Distribution of the thermocline in April[4]

從圖6可見,在調(diào)查區(qū)南部,無(wú)躍區(qū)的范圍從蘇北淺灘向東延伸至124°E、60 m以淺的水域;而本文結(jié)果中無(wú)躍區(qū)主要存在于20 m等深線以淺海區(qū),成山角西南外海存在一片無(wú)正躍層區(qū)。圖6中除無(wú)躍區(qū),其他位置均存在正躍層,包括成山角西南外海;本文結(jié)果中,調(diào)查區(qū)中北部35°18' N附近正躍層區(qū)范圍較圖6中的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏西、甚至直達(dá)岸邊,調(diào)查區(qū)南部正躍層區(qū)范圍要遠(yuǎn)大于圖6中的范圍。

逆溫躍層在南黃海西北部(34°～37°N,122°00'～123°30'E)為一個(gè)整體,呈帶狀分布,從正躍層區(qū)的東南部開始,由NW—SE向轉(zhuǎn)為北向延伸,其分布范圍并非黃海暖流向北延伸和擴(kuò)散的位置。此外,逆溫躍層強(qiáng)度是通過傳統(tǒng)方法計(jì)算得出的,僅給出了強(qiáng)度范圍(-0.05～-0.45℃/m),丟失了很多重要的強(qiáng)度特征。

3 逆溫躍層成因分析

3.1 逆溫躍層形成的普遍原因

逆溫躍層是由于水溫向下升高產(chǎn)生的,春季在南黃海西部突出的水文現(xiàn)象是黃海暖流。湯毓祥等根據(jù)1966年調(diào)查資料,由溫、鹽場(chǎng)的結(jié)構(gòu)揭示出春季在南黃海兩側(cè)是兩支由北向南的沿岸流,而中部則是向北運(yùn)移的黃海暖流[8]。從1988-04-04黃海海面溫度場(chǎng)看出,在32°N,127～128°E附近,出現(xiàn)一向西北的舌形,隨著舌形向西北伸展進(jìn)入南黃海后逐漸轉(zhuǎn)向北,等溫線溫度逐漸降低,黃海暖流水的特征清晰地顯示出來[9]。

為了分析逆溫躍層的成因,根據(jù)本文所用調(diào)查資料繪制溫度平面分布(圖7),在表層、20 m層、30 m層、底層,最明顯的特征是在123°E附近存在一個(gè)自南向北伸展的暖水舌。暖舌西側(cè),有低溫冷水呈舌狀向南伸展,中心等溫線基本呈封閉狀[7]。表層至底層溫度分布在結(jié)構(gòu)和總體趨勢(shì)上是一致的,不同的是,從表層至底層,暖水向北以及向兩側(cè)擴(kuò)展區(qū)域逐漸變大。在表層,9℃等溫線到達(dá)36°N附近,至底層,9℃等溫線延伸至37°N。同時(shí)東西方向暖舌范圍也明顯增大,占據(jù)整個(gè)南黃海西部的大部分海域。圖8的鹽度平面分布圖中,隨著深度增加,高鹽水逐漸向北延伸,中心鹽度逐漸增加,至底層高鹽水中心鹽度超過34,33等鹽線延伸到了37°N。該暖舌為黃海暖流伸入南黃海西側(cè)的部分。

將出現(xiàn)逆溫躍層的站位疊加在溫度圖上,發(fā)現(xiàn)逆溫躍層均分布在黃海暖流向北和向兩側(cè)擴(kuò)展的區(qū)域,在黃海暖流舌從譜形圖中也可以看到,深度較淺的逆溫躍層普遍存在,這是由于,4月份海面冷卻仍然存在,這種類型的逆溫躍層是黃海暖流在向北挺進(jìn)過程中,受到海面冷卻作用影響形成的,因此深度較淺,強(qiáng)度較弱。

3.2 逆溫躍層缺失區(qū)的形成原因

在圖7中,黃海暖流伸入南黃海西側(cè)的暖舌,在4月份其主體位于33°～37°N,中心溫度為12.5℃。在黃海暖流偏南的主干區(qū),熱量供應(yīng)充足,海面冷卻產(chǎn)生的效應(yīng)被主流區(qū)的熱量補(bǔ)充所抵消,因此不足以形成逆溫躍層,造成在11.5℃等溫線范圍內(nèi),逆溫躍層很弱,甚至消失,因而在圖4中逆溫躍層范圍南部中心附近呈現(xiàn)出一個(gè)缺失區(qū)。

3.3 強(qiáng)躍區(qū)的形成原因

除了暖水的分布區(qū)外,冷水區(qū)的分布也同樣顯著。在圖7b,7c中暖舌兩側(cè)有冷水向中部擠壓。從暖舌左側(cè)冷水的位置、性狀和延伸區(qū)看,該冷水為南黃海西岸的沿岸流,從沿岸流的性質(zhì)分析,左側(cè)冷水北端的源頭就是自上而下的魯北沿岸流。20 m、30 m層35°18'N(紅線)附近尤為明顯,冷水積聚下沉,暖舌范圍有所收縮,在該處呈現(xiàn)一頸狀。正是由于此處冷水的疊加,使逆溫躍層強(qiáng)度進(jìn)一步加強(qiáng),在圖4中缺失區(qū)兩側(cè)呈現(xiàn)出2個(gè)強(qiáng)逆溫躍層區(qū)。而由于左側(cè)冷水比右側(cè)冷水勢(shì)力更強(qiáng),且溫度明顯低于右側(cè),有-7℃冷中心,因此,左側(cè)強(qiáng)逆溫躍層區(qū)的強(qiáng)度與范圍均強(qiáng)于右側(cè)。

圖7 溫度平面分布Fig.7 The horizontal distributions of sea temperature in the study area

3.4 雙躍層的形成原因

為了進(jìn)一步分析冷水和暖水對(duì)逆溫躍層的影響,繪制35°18'N斷面的溫度剖面圖,如圖9所示,122°42'～123°18'E范圍內(nèi)有一明顯暖水區(qū)域,核心溫度達(dá)11.5℃,即黃海暖流,垂直范圍從表層到68 m。冷水在暖水兩側(cè)積聚下沉。左側(cè)冷水垂直范圍從表層到40 m處,在20～30 m和35 m各有一個(gè)冷中心,核心溫度8.0℃;右側(cè)冷水垂直范圍從20 m附近到71 m,在40～50 m有一個(gè)冷中心,核心溫度8.5℃。

觀察圖5中35°18'N斷面上站位的譜圖。H H137在圖9中所在位置為黃海暖流的區(qū)域,從圖5中可以看到該站譜圖在梯度零線右側(cè)有微弱的溫度梯度正值,圖4中的缺失區(qū)的站位均屬于此情況。H H138站躍層很淺,在10～20 m,強(qiáng)度較強(qiáng)。HH139、HH138站有明顯的雙逆躍層。HH141、HH134站逆溫躍層深度達(dá)到底層,在45～70 m。

可以看到,表層冷卻與黃海暖流相互作用,形成了淺層的逆溫躍層,而其強(qiáng)度在沿岸冷水的作用下進(jìn)一步加強(qiáng)。同時(shí)黃海暖流兩側(cè)淺層冷水南下突進(jìn),楔入黃海暖流,冷水前鋒覆蓋在底層高溫高鹽的暖流水之上,形成了較深的逆躍層。下層逆溫躍層與表層冷卻形成的淺逆溫躍層一起,構(gòu)成了雙逆溫躍層。如圖7b中紅色矩形框中位置,由于有冷水楔入和冷卻的雙重作用,強(qiáng)度較強(qiáng)的雙逆溫躍層多產(chǎn)生于此。

綜上所述,《渤、黃、東海海洋圖集——水文分冊(cè)》中的4月逆溫躍層分布圖,采用傳統(tǒng)躍層確定方法,利用人為規(guī)定的臨界值確定躍層,具有主觀性,且丟失了很多細(xì)節(jié)。自適應(yīng)識(shí)別法得出的逆躍層強(qiáng)度平面分布更加細(xì)致,更加準(zhǔn)確,更加全面,更加客觀地反映出了黃海逆溫躍層的實(shí)際情況。

圖8 鹽度平面分布Fig.8 The horizontal distributions of salinity in the study area

圖9 35°18'N,120°～124°E剖面溫度分布Fig.9 The vertical distribution of sea temperature along the 35°18'N,120°～124°E section

4 結(jié) 論

本文利用南黃海2007-04的溫鹽實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),采用海洋層結(jié)譜表達(dá)法及自適應(yīng)識(shí)別,得到逆溫躍層的“五點(diǎn)三要素”,形成強(qiáng)度要素平面分布圖。同時(shí)結(jié)合溫度、鹽度平面分布和剖面分布,討論逆溫躍層形成原因,并與《渤海、黃海、東海海洋圖集——水文》[4]分冊(cè)中的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,得到以下主要結(jié)論:

1)逆溫躍層的特征就是上面水冷、下面水暖,它的形成與黃海暖流有直接關(guān)系:(1)逆溫躍層產(chǎn)生的普遍原因仍然是黃海暖流水受到海面冷卻,由冷卻產(chǎn)生的逆溫躍層位置相對(duì)較淺,分布在黃海暖流向北延伸和向兩側(cè)擴(kuò)張的區(qū)域。(2)黃海暖流在向北挺進(jìn)過程中,黃海暖流偏南的主干區(qū)熱量供應(yīng)充足,海面冷卻產(chǎn)生的效應(yīng)被抵消,因此逆溫躍層減弱甚至消失,使得4月逆溫躍層分布區(qū)向北退縮并在南部中心附近呈現(xiàn)缺失區(qū)。(3)魯北沿岸流冷水在黃海暖流左側(cè)南下突進(jìn),疊加在黃海暖流水的暖水上方,使逆溫躍層強(qiáng)度進(jìn)一步加強(qiáng),在冷、暖水的作用區(qū)形成強(qiáng)逆溫躍層區(qū)。(4)沿岸冷水具有低溫低鹽的特性,其前端向黃海暖流楔入,冷水前鋒覆蓋在底層高溫高鹽的暖流水之上,形成下層逆溫躍層,從而產(chǎn)生雙逆溫躍層。

2)海洋躍層譜表達(dá)法及自適應(yīng)識(shí)別在躍層識(shí)別及表達(dá)中有很好的應(yīng)用。躍層譜表達(dá)法有助于識(shí)別躍層的存在及類型,躍層自適應(yīng)檢測(cè)獲得的是曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn),為曲線自身的屬性特征,沒有人為規(guī)定臨界值,避免了主觀性,具有自適應(yīng)的特點(diǎn)且識(shí)別得到的躍層上界、下界包含躍層過渡部分,使得躍層更加完整?！拔妩c(diǎn)三要素”能夠更加完整的表達(dá)躍層特征,從逆溫躍層強(qiáng)度要素平面分布所得的關(guān)于逆溫躍層的認(rèn)識(shí),較以前認(rèn)知更加客觀、全面、細(xì)致和準(zhǔn)確。

[1] 毛漢禮,邱道立.全國(guó)海洋綜合調(diào)查報(bào)告:第三冊(cè) 中國(guó)近海溫、鹽、密度的躍層現(xiàn)象[M].北京:科學(xué)出版社,1964:7-11.

[2] 孫湘平.中國(guó)近海及毗鄰海域水溫概況[M].北京:海洋出版社,2016.

[3] 張勐寧,劉金芳,毛可修,等.中國(guó)海溫度躍層分布特征概況[J].海洋預(yù)報(bào),2006,23(4):51-58.

[4] 海洋圖集編委會(huì).渤海、黃海、東海海洋圖集——水文分冊(cè)[M].北京:海洋出版社,1992.

[5] 顏文彬.臺(tái)灣海峽的溫度逆躍層[J].臺(tái)灣海峽,1991,10(4):334-337.

[6] 陳亮,熊學(xué)軍,李小龍,等.海洋躍層的譜表達(dá)法及自適應(yīng)識(shí)別[J].海洋科學(xué)進(jìn)展,2016,34(3):328-336.

[7] 鞠霞,熊學(xué)軍.渤、黃、東海水溫季節(jié)變化特征分析[J].海洋科學(xué)進(jìn)展,2013,31(1):55-68.

[8] 湯毓祥,鄒娥梅,李興宰,等.初春黃海水文特征及環(huán)流狀況的分析[J].海洋學(xué)報(bào),1999,21(5):1-11.

[9] 藍(lán)淑芳.黃海暖流水的調(diào)查研究[J].海洋科學(xué),1993,17(1):38-40.

The Inversion Thermocline in the Western South Yellow Sea in April 2007

SU Jie1,XIONG Xue-jun1,2,LIU Hao3,LU De-jie3
(1.The first institute of oceanography,SOA,Qingdao 266061,China; 2.Laboratory for Regional Oceanography and Numerical Modeling,Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology,Qingdao 266237,China; 3.CNOOC Deepwater Exploitation Co.Ltd.,Shenzhen 518067,China)

The‘five points and three elements’of inversion thermocline are obtained and the horizontal distribution of strength factors is plotted by using the temperature and salinity data measured in the western South Yellow Sea in April,2007 and by means of the marine stratification spectrum representation and the adaptive recognition.The analysis indicates that the occurrence of the inversion thermoclinein the werstern South Yellow Sea is directly related to the water of the Yellow Sea Warm Current:1)The surface cooling that the water of the Yellow Sea Warm Current was subjected to in April is still the universal reason that causes the formation of the inversion thermocline.In the study area,such kind of inversion thermocline occurs in the areas where the Yellow Sea Warm Current extends to the north and expands both sides and the position of the thermocline is shallow;2)In the main area of the Yellow Sea Warm Current further to the south,however,the effect caused by the sea surface cooling is offset by the heat supplement and the inversion thermocline becomes very weak and even disappears.This is the reason why the area of the inversion thermocline retreats northward and becomes absent near the southern central region in the month of April; 3)The overlying of the southward cold water of the Lubei Coastal Current over the warm water of the Yellow Sea Warm Current makes the inversion thermocline strengthen,thus making the area of cold and warm water action become a strong inversion thermocline area;4)The front ends of both the cold coastal current water and the cold water located respectively at the left side and the right side of the Yellow Sea Warm Current wedge to the Yellow Sea Warm Current and often overlay above the high temperature and high salt water of the Yellow Sea Warm Current,forming a lower inversion thermocline.Thereby,a kind of double inversion thermocline forms.All these characteristics are more objective,comprehensive, detailed and accurate than what we have known before.

marine stratification spectrum representation and adaptive recognition;inversion thermocline; the Yellow Sea Warm Currenct;strong inversion thermocline;double inversion thermocline

P722.7

A

1002-3682(2017)01-0001-11

10.3969/j.issn.1002-3682.2017.01.001

2016-12-14

國(guó)家科技重大專項(xiàng)科研任務(wù)——南海北部?jī)?nèi)波流監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警系統(tǒng)研究及應(yīng)用(2016ZX 05057015);海洋工程裝備科研項(xiàng)目——500米水深油田生產(chǎn)裝備TLP自主研發(fā)-內(nèi)波流預(yù)警方案研究及內(nèi)波流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制;國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目——黃海暖流的多時(shí)相特征及其發(fā)生機(jī)制研究(41376038);國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)-山東省人民政府聯(lián)合資助海洋科學(xué)研究中心項(xiàng)目——海洋環(huán)境動(dòng)力學(xué)和數(shù)值模擬(U1606405);全球變化與海氣相互作用專項(xiàng)子課題——黑潮結(jié)構(gòu)時(shí)空變化特征對(duì)中國(guó)近海環(huán)流的影響分析(GASI-03-01-01-02);全球變化與海氣相互作用專項(xiàng)子課題——黑潮不穩(wěn)定性及多核結(jié)構(gòu)(GASI-IPOVAI-01-05);國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃——太平洋印度洋對(duì)全變暖的響應(yīng)及其對(duì)氣候變化的調(diào)控作用-熱帶太平洋印度洋海洋觀測(cè)(2012CB955601);海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)——常用海底聲納測(cè)量?jī)x器計(jì)量檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范應(yīng)用(200905024);國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目——東海黑潮三維結(jié)構(gòu)及季節(jié)變化研究(40406009);國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)——自容式聲學(xué)多普勒流速剖面儀開發(fā)(2012YQ12003908)

蘇 劼(1992-),女,碩士研究生,主要從事區(qū)域海洋動(dòng)力學(xué)及調(diào)查技術(shù)方面研究.E-mail:sujie@fio.org.cn

*通訊作者:熊學(xué)軍(1976-),男,研究員,博士,主要從事區(qū)域海洋動(dòng)力學(xué)及調(diào)查技術(shù)方面研究.E-mail:xiongxj@fio.org.cn

Received:December 14,2016