安达曼海物理过程对近岸生态影响的研究

发布时间：2020-05-04 10:18

【摘要】：安达曼海是受亚洲季风影响的典型海域，本文研究了季风驱动下的海洋过程如何影响该海域的生态系统，主要包括两个方面，即：安达曼海温跃层的季节、年际变化过程对安达曼海东岸海洋生态系统的影响；季风强迫下岛屿两侧的海浪不对称性对于珊瑚礁生态系统的影响。安达曼海位于印度洋东北部，是海洋内波频繁发生的海区。在安达曼海东部近岸有广阔的陆架（水深不超过100m）。受丰富的季风降水和地表径流的影响，安达曼海上层海水盐度低，层结稳定。由于稳定的层结，安达曼海成为全球大洋中贫氧层最显著的海域之一，而且贫氧层位于跃层（约100-130m深度）下。由于安达曼海东岸具备上述特殊的地形、温跃层和贫氧层配置特征，从安达曼列岛和尼科巴列岛附近海域激发的内波东传至安达曼海东部时往往把深海的低氧海水携带至陆架浅海，从而引发生态灾害，如有观测的1995、1998和2007年春季在安达曼海东岸就发生了大范围的海洋生物死亡的事件。通过对海表风场、海面高度、以及海温资料的研究分析后发现，安达曼海温跃层变化与热带印度洋海洋状况密切相关。1995、1998和2007三年是印度洋偶极子或厄尔尼诺年，赤道海域的海表风场被东风距平控制，东风距平激发出的海洋Kelvin波东传，碰到东边界后反射成为近岸Kelvin波传播到安达曼海东岸，使近岸温跃层深度变浅（100m），有利于大振幅内波把深海的低氧水携带到离岸更近的海水中，从而造成了海洋生态系统的异常。另外，有海洋观测指出，安达曼海中岛屿东、西两侧珊瑚礁的分布和结构不对称，经过分析卫星高度计的海浪观测资料，发现这可能主要是因为珊瑚礁两侧的海浪高度不对称造成的，利用MASNUM海浪模式进一步证实了这一观测事实。
【图文】：

海面风场,孟加拉湾,海峡

此这些岛屿周围的地形变化非常的快，在 150km 的纬向距离上，从太平洋的3000m 快速的变成近岸的 200m，又在安达曼海中变成 2000m 的水深。这些群岛之间分别为普雷帕里斯海峡、十度海峡和尼科巴海峡，海峡平均深度只有 200m，最浅只有 50m 左右。海峡贯通孟加拉湾，使得两者的上层海洋具有相似的海水属性，拥有稳定的层结结构；海峡又与赤道印度洋沟通，为外部海洋的各种海洋内部信号的传播提供了通道，也将安达曼海与印度洋紧密的联系在一起。安达曼海与孟加拉湾一样都位于南亚季风区（图 1-2）。夏季时，海域内盛行西南季风，起始于每年的 5 月，终止于 10 月；冬季盛行东北风，在 12 月开始到次年的 2 月结束。冬季季风相对于夏季季风强度要小很多。在西南季风盛行期（7月），安达曼海与孟加拉湾内的风速状况相近，其内的西南风速基本都大于 6m/s，在开阔海域风速大于近岸，最大风速甚至大于 8m/s ；东北风盛行期（1 月），大部分海域风速小于 6m/s。

溶解氧分布,海洋,全球

图 1-3 全球海洋 150m 深度上溶解氧分布（ml/l）（WORLD OCEANATLAS 2009）Fig.1-3 Annual oxygen (ml/l) at 150m. depth（WORLD OCEAN ATLAS 2009）贫氧层的形成和维持是动力和生化机制共同作用的结果。首先，海洋的应有稳定的海洋层结结构。安达曼海中上层海水盐度低，造成上层海水密度小，下层密度大，，由此产生稳定的海洋层结。层结稳定是贫氧层产生在中层海水中的前提条件，使得次表层水的通风维持在较低的水平，垂向大深度的海水交换弱，气体在表层和深层海水的交换困难。其次生化机制对贫氧区的形成也很关键，上层海水中生物生产的有机碳及死亡生物体会沉降到次表层海洋中，细菌和其他生物体通过呼吸作将其分解，此过程需要消耗大量的氧气，然而在稳定的层结下消耗的氧气很难快速的通过混合得到补充，使得次表层水中溶解氧浓度维持在一个相当低的水平。通过图 1-4 可以看到存在贫氧层的海洋和一般海洋溶解氧的垂向变化的差异，图中黑实线为一般海洋中溶解氧浓度的铅直变化，蓝实线为存在贫氧层
【学位授予单位】：国家海洋局第一海洋研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P731

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