南黃海溫鹽水平分布季節(jié)變化分析

石曉夢　黃磊

【摘 要】黃海是中國與韓國間圍繞的邊緣海，是一個(gè)近似南北向的半封閉海域，黃海環(huán)流主要由黃海暖流和黃海沿岸流組成。黃海冷水團(tuán)以低溫為其主要特征，溫差大、鹽差小，是一種低溫高鹽的獨(dú)特水文現(xiàn)象。冷水團(tuán)的存在，對黃海、渤海甚至東海的捕撈、養(yǎng)殖、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和軍事活動都有極大的影響，因此對于該冷水團(tuán)的變化規(guī)律及影響因素的研究具有重要意義。本文依托“東方紅2”綜合科考船實(shí)驗(yàn)平臺，根據(jù)近幾年積累的大量關(guān)于黃海溫度、鹽度、海流資料和有關(guān)觀測結(jié)果，開展對黃海冷水團(tuán)變化規(guī)律及機(jī)制分析的研究。

【關(guān)鍵詞】南黃海冷水團(tuán);溫度;鹽度;水平分布

中圖分類號： P731 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）32-0026-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.32.011

1 研究概況

1.1 研究海區(qū)地理位置

黃海是半封閉海域，比渤海大而深，是黃河的歸宿，黃河數(shù)不盡的泥沙使之成為世界上接受泥沙最多的陸緣海。它也是一個(gè)處于太平洋邊緣地帶的半封閉狀態(tài)的陸架淺海，三面被陸地包圍，位于31°40′-39°50′N、119°10′-126°50′E之間。黃海是一個(gè)處于太平洋邊緣地帶的半封閉狀態(tài)的陸架淺海。黃海海底有顯著的特點(diǎn)，其有一50-80m的海槽位于南黃海的中間地帶，古黃河三角洲是這個(gè)海槽的北側(cè)沿岸地帶，相對于山東半島和朝鮮半島的大坡度，其海岸線則是一片較為廣闊的平坦地帶。黃海南北界限一般是我國的山東半島的成頭山和朝鮮半島的長白山，長度大概為193公里。其面積與渤海相當(dāng)，平均水深38米，雖然地處山東半島和遼東半島之間，四周卻與我國和朝鮮的四個(gè)不同地帶為鄰，即北鄰遼寧，西南傍山東，東鄰朝鮮，西邊則是與渤海相通。

1.2 背景資料

二十世紀(jì)中葉，赫崇本（1959）等最先對黃海冷水團(tuán)的形成機(jī)過程和基本性質(zhì)進(jìn)行了研究，提出了“黃海冷水團(tuán)是冬季在黃海本地形成的”的重要觀點(diǎn)。之后管秉賢（1963）提出黃海冷水團(tuán)的單環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)流，發(fā)現(xiàn)黃海冷水團(tuán)夏季底層冷水的溫度主要取決于當(dāng)年冬季的氣溫，并提出作為冷水團(tuán)范圍多年變化的指標(biāo)，8℃線較10℃線為適宜，揭示了水溫變化和冷水團(tuán)環(huán)流的基本特征。

研究黃海冷水團(tuán)的季節(jié)變化特征和形成機(jī)制多是基于模式模擬，采用實(shí)測資料對黃海冷水團(tuán)的研究多集中在北黃海冷水團(tuán)，進(jìn)行南黃海溫鹽變化特征的研究很少。本文通過多年實(shí)測CTD資料，對南黃海溫鹽分布作進(jìn)一步探究。

1.3 觀測資料

本文的觀測資料來自中國海洋大學(xué)“東方紅2”綜合科考船實(shí)驗(yàn)平臺的9個(gè)不同航次。數(shù)據(jù)觀測使用SeaBird 911 plus直讀式CTD，是由美國SEA-BIRD ELECTRONICS INC.（海鳥公司）生產(chǎn)的溫、鹽、深綜合剖面測量系統(tǒng)。“東方紅2”綜合科考船實(shí)驗(yàn)平臺配備的CTD定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，送往國家海洋計(jì)量中心校準(zhǔn)，保證觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量。

2 南黃海溫鹽大面分布特征

2.1 春季黃海溫鹽的水平分布特征

在春季的航次有第2、4航次。觀測時(shí)間分別是2010.04.20-05.05、2012.05.01-05.22。

第2航次觀測于暮春。第4航次主要觀測于5月上、中旬，在節(jié)氣意義上來說屬于孟夏。

在由冬到夏過渡期的春季季風(fēng)減弱，躍層逐漸形成，表層和底層之間的熱量交換被抑制。在南黃海，如圖1（a），暮春時(shí)北黃海表層等溫線整體呈橫著的反S型。在南黃海西部，由北向南溫度由高到低;而在觀測區(qū)域東側(cè)，即南黃海中部，由北向南溫度由低到高。表層鹽度受徑流影響，如圖1（b），離岸附近多有低鹽度區(qū)域。鹽度分布與溫度分布明顯不同，在南黃海南部的中心存在一高鹽核心，鹽度最高的中心位于123°9'E，33°51'N附近。如圖3，底層的溫度分布與底層鹽度分布近似，有一高溫高鹽水舌自南向北伸展。不同于北黃海，暮春的南黃海沒有形成類似黃海冷水團(tuán)的結(jié)構(gòu)。

而從暮春進(jìn)入孟夏，如圖2（a），可以看到表層溫度整體明顯升高，觀測區(qū)域的大部分都在12℃及以上。等溫線在南黃海的反S結(jié)構(gòu)消失，取而代之的是一股暖水從南黃海由南向北一直深入北黃海。北黃海的冷水分布于伸入北黃海暖水舌的東西兩側(cè)。

南黃海表層鹽度分布如圖2（b），可以看到南黃海表層鹽度的高鹽核心向北方偏移，鹽度最高區(qū)域的緯度大概位于34°37'N。另外能看到一高鹽水舌由南向北伸入北黃海后向西伸入渤海。孟夏時(shí)，在北黃海西側(cè)以及山東半島南部均有一冷水團(tuán)出現(xiàn)。有一10℃包絡(luò)的暖水舌深入南黃海，在該暖水舌的東側(cè)另有一小塊冷水。底層的溫度分布如圖3（a），8℃的等溫線從南北黃海的分界線處移到南黃海中心，8℃包絡(luò)的水體體積明顯增大。北黃海底層的低溫冷水團(tuán)到了孟夏體積增大，溫度降低。另外仍可見一高溫高鹽水舌自南向北伸展。但是與暮春相比，該水舌變窄。底層鹽度最高的中心和表層相比有所西移。

2.2 夏季黃海溫鹽的水平分布特征

在夏季的航次有第6航次。觀測時(shí)間是2013.06.22-07.11，觀測時(shí)間為仲夏。

夏季是全年水溫最高的季節(jié)。南黃海的表層水溫分布如圖4（a），表層鹽度分布如圖4（b）。南黃海表層水溫普遍高于20℃，溫度在18.9～23.6℃之間。表層鹽度受長江徑流影響較大，30.80鹽度線幾乎包絡(luò)調(diào)查區(qū)域的1/3;鹽度最高在觀察區(qū)域東北角，鹽度達(dá)32.31。在底層如圖5，可見11℃及以下等溫線呈下凹狀，12℃及以上等溫線呈上凸?fàn)睢?0℃等溫線的下緣位置到達(dá)33°18'N。這一結(jié)果與黃海7月底層溫度多年平均的結(jié)果（陳達(dá)熙，1992）十分相近。底層鹽度總體呈自南向北鹽度逐漸減小的形態(tài)。

2.3 秋季黃海溫鹽的水平分布特征

在秋季的航次有第3、5航次。觀測時(shí)間分別為2011.11.20-12.07、2012.11.01-11.21。第5航次觀測時(shí)間在11月上中旬，第3航次觀測時(shí)間在11月下旬到12月中旬。

秋季氣溫降低，風(fēng)混合逐漸加強(qiáng)，水溫逐漸下降，水溫分布正逐漸向冬季的特征轉(zhuǎn)化。進(jìn)入11月中上旬，觀測區(qū)域的表層溫度分布如圖8（a），表層鹽度分布如圖8（b）。在南黃海，高溫區(qū)分布在蘇北淺灘以及調(diào)查區(qū)域南端的黃海東海分界線附近。最高溫出現(xiàn)在調(diào)查區(qū)域的最南端。表層鹽度分布中能明顯看到在北黃海有一高鹽水舌由東向西延伸，前緣能進(jìn)入渤海。而在南黃海的表層鹽度分不幾個(gè)航次各有不同，第5航次的鹽度（圖8（b）、圖6（b））最高值出現(xiàn)在調(diào)查區(qū)域最南端，而最近航次的鹽度最高值出現(xiàn)在南黃海中部。如圖7（a），在底層的溫度分布中仍可看到冷水團(tuán)結(jié)構(gòu)，各個(gè)航次觀測的秋季冷水團(tuán)大小有所差別——冷水團(tuán)的北邊緣能到達(dá)北黃海，冷水團(tuán)主體存在于南黃海。在底層的鹽度（圖7（b））分布中高鹽區(qū)域普遍與冷水團(tuán)所在區(qū)域重合，冷水團(tuán)周圍溫鹽梯度大。

待到11月下旬到12月中旬，表層水溫分布如圖6（a），表層水溫整體進(jìn)一步降低，表層水溫高值在成山頭東南以及觀測區(qū)域南端，溫度最高為16.4℃。底層水溫分布如圖7（a），可以看到冷水團(tuán)進(jìn)一步縮小，8℃等溫線包絡(luò)范圍僅剩余很小的部分，南北邊緣在成山頭以東36°15'～37°4'N。

3 結(jié)論

黃海冷水團(tuán)的產(chǎn)生、消失與黃海暖流有著密切的聯(lián)系，其研究關(guān)系著我國北方海域的軍事構(gòu)建、黃海生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和開發(fā)、以及捕魚業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展等。此外，黑潮大彎曲和厄爾尼諾事件對黃海冷水團(tuán)及其氣候的影響也是我們下一步研究的重點(diǎn)。對于黃海冷水團(tuán)的研究涉及多方面的理論和方法，本文應(yīng)用歷史多源數(shù)據(jù)、與高分辨率數(shù)值模擬進(jìn)行比對分析，基本得出了4～5月是冷水團(tuán)的成長期;6～7月是冷水團(tuán)的強(qiáng)盛期;11月冷水團(tuán)溫鹽特性已明顯進(jìn)入衰退期;11月下旬到12月中旬是黃海冷水團(tuán)溫鹽特性衰亡期的結(jié)論，其溫鹽特性的顯著差異反映了單環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)流的基本特征。

黃海冷水團(tuán)低溫高鹽的獨(dú)特水文現(xiàn)象，有著明顯的年際變化特征。南黃海冷水團(tuán)在春末已有雛形，明顯出現(xiàn)于夏季，能持續(xù)存在到11月上中旬，逐漸縮減，乃至消失。它的形成過程十分復(fù)雜，與其自身獨(dú)特的地形、溫躍層以及海流特征等有關(guān)。劃分為南、北兩個(gè)冷水團(tuán)，共有三個(gè)冷中心、兩個(gè)高鹽中心。黃海冷水團(tuán)的冷中心鹽度正呈上升的趨勢，而高鹽中心的鹽度呈下降的趨勢，與沿岸海域溫、鹽度的差異不斷縮小。

【參考文獻(xiàn)】

[1]赫崇本，等.黃海冷水團(tuán)的形成及其性質(zhì)的初步探討[J].海洋與湖沼，1959（01）：11-15.

[2]管秉賢.黃海冷水團(tuán)的水溫變化以及環(huán)流特征的初步分析[J].海洋與湖沼，1963（04）：255-284.

[3]翁學(xué)傳，等.黃海冷水團(tuán)的變化特征[J].海洋與湖沼， 1988（04）：368-379.

[4]蘇紀(jì)蘭與黃大吉.黃海冷水團(tuán)的環(huán)流結(jié)構(gòu).海洋與湖沼， 1995（S1）：1-7.

[5]張以懇與楊玉玲.夏季北黃海冷水團(tuán)多年變化特征分析[J].海洋預(yù)報(bào)，1996（04）：16-22.

[6]鮑獻(xiàn)文等，渤海、黃海熱結(jié)構(gòu)分析.海洋學(xué)報(bào)（中文版）， 2001（06）：24-31.

[7]鮑獻(xiàn)文等，黃、渤海熱結(jié)構(gòu)及環(huán)流季節(jié)變化的數(shù)值模擬. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004（04）：513-522.

[8]任慧軍與詹杰民，黃海冷水團(tuán)的季節(jié)變化特征及其形成機(jī)制研究.水動力學(xué)研究與進(jìn)展（A輯），2005（S1）：887-896.

[9]鮑獻(xiàn)文等，北黃海溫鹽分布季節(jié)變化特征分析.中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009.39（04）：553-562.

[10]姚志剛等，北黃海冷水團(tuán)季節(jié)變化特征分析.中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012.42（06）：9-15.

[11]李希彬，等.北黃海冷水團(tuán)季節(jié)變化特征分析.Marine Science Bulletin，2013.15（02）：14-24.

[12]鞠霞與熊學(xué)軍，渤、黃、東海水溫季節(jié)變化特征分析.海洋科學(xué)進(jìn)展，2013.31（01）：55-68.

[13]陳達(dá)熙.渤、黃、東海海洋圖集——水文分冊[M].北京：海洋出版社，1992.