黃海層化與混合演變過程探討【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　黃海層化與混合演變過程探討</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 海洋科學(xué)

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　1. 引言和研究概況</p><

3、p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　混合和層化是水體垂向結(jié)構(gòu)的兩種基本形式，也是一種重要的海洋動(dòng)力過程。在這個(gè)過程中還耦合了其他的海洋動(dòng)力過程，所以海洋中的許多現(xiàn)象都與之相關(guān)?；旌鲜挂欢ǚ秶鷥?nèi)水體特征趨于均勻，而在均勻?qū)拥倪吔缣幊霈F(xiàn)水文要素梯度較大的躍層。混合和層化過程決定著上混合層的厚度和下混合層中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向上的補(bǔ)充，因而這一過程的各種尺度的變化影響乃至決定著海

4、洋初級(jí)生產(chǎn)力的變化，并通過食物鏈影響整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)[16]。沿黃海周圍的地區(qū)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較快的區(qū)域，因此研究黃海的層化和混合過程，對(duì)于揭示黃海生態(tài)要素的分布和海氣相互作用具有極其重要的價(jià)值。</p><p>　　1.2 黃海的位置和地形</p><p>　　黃海是全部位于大陸架上的一個(gè)半封閉的淺海，習(xí)慣上以山東半島的成山角至朝</p><p>　　鮮半島的長(zhǎng)山

5、（串）之間的連線，將黃海分為南、北兩個(gè)部分。整個(gè)黃海平均水深為</p><p>　　44 m，最深處為140 m，為濟(jì)州島北側(cè)。黃海海底地勢(shì)比較平坦，但地貌形態(tài)卻比較復(fù)雜。最突出的特征就是有黃海槽、潮流脊和水下階地[5]。在南黃海中央，為一水深50～80 m的黃海槽。黃海海槽自南向北逐漸變淺，海槽的東側(cè)的地勢(shì)坡度比較大，但是西側(cè)則是較廣闊的平坦的淺水地形。黃海海槽對(duì)黃海水文狀況影響比較大。整個(gè)黃海平均水深為44

6、m，最深處為140 m，為濟(jì)州島北側(cè)。</p><p><b>　　前人的研究成果</b></p><p>　　婁寧偉[8]等指出海水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的密度的個(gè)別變化和環(huán)境海水密度的差異導(dǎo)致海水的垂向運(yùn)動(dòng)。海水的垂向運(yùn)動(dòng)必然會(huì)進(jìn)行動(dòng)量、熱量等物理要素的交換，進(jìn)而產(chǎn)生海水的層化和混合運(yùn)動(dòng)。這是海水層化和混合進(jìn)行的物理機(jī)制。又前人大多從溫鹽的垂向分布隨時(shí)間的變化的角度進(jìn)行探討的

7、，其中主要是分析和總結(jié)溫躍層的季節(jié)變化規(guī)律。毛漢禮和邱道立基于1958-1959年全國(guó)海洋普查資料，指出黃海躍層以溫躍層為主，提出用躍層的強(qiáng)度、厚度和上屆深度這三項(xiàng)特征來描述躍層，并將躍層演化劃分為四個(gè)時(shí)期：即無躍期（12-3月）、成長(zhǎng)期（4-5月）、強(qiáng)盛期（6-8月）和消衰期（9-11月）。黃瑞麗和孫璐[17]利用北海分局1976-1999年的斷面觀察資料，得出冬季表層和底層海溫分布一致，夏季出現(xiàn)強(qiáng)躍層，并且海溫垂向分布對(duì)厄爾尼諾年和

8、拉尼娜年有較顯著的響應(yīng)。丁宗信[12]研究了秋季黃海的溫鹽垂直分布，指出在20～30 m的淺水區(qū)域，溫鹽隨深度增加而增加；水深大于20～30 m小于60～70 m之間的區(qū)域，均勻分布；深水區(qū)則是存在躍層。并且，丁宗信認(rèn)為秋季北風(fēng)的驅(qū)動(dòng)和暖平流時(shí)產(chǎn)生秋季溫度逆轉(zhuǎn)的主要原因。楊永增等[18]考慮波浪的攪拌</p><p>　　綜上所述，前人已經(jīng)對(duì)黃海的層化和混合做了較多研究，不僅有理論的發(fā)展，也有通過模式進(jìn)行數(shù)值模擬

9、的，都得到了一些極有價(jià)值的結(jié)論。總的來說，黃海的層化和混合過程受到諸如地形、風(fēng)浪、潮汐、內(nèi)波、太陽短波輻射、淡水通量（降水和徑流）和Langmuir環(huán)流等諸多因素的影響，但是地形、風(fēng)浪、潮汐和太陽短波輻射是主要的控制因素。雖然前人做了很多工作，但是他們都只是從代表性季節(jié)（冬季、夏季或者秋季）進(jìn)行單獨(dú)研究，并沒有整體的闡述黃海層化和混合四季演變。雖然黃海的躍層以溫躍層為主，但是鹽躍層也同樣的重要，但是前人并沒有對(duì)黃海的鹽躍層的季節(jié)進(jìn)行詳細(xì)

10、的討論。本文將會(huì)著重討論黃海的溫躍層的季節(jié)性變化以及影響因子的</p><p>　　貢獻(xiàn)率，并且也會(huì)討論黃海鹽躍層的季節(jié)性演變規(guī)律，以溫躍層和鹽躍層的演變規(guī)律來探討黃海層化和混合演變過程。</p><p>　　2. 黃海溫躍層的演變過程</p><p>　　2.1 溫躍層的季節(jié)性變化</p><p>　　2.1.1 溫度的數(shù)據(jù)分析與處理 &l

11、t;/p><p>　　采用SODA V2.2.4 monthly means 15-Jan-1870至16-Dec-2007的溫度數(shù)據(jù)，其中經(jīng)度分辨率0.25°，深度分辨率0.39 m。由于35°N線穿越黃海冷水團(tuán)的位置，于是以34.75°N斷面(119°E-126°E)作為研究對(duì)象，分別以一月份（Jan）、四月份（Apr）、七月份（Jul）和十月份（Oct）作為冬季

12、、春季、夏季和秋季的代表月份。對(duì)1870年至2007年共計(jì)138年的月平均數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，然后在徑向和深度方向上進(jìn)行線性插值。然后用MATLAB對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并輸出圖片產(chǎn)品。</p><p>　　2.1.2 34.75°N斷面溫度四季剖面特征</p><p>　　2.1.2.1 冬季（Jan）溫度剖面特征</p><p>　　從整個(gè)斷面來看，垂向上溫度分布

13、比較均勻，基本上可視為無躍層。在斷面的西側(cè)，即中國(guó)大陸的東側(cè)，可以發(fā)現(xiàn)近岸的海水溫度要比離岸較遠(yuǎn)的海區(qū)海水溫度高1-1.5℃。但是在斷面的東側(cè)，也就是朝鮮半島的西側(cè)，情況則恰恰相反。在斷面東側(cè)，近岸的海水溫度則要比離岸較遠(yuǎn)的海區(qū)的海水溫度低3-4℃。</p><p>　　在123.5°E-125°E之間有一個(gè)非常明顯的高溫區(qū)域，核心區(qū)域在124.2°E附近，核心溫度為12℃。124.

14、2°E附近恰恰就是黃海海槽所在地。冬季時(shí)，黃海海流沿黃海海槽運(yùn)動(dòng)，是相應(yīng)的海區(qū)溫度明顯高于斷面其他海區(qū)。</p><p>　　從圖2.1.2.1還可以看出，冬季海水溫度與海底地形（水深）有很大的關(guān)系。一般來說，在冬季，水深越大的地方，海水垂向整體水溫也就越高。這個(gè)可以用海水的熱慣性進(jìn)行解釋。海水具有比較大的比熱容，當(dāng)海水吸收或者釋放一定熱量時(shí)，海水的溫度也會(huì)隨之升高或者降低。對(duì)于單位截面積的水柱，當(dāng)吸收

15、或者釋放一定熱量的時(shí)候，水柱越高，即水深越大，那么溫度升高或者降低的幅度也就越小。在冬季，海水一半處于釋放熱量的狀態(tài)，水深越大，溫度改變就越小，所以水深較大的地方，溫度一般也會(huì)較高。</p><p>　　總之，在冬季海水混合比較充分，斷面垂向溫度分布比較均勻，幾乎不存在垂向上的溫躍層。黃海海槽處的溫度由于受到黃海暖流的影響，屬于高溫區(qū)。</p><p>　　2.1.2.2 春季（Apr）溫

16、度剖面特征</p><p>　　春季屬于過渡時(shí)期,是冬季均勻混合狀態(tài)被打破和垂向溫躍層開始形成的時(shí)期。從圖2.1.2.2來看，垂向的溫躍層已經(jīng)相當(dāng)明顯。隨著太陽短波輻射的逐漸增強(qiáng)，近岸淺水區(qū)的海水溫度最先做出相應(yīng)。斷面東西兩側(cè)的岸邊淺水區(qū)增溫異常明顯，并且從增溫幅度和增溫范圍角度來看，斷面西側(cè)的淺水區(qū)都比斷面東側(cè)的淺水區(qū)明顯。就表層而言，水平方向上的溫度梯度和冬季相比已經(jīng)小很多，并且有消失的趨勢(shì)。表層水溫不斷增加

17、，而底層的水溫，在一定程度上則保持著低溫狀態(tài)。表層和底層海水溫度之間的差異將會(huì)越來越大，直到形成穩(wěn)定的層化狀態(tài)（躍層）。</p><p>　　以122.3°E為中心，8.6℃為等溫線，有一個(gè)非常明顯的低溫區(qū)域。這個(gè)區(qū)域就是黃海冷水團(tuán)所在地。隨著上層海水溫度的不斷升高，黃海冷水團(tuán)所具有的區(qū)域逐漸形成一個(gè)鐘狀的區(qū)域，冷水團(tuán)中心向上凸起，基本關(guān)于軸線對(duì)稱。</p><p>　　在黃海海

18、槽處，黃海暖流的影響不再那么明顯。海表由于吸收了較多的熱量，保持著較高的溫度，垂向?qū)α鞯臏p弱時(shí)海底依然能保持高溫的狀態(tài)。這意味著中層海水將失去更多的熱量，溫度會(huì)下降，將會(huì)形成一個(gè)兩頭（表層和底層）是相對(duì)較高的溫度，中間是相對(duì)較低的溫度的啞鈴狀海溫分布。</p><p>　　總之，在春季，垂向溫度分布已經(jīng)打破了冬季表底混合均勻的狀態(tài)，水平方向上的梯度也在逐減小，甚至消失，層化正在形成。</p><

19、;p>　　2.1.2.3 夏季（Jul）溫度剖面特征</p><p>　　夏季是垂向溫躍層的成熟期?？傮w來看，海水中的等溫線比較密集，尤其在中上層海中更是如此。表層（5 m以內(nèi)）等溫線幾乎成水平分布；在次表層（5-15 m），海底地形對(duì)等溫線的變化趨勢(shì)的影響就開始凸現(xiàn)出來；在中層（15-25 m），海底地形對(duì)等溫線變化趨勢(shì)的影響體現(xiàn)的更加明顯，等溫線幾乎與等深線平行；對(duì)于深層和底層海水來說，等溫線分布相對(duì)于

20、中上層海水則是相對(duì)稀疏，受地形的影響也相對(duì)較小，在邊界處，等溫線幾乎與邊界垂直。受黃海海槽的影響，海槽處的海水溫度則相比周圍海區(qū)溫度高，并且等溫線分布更加稀疏。在這個(gè)時(shí)期，表層海水溫度和底層海水溫度之間的差距達(dá)到最大。從圖3中可以看出，表層海水溫度比較高，達(dá)到23℃，而底層海水溫度則要低得多，大多在低于10℃，表底層之間的溫度差值至少有13℃。</p><p>　　夏季是溫躍層經(jīng)過充分發(fā)展達(dá)到成熟的時(shí)期。在這個(gè)時(shí)

21、期內(nèi)，海水層化，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；海表溫度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于海底溫度；等溫線分布比較密集，在次表層和中層，等溫線的變化趨勢(shì)受海底地形影響比較大，基本上與等深線平行。</p><p>　　2.1.2.4 秋季（Oct）溫度剖面特征</p><p>　　從圖2.1.2.4中仍然能看到比較明顯的海水層化現(xiàn)象。等溫線的分布依然比較密集，但是等溫線的變化趨勢(shì)已經(jīng)發(fā)生了相當(dāng)明顯的變化。高值等溫線大概下降了10 m

22、左右，在0-15 m的上混合層，等溫線的彎曲程度很大，尤其在120.6°E和123.8°E附近更加明顯。在22-32 m區(qū)間，等溫線的形狀依然和地形有著比較密切的聯(lián)系，大致和等深線平行。在深層和底層（40 m以下），等溫線則幾乎呈水平分布。</p><p>　　與夏季相比較，高溫區(qū)域則有所擴(kuò)大。海表海水溫度與夏季相比，下降了1℃左右；海底的海水水溫則上升了大哥1℃。海表水溫和海底水溫之間的差值

23、在縮小。</p><p>　　在秋季，海水上層溫度和海底海水水溫之間的差值在逐漸縮小，海水穩(wěn)定的層化開始消衰。</p><p>　　2.2 溫躍層四季演變的機(jī)制探討</p><p>　　在海洋中，混合是在地形、內(nèi)波、潮汐（流）、風(fēng)應(yīng)力、淡水通量、海氣熱交換、太陽短波輻射等多種動(dòng)力因素綜合作用下形成的。但是并不是說這些動(dòng)力因素的都起到相同的作用，在不同的海區(qū)，決定性動(dòng)

24、力因素不同；即使在相同的海區(qū)，不同的時(shí)間（季節(jié)），決定性動(dòng)力因素也是不同的。混合過程其實(shí)就是海水的各種特性（例如溫度、鹽度、動(dòng)量等）趨于均勻的過程，一般通過三種方式實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程：第一、分子混合。這個(gè)過程主要是海水分子同臨近的海水分子進(jìn)行某種特性交換，其交換強(qiáng)度比較小，只與海水的性質(zhì)有關(guān)；第二、湍流（渦動(dòng)）混合。湍流混合是海洋混合主要形式，交換強(qiáng)度比分子混合要大上幾個(gè)量級(jí)，與海水的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)；第三、對(duì)流混合。對(duì)流混合是海洋混合的重要

25、形式，一般發(fā)生在鉛直方向上，熱鹽作用是其動(dòng)力機(jī)制。</p><p>　　在海洋中，混合是在地形、內(nèi)波、潮汐（流）、風(fēng)應(yīng)力、淡水通量、海氣熱交換、太陽短波輻射等多種動(dòng)力因素綜合作用下形成的。但是并不是說這些動(dòng)力因素的都起到相同的作用，在不同的海區(qū)，決定性動(dòng)力因素不同；即使在相同的海區(qū)，不同的時(shí)間（季節(jié)），決定性動(dòng)力因素也是不同的。混合過程其實(shí)就是海水的各種特性（例如溫度、鹽度、動(dòng)量等）趨于均勻的過程，一般通過三種方

26、式實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程：第一、分子混合。這個(gè)過程主要是海水分子同臨近的海水分子進(jìn)行某種特性交換，其交換強(qiáng)度比較小，只與海水的性質(zhì)有關(guān)；第二、湍流（渦動(dòng)）混合。湍流混合是海洋混合主要形式，交換強(qiáng)度比分子混合要大上幾個(gè)量級(jí)，與海水的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)；第三、對(duì)流混合。對(duì)流混合是海洋混合的重要形式，一般發(fā)生在鉛直方向上，熱鹽作用是其動(dòng)力機(jī)制。</p><p>　　對(duì)于黃海來說，潮汐（流）、風(fēng)和海浪、黃海暖流、海表熱通量以及地形和

27、黃海冷水團(tuán)是黃海層化和混合的主要?jiǎng)恿σ蛩?。?dāng)然在不同的海區(qū)、不同的季節(jié)和不同的深度，每個(gè)動(dòng)力因子所起到的作用也是不一樣的?？梢詫剀S層變化劃分為無躍期、成長(zhǎng)期、強(qiáng)盛期和消衰期，而冬季、春季、夏季和秋季四季則分別對(duì)應(yīng)著這四個(gè)時(shí)期。</p><p>　　在冬季，黃海暖流和海表的風(fēng)應(yīng)力是主要?jiǎng)恿σ蛩?。冬季海洋處于失去熱量的階段，在表面大風(fēng)的攪拌下，表層至底層的溫度分布幾乎一致。對(duì)于黃海來說，強(qiáng)勁的西北季風(fēng)大大地促進(jìn)了黃

28、海的蒸發(fā)，大量的海水被蒸發(fā)，帶走了相當(dāng)可觀的熱量，表層海水降溫增密，垂向?qū)α骷訌?qiáng)，海水混合的到進(jìn)步加強(qiáng)，各種海洋要素趨向均勻。大風(fēng)還增加了海表的粗糙度，雷諾輻射應(yīng)力的影響可以直達(dá)海底，湍流加強(qiáng)，極大地增了海水的混合速度。尤其是冷鋒過境時(shí)，這個(gè)影響更加明顯。黃海暖流秋季較強(qiáng)，在冬季最強(qiáng)，夏季最弱，秋季開始形成。黃海暖流的影響在不同的海區(qū)也體現(xiàn)的相當(dāng)明顯。通過圖2.1.2.1可以看出，黃海暖流主軸的核心溫度可以達(dá)到12.3℃，黃海暖流的影響

29、可以從123°E-125°E，影響范圍還是比較廣的。可以說黃海暖流對(duì)黃海的冬季的溫度分布，不是管是水平方向上還是鉛直方向上都是巨大的，當(dāng)然對(duì)改善當(dāng)?shù)氐臍鉁睾蜌夂颍约皾O業(yè)資源都有著積極的意義和重要價(jià)值。</p><p>　　春季是冬季向夏季的過渡時(shí)期，風(fēng)應(yīng)力、黃海暖流和太陽短波輻射共同促進(jìn)海水由混合向?qū)踊D(zhuǎn)變。黃海冷水團(tuán)在溫躍層形成過程中也起到一定作用，但不是主要的動(dòng)力因素。這個(gè)時(shí)期，不僅風(fēng)速

30、減小而且季風(fēng)開始有西北季風(fēng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闁|南季風(fēng)，太陽也有南回歸線逐漸北移到北回歸線，太陽高度角不斷增加，這意味著太陽短波輻射也在不停的增加。黃海暖流的減弱、風(fēng)混合的減弱和太陽短波輻射的增加使躍層逐漸形成。四月份溫躍層在中間海區(qū)開始形成，五月份的時(shí)候溫躍層基本成型。但是五月份的的溫躍層的強(qiáng)度比較低，厚度比較大，上層深度約為15 m。溫躍層的形成抑制了表層和底層海水之間的熱交換，使冬季的冷水得以保持低溫的狀態(tài)。所以在圖2.1.2.2中也可以看

31、到黃海冷水團(tuán)在這個(gè)時(shí)期也逐漸形成，冷水團(tuán)的范圍和強(qiáng)度不斷地加強(qiáng)。黃海暖流在春季開始減弱，但是依然對(duì)海洋中部的海水溫度有著不可忽略的影響。</p><p>　　夏季是溫躍層的成熟階段，層化海水處于穩(wěn)定狀態(tài)。這個(gè)時(shí)期的動(dòng)力機(jī)制比較復(fù)雜，波浪、潮汐（流）、風(fēng)應(yīng)力、黃海冷水團(tuán)和太陽短波輻射共同作用維持了溫躍層。海洋上層主要有波浪混合控制，而下層潮流混合起主導(dǎo)作用。溫鹽和動(dòng)量混合過程對(duì)黃海溫躍層形成和維系起著控制作用。太陽

32、短波輻射對(duì)黃海夏季上層垂直熱結(jié)構(gòu)有一定的作用，特別是對(duì)與水深相對(duì)較大的海區(qū)。上層海水吸收了大量的太陽短波輻射后，對(duì)流和擴(kuò)散是促使熱量在海洋內(nèi)部分配，而風(fēng)浪則為上層海洋混合提供了動(dòng)力機(jī)制。在水深急劇變淺的近岸，波浪破碎會(huì)使混合加強(qiáng)，上層溫度混合均勻。在底層，潮汐（流）強(qiáng)流經(jīng)過水下淺灘或者陸架淺水區(qū)時(shí)，海底摩擦?xí)斐伤搅魉俚拇怪鼻凶?。在夏季，潮汐（流）的湍流?dòng)能不足以破壞海表熱浮力產(chǎn)生的穩(wěn)定的層化結(jié)構(gòu)，潮混合的作用就只能體現(xiàn)的海底。潮混合

33、作用的相對(duì)減弱也為黃海冷水團(tuán)的維持和形成提供了條件。潮和風(fēng)的聯(lián)合卷挾作用，能產(chǎn)生很強(qiáng)的貫穿躍層海水交換和混合，使得躍層海水以下的海水溫度升高并影響躍層的深度。研究表明，潮汐（流）能引起躍層界面的起伏，以產(chǎn)生大振幅的躍層波動(dòng)，躍層的起伏與地形摩擦和潮汐余流密切相關(guān)。黃海冷水團(tuán)在夏季形成，這個(gè)水團(tuán)的低溫特</p><p>　　秋季是海水由層化向混合轉(zhuǎn)變的時(shí)期，是溫躍層的消衰期。風(fēng)應(yīng)力和潮汐（流）是主要因素，太陽短波輻

34、射也仍然在起著作用，但是作用正在削弱。在秋季，隨著太陽短波輻射的減少，海洋有吸收熱量轉(zhuǎn)向釋放熱量，表層海水降溫增密，海水內(nèi)部對(duì)流加強(qiáng)，熱量開始向下傳遞。海表風(fēng)速增大，對(duì)海水的攪拌作用增強(qiáng)，進(jìn)一步加強(qiáng)了海水的垂向?qū)α?，海水層化格局開始被打破。在底層，由于層化正在被削弱，底部的潮混合作用又開始凸現(xiàn)出來。潮汐（流）卷入的冷水和上層卷出的暖水，使混合層的深度下降了大約10 m左右。上混合層的界限也下移至15 m左右。黃海冷水團(tuán)也開始逐漸消失，不

35、再是深層和底層海水溫度的決定性因素。黃海暖流在秋季開始形成，并且開始影響表層的海水溫度。</p><p>　　總的來說，黃海的溫躍層變化有著很明顯的季節(jié)性變化。黃海溫度方面的混合和層化演變是在多種因素綜合作用下形成的。波浪、風(fēng)應(yīng)力和太陽短波輻射控制著海洋上混合層的形成，而潮汐（流）則主導(dǎo)著海洋下層的混合過程。需要指出的是，由于潮汐（流）一年的變化都不大，所以潮汐（流）混合的強(qiáng)度在不具備季節(jié)性變化，但是在不同的季節(jié)

36、潮汐（流）混合的影響和作用是不同的。一般來說，秋冬季節(jié)影響較大，冬季最強(qiáng)；春夏季節(jié)較弱，夏季最弱。黃海暖流對(duì)層化和混合的影響主要體現(xiàn)在海水的溫度方面，在冬季影響最大。黃海冷水團(tuán)具有季節(jié)性消長(zhǎng)，主要影響體現(xiàn)在海</p><p><b>　　底海水的溫度方面。</b></p><p>　　3. 黃海鹽躍層的演變過程</p><p>　　3.1 鹽躍

37、層的季節(jié)性變化</p><p>　　3.1.1 鹽度的數(shù)據(jù)分析和處理</p><p>　　采用SODA V2.2.4 monthly means 15-Jan-1870至16-Dec-2007的鹽度數(shù)據(jù)，其中經(jīng)度分辨率0.25°，深度分辨率0.39 m，依然以34.75°N（119°E-126°E）作為研究對(duì)象，分別以二月份（Feb）、五月份（May

38、）、八月份（Aug）和十一月份（Nov）分別作為冬季、春季、夏季和秋季的代表月份。對(duì)1870-2007年，共計(jì)138年的月平均鹽度數(shù)據(jù)進(jìn)行求和再平均，然后在經(jīng)向和深度方向上進(jìn)行線性插值。最后用MATLAB對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并輸出圖片產(chǎn)品。</p><p>　　3.1.2 34.75°N斷面鹽度四季特征</p><p>　　3.1.2.1 冬季（Feb）鹽度剖面特征</p>

39、;<p>　　表底混合的相對(duì)比較均勻。斷面西側(cè)的鹽度值要比斷面東側(cè)的鹽度值低得多，出現(xiàn)一個(gè)高鹽區(qū)域和一個(gè)低鹽區(qū)域。119°E-122.2°E是一個(gè)相對(duì)低鹽的區(qū)域，鹽度大多在30.5-31.5之間，核心鹽度為30.5。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)近岸的鹽度要比遠(yuǎn)離岸邊的海區(qū)鹽度高，在120.1°E-120.9°E之間，20.8 m至底層則存在一個(gè)強(qiáng)度不大的鹽躍層。</p><p&g

40、t;　　黃海暖流對(duì)研究斷面水平方向上的鹽度分布有著巨大的影響。從鹽度角度來說，黃海暖流是一支高鹽水，沿著黃海海槽北上，會(huì)大大地改變所經(jīng)過海區(qū)的鹽度，是相應(yīng)海區(qū)的鹽度升高。</p><p>　　3.1.2.2 春季（May）鹽度剖面特征</p><p>　　一直到了五月份，鹽度的層化才開始出現(xiàn)。研究斷面西側(cè)的鹽度值仍然比東側(cè)的</p><p>　　鹽度值低，仍然出現(xiàn)一

41、個(gè)相對(duì)高鹽區(qū)域和一個(gè)相對(duì)低鹽區(qū)域。122.4°E-125.4°E之間為相對(duì)高鹽區(qū)域，和冬季相比，相對(duì)高鹽區(qū)域有所擴(kuò)大。119°E-121°E之間為相對(duì)低鹽區(qū)域，近岸的鹽度值仍然比離岸稍遠(yuǎn)的海區(qū)的鹽度值高。</p><p>　　鹽躍層在黃海暖流區(qū)域已經(jīng)開始形成，但是強(qiáng)度不大，在黃海海槽處，出現(xiàn)了一個(gè)鹽度極值區(qū)。這個(gè)極值區(qū)是一個(gè)高鹽區(qū)，其出現(xiàn)和發(fā)展與黃海冷水團(tuán)的出現(xiàn)和發(fā)展密切相

42、關(guān)。</p><p>　　3.1.2.3 夏季（Aug）鹽度剖面特征</p><p>　　表層至底層密集的等溫線表明鹽度躍層已經(jīng)正式形成。在斷面中間，121°E-124.4°E之間，表層10 m左右，有一個(gè)低鹽區(qū)域最低鹽度只有27.5。在底層，黃海冷水團(tuán)所具有的區(qū)域則為高鹽區(qū)域，最高鹽度達(dá)到33.25。地形對(duì)等鹽線分布的影響并沒有對(duì)等溫線的影響那么大，等鹽線對(duì)地形并沒有

43、非常明顯的線性相應(yīng)?？傮w來說，斷面西側(cè)的等鹽線比較稀疏，東側(cè)的則要密集很多；在35 m以下，等鹽線在121.2°E處向西下彎，在124°E處向上翹起。</p><p>　　3.1.2.4 秋季（Nov）鹽度剖面特征</p><p>　　在秋季，表層鹽躍層的格局基本被打破，斷面西側(cè)的混合則要比東側(cè)的均勻。在120°E-122°E之間，25 m以上的區(qū)域

44、仍然是一個(gè)遞延中心；在122.4°E-125.4°E之間，50 m值底層，鹽躍層仍然存在，但是等鹽線幾乎成水平分布，在斷面的東側(cè)等鹽線明顯的上翹。</p><p>　　3.2 鹽躍層四季演變機(jī)制探討</p><p>　　黃海鹽躍層的演變機(jī)制和其溫度躍層的演變機(jī)制有很多相同的地方，但是也有不同的地方。其中淡水通量（包括降水和地表徑流）對(duì)鹽躍層的消長(zhǎng)和黃海海區(qū)的鹽度分布有著

45、不可忽略的作用。</p><p>　　在冬季，海表失去很多的熱量，降溫增密，海水下沉。海表的風(fēng)應(yīng)力比較大，較大的風(fēng)應(yīng)力加大了對(duì)海水的攪拌，不僅將表層的熱量傳到深層，同時(shí)也促進(jìn)了鹽度的向下傳遞，這樣一來深層海水升溫降密，海水上浮。這個(gè)時(shí)期底部的潮汐（流）混合作用，也將更多的底層水卷入上層海水中。如此一來，整個(gè)海區(qū)，從表至底，海水的鹽度逐漸趨于均勻。黃海暖流帶來的高鹽水，也使相應(yīng)的海區(qū)的鹽度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他海區(qū)。<

46、;/p><p>　　春季是一個(gè)過渡階段。在春季，太陽高度角不斷增加，表層的海水增溫速度比較快，這樣上下層海水之間溫度就會(huì)處于穩(wěn)定狀態(tài)，海水的垂向?qū)α骶蜁?huì)得到抑制。在黃海海槽處，黃海冷水團(tuán)也開始形成，潮汐（流）也不能夠?qū)⒏嗟牡讓铀畮氲缴蠈印Ｓ谑屈S海的鹽度層化在五月份才開始形成。</p><p>　　夏季，黃海海區(qū)形成了強(qiáng)大很大的溫度躍層，海水向下層之間的對(duì)流速度非常小。底部形成的黃海冷水團(tuán)也

47、保持著以往的高鹽狀態(tài)。夏季，黃海周圍的地表徑流，甚至長(zhǎng)江，向黃海注入大量的沖淡水，這些沖淡水漂浮在黃海的咸水之上，在風(fēng)和還留的作用下，漂浮到中間海區(qū)。同時(shí)溫暖濕潤(rùn)的東南季風(fēng)也給黃海帶來了很多降水，降水和地表徑流的沖淡水是表層海水鹽度出現(xiàn)最小值的最直接原因。</p><p>　　在秋季，東南季風(fēng)逐漸變?yōu)闁|北季風(fēng)，海表開始有吸收熱量轉(zhuǎn)變?yōu)閱适崃?，海水溫度穩(wěn)定性開始再到破壞。海水上下層之間的對(duì)流開始增強(qiáng)，夏季形成的鹽

48、度躍層格局開始遭到破壞。底部的黃海冷水團(tuán)也不能再控制底部的高鹽水，于是，底部的高鹽水在潮汐（流）混合作用下開始向上擴(kuò)散。這樣海水逐漸由層化向混合轉(zhuǎn)變。</p><p>　　由于熱擴(kuò)散的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱擴(kuò)散的速度，所以鹽躍層的形成和消失都會(huì)之后溫躍層的形成和消失一個(gè)月。在春季，鹽躍層的形成之后溫躍層的形成一個(gè)月；在秋季，鹽躍層的消逝也是在溫躍層消逝一個(gè)月后。這一個(gè)和前人的研究比較吻合。</p><

49、p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　黃海的層化和混合過程具有明顯的季節(jié)性特征。冬季（12月-3月）時(shí)，黃海處于混合均勻狀態(tài)；春季（4月-5月）時(shí)，黃海由混合向?qū)踊癄顟B(tài)轉(zhuǎn)變，四月份的時(shí)候溫躍層開始形成；夏季（6月-8月）時(shí)，溫躍層比較穩(wěn)定，溫躍層強(qiáng)度大，上混合層厚度約為5 m，八月份溫躍層強(qiáng)度最大；秋季（9月-11月）時(shí)，溫躍層開始消衰，海水由層化向混合均勻狀態(tài)轉(zhuǎn)變。<

50、;/p><p>　　黃海溫度方面的層化和混合過程，是多種動(dòng)力因素綜合作用的過程。地形、波浪、潮汐（流）、風(fēng)應(yīng)力、黃海暖流、黃海冷水團(tuán)和太陽短波輻射是導(dǎo)致黃海層化和混合過程演變的主要?jiǎng)恿σ蛩亍Ｔ诓煌暮^(qū)，這些動(dòng)力因素對(duì)黃海層化和混合演變的貢獻(xiàn)率是不同的，即使在同一個(gè)海區(qū)，不同的季節(jié)，這些動(dòng)力因素對(duì)黃海層化和混合演變的貢獻(xiàn)率也是不同的。冬季時(shí)，風(fēng)應(yīng)力對(duì)混合的形成和維持有著重要的作用；夏季，海洋上層的混合主要有風(fēng)浪控制，

51、而底層潮汐（流）混合起主導(dǎo)作用。等溫線對(duì)地形有很好的相應(yīng)，幾乎和等深線平行。黃海暖流冬春季節(jié)較強(qiáng)，冬季最強(qiáng)；夏秋季節(jié)較弱，夏季最弱。黃海暖流對(duì)冬季黃海海區(qū)的海水溫度有很大調(diào)節(jié)作用，所經(jīng)過海區(qū)的海水溫度普遍比其他海區(qū)高。黃海冷水團(tuán)消長(zhǎng)也有季節(jié)性特征，春季形成，夏季形成，秋季消衰，冬季消失。黃海冷水團(tuán)對(duì)黃海底層海水水溫的分布有重要的多用，在一定程度上，維持了海底的低溫特征。</p><p>　　黃海鹽度方面的層化和混

52、合演變與溫度的的層化和混合的演變具有相似性，但是又有點(diǎn)不同。鹽度的混合和層化演變過程具有明顯的季節(jié)性。冬季（1月-4月）的屬于無躍期，春季（5月-6月）屬于成長(zhǎng)期，夏季（7月-9月）屬于強(qiáng)盛期，秋季（10月-12月）屬于消衰期。</p><p>　　由于鹽擴(kuò)散的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熱擴(kuò)散的速度，所以鹽度混合和層化演變的過程要比溫度的混合和層化演變過程晚一個(gè)月。鹽躍層要比溫躍層晚一個(gè)月形成，也會(huì)比溫躍層晚一個(gè)月消失。<

53、;/p><p>　　地形、風(fēng)浪、淡水通量、黃海暖流和黃海冷水團(tuán)是溫躍層消長(zhǎng)的主要控制動(dòng)力因素。在秋冬季節(jié)，黃海暖流對(duì)黃海海區(qū)的鹽度分布有著不可忽略的影響。在夏季，淡水通量（包括降水和地表徑流）對(duì)黃海海區(qū)表層鹽度分布有著重要的影響。黃海冷水團(tuán)，則對(duì)黃海海區(qū)海底的鹽度分布有著重要的影響。</p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)]</b></p><p>

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