黃東海湍流混合與雙擴(kuò)散現(xiàn)象及其季節(jié)變化.pdf

1、本文利用夏冬兩季黃東海水文與微結(jié)構(gòu)觀測(cè)資料，分析了該海域湍流混合與雙擴(kuò)散現(xiàn)象的空間分布特征與季節(jié)變化。研究結(jié)果表明，黃東海陸架湍流混合除了與風(fēng)應(yīng)力，底摩擦等外界強(qiáng)迫條件有關(guān)，與局地環(huán)流與水團(tuán)也有密切的聯(lián)系，同時(shí)不同環(huán)流或水團(tuán)之間的相互影響也可以為雙擴(kuò)散現(xiàn)象的發(fā)生提供有利的條件。 對(duì)于湍流混合研究，將觀測(cè)海域自北向南大致劃分為三個(gè)區(qū)域，黃海區(qū)斷面觀測(cè)表明，夏季黃海冷水團(tuán)內(nèi)部由于存在弱垂向環(huán)流導(dǎo)致了局部加強(qiáng)的混合，而冬季黃海暖流內(nèi)部

2、則是一支層結(jié)較為穩(wěn)定的流動(dòng)，內(nèi)部混合非常弱，僅暖流與周?chē)畧F(tuán)交界處會(huì)存在由于剪切不穩(wěn)定導(dǎo)致的混合增強(qiáng)，黃海暖流的存在甚至抑制了冬季上混合層的加深。另外比較冬夏兩季海洋上層混合發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)烈的混合耗散大致僅集中在表層15米，且耗散強(qiáng)度在兩季相差不大，這是由于風(fēng)應(yīng)力以及表面波破碎導(dǎo)致的結(jié)果，冬季增加輸入的風(fēng)能會(huì)進(jìn)一步下傳引起混合層的加深。長(zhǎng)江沖淡水區(qū)的混合主要集中在表層與底層，以前研究發(fā)現(xiàn)的湍耗散率與混合率分布與等鹽線一致的結(jié)論在我們的觀測(cè)中并

3、不是很清晰。陸架區(qū)底部強(qiáng)烈的混合來(lái)源于局部小尺度地形突變引起內(nèi)波破碎的加強(qiáng)，冬季混合率斷面總體平均大約是夏季的100倍。夏季臺(tái)灣暖流區(qū)的混合與黃海暖流相反，暖流內(nèi)部的混合高于周?chē)畧F(tuán)，冬季臺(tái)灣暖流與入侵大陸架的黑潮水存在互侵現(xiàn)象，在水團(tuán)垂向交界處可以發(fā)現(xiàn)加強(qiáng)的水平流速剪切與混合率，然而引起混合增強(qiáng)的機(jī)制仍不是很清晰。東海路架坡折處是內(nèi)潮的高發(fā)區(qū)，該區(qū)域混合的增強(qiáng)主要由內(nèi)潮傳播過(guò)程中的破碎不穩(wěn)定引起的，混合率高值沿M2內(nèi)潮波射線分布，冬季

4、混合率比夏季高一個(gè)量級(jí)，并且湍流混合可以達(dá)到100米水深以上。 黃東海雙擴(kuò)散現(xiàn)象的發(fā)生集中在冬季，夏季的觀測(cè)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象。黃東海海域的鹽指現(xiàn)象主要發(fā)生在陸架坡折處，高溫高鹽的黑潮水在冬季強(qiáng)烈入侵到東海陸架水表層是形成鹽指現(xiàn)象的重要原因。擴(kuò)散對(duì)流現(xiàn)象主要發(fā)生在黃海暖流流域，高溫高鹽的黃海暖流在水層底部向兩端拓展，為擴(kuò)散對(duì)流發(fā)生提供了有利條件；另一重要的擴(kuò)散對(duì)流區(qū)域是長(zhǎng)江沖淡水鋒及閩浙沿岸流區(qū)，兩者均來(lái)自冬季低溫低鹽的長(zhǎng)江水，形

5、成擴(kuò)散對(duì)流的機(jī)制相同，受冬季大氣，輻射等條件的影響，使表層長(zhǎng)江水在冬季形成擴(kuò)散對(duì)流有利區(qū)。鹽指與雙擴(kuò)散單站溫度微結(jié)構(gòu)研究表明，鹽指現(xiàn)象可以使熱擴(kuò)散率增大超過(guò)湍混合率，而擴(kuò)散對(duì)流卻不具備此性質(zhì)，這是由于鹽指與擴(kuò)散對(duì)流不同的溫鹽結(jié)構(gòu)所致。 風(fēng)致內(nèi)波可以用混合層方程與內(nèi)區(qū)內(nèi)波方程進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果顯示風(fēng)主要以近慣性頻率向海洋輸入能量，波動(dòng)的水質(zhì)點(diǎn)速度也以近慣性頻率為主導(dǎo)。估計(jì)風(fēng)通過(guò)內(nèi)波輸入到海洋的動(dòng)能一個(gè)周期內(nèi)在夏季與冬季約為9.63