渤海环流季节变化及机制分析研究
渤海，是一个深入中国大陆的近封闭型浅海，近几十年来，伴随全球气候变化，其物理环境场发生了极大的改变。纵观历年来对渤海环流进行的科学研究，由于实测数据的缺乏和技术手段的限制，对其结构及动力机制也尚未达成共识。本文基于ROMS模式，利用近期获得的质量较好的数据资料，构建了新背景场下渤海区域热力-动力相耦合的三维斜压模型。依据模拟结果和对比实验，详细分析并阐述了渤海环流的季节分布特征、渤海与外海的水交换形式以及环流的形成、变异机理等一系列科学问题。主要得到以下结论： 渤海环流的量值较小，大部分区域流速全年都在5cm/s以下，远小于本海域的潮流量值。水平分布中，渤海海峡附近和岸线较曲折的近岸水域终年为强流区，渤海湾、莱州湾中部属于弱流区；垂向上，一般来说，表层流速总大于底层流速。四季中，以夏、春两季余流较强，秋、冬季余流偏弱。 在渤海，由于强、弱流区的间隔分布，传统观点中的那种连贯的大环流形态并不十分显著，局地小范围的涡环结构反而比较清晰。就深度平均流而言，在渤海中部靠近辽东湾口位置，全年存在一个顺时针向的大流环，其强度随季节更替而发生变化，于春、夏季，在该流环的东缘还会出现一个小的、强劲的逆时针涡旋；辽东湾沿岸，四季中都并未形成连续的大环流结构，只在局部地区，有一些形态清晰、且随季节变化不大的小范围流动存在，春、夏季，在海湾中部会出现一个逆时针的流环；渤海湾余流的季节变异比较显著，秋、冬季，由南部逆时针的沿岸流与北部顺时针的小流环组成，春、夏季，为东北部逆时针的局部流动与南部顺时针的沿岸流相叠置；莱州湾内，大致以逆时针的环流为主，春、夏季较弱，秋、冬季，在沿岸较强，湾口东岸终年存在一支显著的沿岸出流，经海峡南部流出渤海；此外，在夏季，现行黄河口外有一支东北-偏北向的海流，汇入渤海中部。渤海环流的三维结构明显，表层与底层余流的分布差异较大。底层流动随季节变化较小，在大部分区域与潮致余流相似，表层流动在秋、冬两季呈偏南向的风漂流形态，在春、夏季，与深度平均流流型相近。 渤海海峡处的水交换并非如通常所说的“北进南出”型那么简单，而是入流区与出流区相间隔分布，总体来看，入流区一般较为狭窄，除最北侧的一个之外，在37.9°N、38.3°N以及38.55°N附近都是主要的流入通道，其他区域则大致保持常年出流的状态。流动较强的位置包括，海峡北端的入流区、南端及38.4°N附近的出流区，其余通道则不那么稳定，可能随季节发生流向的变化。 潮波系统与渤海的岸线、地形相互作用，非线性耦合得到的潮致余流，构成了渤海环流的基本形态。以此为背景，受到风、沿岸径流、海表面热通量及淡水通量等有明显季节变化的因素的影响，总环流结构发生改变，产生了较有规律的年内变化。冬季，在上界面强劲偏北风的作用下，海域的上表层呈现一定的风生流趋势，但受潮波耗散作用的抑制，海面风的影响深度十分有限，此时对流混合效应较强，温盐结构比较简单，只在径流冲淡水外缘出现了显著的密度流。冬季型环流以潮余流和上层风生流为主，密度流较弱。随风场减弱并转向，结合增温效应，渤海的密度流逐渐增强，风生流弱化，环流与温盐结构间相互调整、适应，形成了夏季型的流场和温盐分布形态，海区中的冷暖水块及径流冲淡水附近，均有清晰的流动出现。夏季型环流以密度流为主，重点影响到海域的中上层，潮余流次之，风生流最弱。之后，随风场再度变化及降温效应，环流又会回复到冬季型流态，如此周而复始。
渤海环流;季节变化;分布特征;降温效应
中国海洋大学
硕士
物理海洋学
鲍献文
2013
中文
P731.27;P722.4
78
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）