渤海环流季节变化及机制分析研究

发布时间：2020-04-08 16:48

【摘要】：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。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P731.27

【相似文献】