辽东半岛顶端海域上升流长期变化特征及影响因素
发布时间：2021-06-30 12:28
利用回归分析、相关性分析等分析方法,对全球气候变暖背景下辽东半岛顶端海域上升流的变化特征及影响因素进行了研究。结果表明:夏季,辽东半岛顶端邻近海域上升流以38°52′N、120°55′E为中心,呈纺锤状分布于复州湾—辽东半岛顶端—北砣矶水道沿线海域,其位置较为固定。1988—2018年,海表温度上升流指数呈显著增加的变化趋势,其变化速率为0.27°C/10a,研究海域上升流显著增强,其中1998—2018年上升流增强尤为显著。在全球气候变暖背景下,渤海及北黄海部分海域净辐射通量的增加和夏季风场的减弱是研究海域上升流增强的两个影响因素。净辐射通量的增加和夏季风场的减弱分别有利于非上升流与上升流区的温差增大和底层冷水的上涌,进而使上升流现象增强。在长时间尺度上,ENSO（ElNi?o-SouthernOscillation）不会影响研究海域上升流强度的变化趋势,但在强厄尔尼诺发展阶段（1997年和2014年）,ENSO可使研究海域纬向风（西风）增强,从而减弱研究海域上升流。
【文章来源】：海洋与湖沼. 2020,51(01)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
—1997年(a)和1998—2018年(b)夏季研究海域平均SST及其海表温度差(c)分布Fig.2DistributionoftheaverageSSTinsummerfrom1988—1997(a)and1998—2018(b)andtheirdifferenceintheresearcharea注:白线以内(外)为上升流区(非上升流区)
燃煅?),温度升高了1.32°C,增长速率为0.43°C/10a;上升流区SST却无明显的变化趋势;此外,海表温度上升流指数也呈显著增加的变化趋势,其速率为0.27°C/10a(通过95%的信度检验)。上升流指数的增加是由非上升流区与上升流区温差增大引起的,其增加速率小于非上升流区SST的增加速率,但二者均高于0.11[0.09—0.13]°C/10a的全球平均SST增长速率(IPCC,2013;秦大河等,2014)。因此,辽东半岛顶端海域上升流在整个研究时段上一直呈显著增强的变化趋势。图31988—1997年和1998—2018年海表温度上升流指数UISST时间序列(实线)及其线性变化趋势(虚线)Fig.3TimeseriesofUISST(solidline)anditslinearvariationtrend(dottedline)from1988—1997and1998—2018图4夏季非上升流区(a,黑色)、上升流区(a,灰色)平均SST和UISST(b)的时间序列(b,实线)及其线性变化趋势(虚线)Fig.4TimeseriesofaverageSST(solidline)inthenon-upwellingregion(a,blackline)andupwellingregion(a,grayline)andUISST(b)andtheirlineartrend(dashedline)insummer表2各变量线性趋势分析的相关系数R2Tab.2CorrelationcoefficientR2oflineartrendanalysisofallvariables变量R2SSTocean0.56SSTcoast0.21UISST0.81注:UISST:海表温度上升流指数;SSTocean:离岸海域SST;SSTcoast:沿岸海域SST3讨论3.1净辐射通量对上升流长期变化趋势的影响净辐射通量反映研究海域的热量得失情况,当净辐射通量为正值时表示海区获得热量,反之则表示海区失去
36海洋与湖沼51卷图61988—2018年夏季研究海域SST时间序列(实线)及其线性变化趋势(虚线)Fig.6TimeseriesofSST(solidline)anditslinearvariationtrend(dottedline)intheresearchareain1988—2018还受到底层冷水的影响,但净辐射通量对底层海水温度的影响较为有限,其增温较慢。如作为研究海域上升流区深层冷水源的北黄海冷水团有升温的变化趋势,但其速率仅为0.26°C/10a(李昂等,2015),明显小于非上升流区SST的增长速率。因此,升温速率较慢的底层冷水涌升至表层后抑制了上升流区SST的增加,从而加大了上升流区与非上升流区SST的差异。3.2夏季风对上升流长期变化趋势的影响在全球变暖加速期和暂缓期,研究海域都盛行偏南风,其风速介于0.67—2.20m/s之间(图7)。老铁山西侧海域的风几乎与岸线平行,在科氏力的作用下表层海水向岸运动并在辽东半岛顶端产生堆积,从而阻碍底层冷水向上涌升,不利于研究海域上升流现象的形成(颜廷壮,1991)。此外,老铁山水道附近海域一直为气旋性风应力旋度,其产生的Ekman抽吸可能会促进底层冷水向上涌升。与变暖加速期相比,在全球气候变暖暂缓期,研究海域的风向无明显变化,风速稍有减小,风应力旋度增强了7.9410–9N/m3,均有利于研究海域上升流的增强(图3)。在整个研究时间段内,研究海域经向风v分量有所减弱,纬向风u分量由西风逐渐转化为东风(图8、图71988—1997年(a)和1998—2018年(b)夏季研究海域风尝风应力旋度及其风应力旋度差值(c)分布Fig.7Distributionofsumme
【参考文献】：
期刊论文
[1]渤海海峡水交换多时间尺度变化特征研究[J]. 冀承振,黎舸,于博,董琳,刘清容. 海洋与湖沼. 2019(01)
[2]渤海湾高强度开发对潮波系统的累积影响机制[J]. 侯庆志,陆永军,王志力. 科学通报. 2017(30)
[3]中国近海海表温度对气候变暖及暂缓的显著响应[J]. 谭红建,蔡榕硕,黄荣辉. 气候变化研究进展. 2016(06)
[4]围填海对海洋水动力与生态环境的影响[J]. 林磊,刘东艳,刘哲,高会旺. 海洋学报. 2016(08)
[5]琼东上升流的年际变化及长期变化趋势[J]. 谢玲玲,宗晓龙,伊小飞,李敏. 海洋与湖沼. 2016(01)
[6]北黄海冷水团温度年际变化研究[J]. 李昂,于非,刁新源,司广成. 海洋学报. 2015(01)
[7]IPCC第五次评估报告第一工作组报告的亮点结论[J]. 秦大河,Thomas Stocker. 气候变化研究进展. 2014(01)
[8]夏季黄海表面冷水对大气边界层及海雾的影响[J]. 孟宪贵,张苏平. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2012(06)
[9]南海北部夏季沿岸上升流近百年的强度变化[J]. 刘羿,彭子成,韦刚健,陈特固,孙卫东,贺剑峰,孙若愚,刘桂建. 地球化学. 2009(04)
[10]渤海B1断面夏季温盐结构及变化趋势[J]. 贾瑞丽,苏洁,胡宪敏,曹勇. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2008(05)
博士论文
[1]黄东海上升流机制数值研究[D]. 吕新刚.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2010
本文编号：3257744
【文章来源】：海洋与湖沼. 2020,51(01)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
—1997年(a)和1998—2018年(b)夏季研究海域平均SST及其海表温度差(c)分布Fig.2DistributionoftheaverageSSTinsummerfrom1988—1997(a)and1998—2018(b)andtheirdifferenceintheresearcharea注:白线以内(外)为上升流区(非上升流区)
燃煅?),温度升高了1.32°C,增长速率为0.43°C/10a;上升流区SST却无明显的变化趋势;此外,海表温度上升流指数也呈显著增加的变化趋势,其速率为0.27°C/10a(通过95%的信度检验)。上升流指数的增加是由非上升流区与上升流区温差增大引起的,其增加速率小于非上升流区SST的增加速率,但二者均高于0.11[0.09—0.13]°C/10a的全球平均SST增长速率(IPCC,2013;秦大河等,2014)。因此,辽东半岛顶端海域上升流在整个研究时段上一直呈显著增强的变化趋势。图31988—1997年和1998—2018年海表温度上升流指数UISST时间序列(实线)及其线性变化趋势(虚线)Fig.3TimeseriesofUISST(solidline)anditslinearvariationtrend(dottedline)from1988—1997and1998—2018图4夏季非上升流区(a,黑色)、上升流区(a,灰色)平均SST和UISST(b)的时间序列(b,实线)及其线性变化趋势(虚线)Fig.4TimeseriesofaverageSST(solidline)inthenon-upwellingregion(a,blackline)andupwellingregion(a,grayline)andUISST(b)andtheirlineartrend(dashedline)insummer表2各变量线性趋势分析的相关系数R2Tab.2CorrelationcoefficientR2oflineartrendanalysisofallvariables变量R2SSTocean0.56SSTcoast0.21UISST0.81注:UISST:海表温度上升流指数;SSTocean:离岸海域SST;SSTcoast:沿岸海域SST3讨论3.1净辐射通量对上升流长期变化趋势的影响净辐射通量反映研究海域的热量得失情况,当净辐射通量为正值时表示海区获得热量,反之则表示海区失去
36海洋与湖沼51卷图61988—2018年夏季研究海域SST时间序列(实线)及其线性变化趋势(虚线)Fig.6TimeseriesofSST(solidline)anditslinearvariationtrend(dottedline)intheresearchareain1988—2018还受到底层冷水的影响,但净辐射通量对底层海水温度的影响较为有限,其增温较慢。如作为研究海域上升流区深层冷水源的北黄海冷水团有升温的变化趋势,但其速率仅为0.26°C/10a(李昂等,2015),明显小于非上升流区SST的增长速率。因此,升温速率较慢的底层冷水涌升至表层后抑制了上升流区SST的增加,从而加大了上升流区与非上升流区SST的差异。3.2夏季风对上升流长期变化趋势的影响在全球变暖加速期和暂缓期,研究海域都盛行偏南风,其风速介于0.67—2.20m/s之间(图7)。老铁山西侧海域的风几乎与岸线平行,在科氏力的作用下表层海水向岸运动并在辽东半岛顶端产生堆积,从而阻碍底层冷水向上涌升,不利于研究海域上升流现象的形成(颜廷壮,1991)。此外,老铁山水道附近海域一直为气旋性风应力旋度,其产生的Ekman抽吸可能会促进底层冷水向上涌升。与变暖加速期相比,在全球气候变暖暂缓期,研究海域的风向无明显变化,风速稍有减小,风应力旋度增强了7.9410–9N/m3,均有利于研究海域上升流的增强(图3)。在整个研究时间段内,研究海域经向风v分量有所减弱,纬向风u分量由西风逐渐转化为东风(图8、图71988—1997年(a)和1998—2018年(b)夏季研究海域风尝风应力旋度及其风应力旋度差值(c)分布Fig.7Distributionofsumme
【参考文献】：
期刊论文
[1]渤海海峡水交换多时间尺度变化特征研究[J]. 冀承振,黎舸,于博,董琳,刘清容. 海洋与湖沼. 2019(01)
[2]渤海湾高强度开发对潮波系统的累积影响机制[J]. 侯庆志,陆永军,王志力. 科学通报. 2017(30)
[3]中国近海海表温度对气候变暖及暂缓的显著响应[J]. 谭红建,蔡榕硕,黄荣辉. 气候变化研究进展. 2016(06)
[4]围填海对海洋水动力与生态环境的影响[J]. 林磊,刘东艳,刘哲,高会旺. 海洋学报. 2016(08)
[5]琼东上升流的年际变化及长期变化趋势[J]. 谢玲玲,宗晓龙,伊小飞,李敏. 海洋与湖沼. 2016(01)
[6]北黄海冷水团温度年际变化研究[J]. 李昂,于非,刁新源,司广成. 海洋学报. 2015(01)
[7]IPCC第五次评估报告第一工作组报告的亮点结论[J]. 秦大河,Thomas Stocker. 气候变化研究进展. 2014(01)
[8]夏季黄海表面冷水对大气边界层及海雾的影响[J]. 孟宪贵,张苏平. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2012(06)
[9]南海北部夏季沿岸上升流近百年的强度变化[J]. 刘羿,彭子成,韦刚健,陈特固,孙卫东,贺剑峰,孙若愚,刘桂建. 地球化学. 2009(04)
[10]渤海B1断面夏季温盐结构及变化趋势[J]. 贾瑞丽,苏洁,胡宪敏,曹勇. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2008(05)
博士论文
[1]黄东海上升流机制数值研究[D]. 吕新刚.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2010
本文编号：3257744
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