渤海環(huán)流季節(jié)變化及機制分析研究.pdf

1、渤海，是一個深入中國大陸的近封閉型淺海，近幾十年來，伴隨全球氣候變化，其物理環(huán)境場發(fā)生了極大的改變?？v觀歷年來對渤海環(huán)流進行的科學研究，由于實測數據的缺乏和技術手段的限制，對其結構及動力機制也尚未達成共識。本文基于ROMS模式，利用近期獲得的質量較好的數據資料，構建了新背景場下渤海區(qū)域熱力-動力相耦合的三維斜壓模型。依據模擬結果和對比實驗，詳細分析并闡述了渤海環(huán)流的季節(jié)分布特征、渤海與外海的水交換形式以及環(huán)流的形成、變異機理等一系列科學

2、問題。主要得到以下結論：
　　渤海環(huán)流的量值較小，大部分區(qū)域流速全年都在5cm/s以下，遠小于本海域的潮流量值。水平分布中，渤海海峽附近和岸線較曲折的近岸水域終年為強流區(qū)，渤海灣、萊州灣中部屬于弱流區(qū)；垂向上，一般來說，表層流速總大于底層流速。四季中，以夏、春兩季余流較強，秋、冬季余流偏弱。
　　在渤海，由于強、弱流區(qū)的間隔分布，傳統(tǒng)觀點中的那種連貫的大環(huán)流形態(tài)并不十分顯著，局地小范圍的渦環(huán)結構反而比較清晰。就深度平均流而言

3、，在渤海中部靠近遼東灣口位置，全年存在一個順時針向的大流環(huán)，其強度隨季節(jié)更替而發(fā)生變化，于春、夏季，在該流環(huán)的東緣還會出現一個小的、強勁的逆時針渦旋；遼東灣沿岸，四季中都并未形成連續(xù)的大環(huán)流結構，只在局部地區(qū)，有一些形態(tài)清晰、且隨季節(jié)變化不大的小范圍流動存在，春、夏季，在海灣中部會出現一個逆時針的流環(huán)；渤海灣余流的季節(jié)變異比較顯著，秋、冬季，由南部逆時針的沿岸流與北部順時針的小流環(huán)組成，春、夏季，為東北部逆時針的局部流動與南部順時針的沿

4、岸流相疊置；萊州灣內，大致以逆時針的環(huán)流為主，春、夏季較弱，秋、冬季，在沿岸較強，灣口東岸終年存在一支顯著的沿岸出流，經海峽南部流出渤海；此外，在夏季，現行黃河口外有一支東北-偏北向的海流，匯入渤海中部。渤海環(huán)流的三維結構明顯，表層與底層余流的分布差異較大。底層流動隨季節(jié)變化較小，在大部分區(qū)域與潮致余流相似，表層流動在秋、冬兩季呈偏南向的風漂流形態(tài)，在春、夏季，與深度平均流流型相近。
　　渤海海峽處的水交換并非如通常所說的“北進南

5、出”型那么簡單，而是入流區(qū)與出流區(qū)相間隔分布，總體來看，入流區(qū)一般較為狹窄，除最北側的一個之外，在37.9°N、38.3°N以及38.55°N附近都是主要的流入通道，其他區(qū)域則大致保持常年出流的狀態(tài)。流動較強的位置包括，海峽北端的入流區(qū)、南端及38.4°N附近的出流區(qū)，其余通道則不那么穩(wěn)定，可能隨季節(jié)發(fā)生流向的變化。
　　潮波系統(tǒng)與渤海的岸線、地形相互作用，非線性耦合得到的潮致余流，構成了渤海環(huán)流的基本形態(tài)。以此為背景，受到風、沿

6、岸徑流、海表面熱通量及淡水通量等有明顯季節(jié)變化的因素的影響，總環(huán)流結構發(fā)生改變，產生了較有規(guī)律的年內變化。冬季，在上界面強勁偏北風的作用下，海域的上表層呈現一定的風生流趨勢，但受潮波耗散作用的抑制，海面風的影響深度十分有限，此時對流混合效應較強，溫鹽結構比較簡單，只在徑流沖淡水外緣出現了顯著的密度流。冬季型環(huán)流以潮余流和上層風生流為主，密度流較弱。隨風場減弱并轉向，結合增溫效應，渤海的密度流逐漸增強，風生流弱化，環(huán)流與溫鹽結構間相互調整