【摘要】： 渤海和北黃海是我國北方的陸架淺海,近幾十年來,受全球氣候和局域環(huán)境等因素引起的變化,特別是人類活動的影響,渤海和北黃海的物理環(huán)境場發(fā)生了巨大的變化。如渤海的鹽度平均上升近2.0 psu,鹽度場的結構也發(fā)生了變化,從而引發(fā)了環(huán)流結構的調整。為全面研究掌握該海域鹽度的年代際變化特征、成因及其引起的環(huán)流結構的改變,本文在盡可能多的收集到渤海和北黃海50年代至今大量實測鹽度數(shù)據(jù)的基礎上,對數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)一處理,經(jīng)嚴格的質量控制步驟,在保證數(shù)據(jù)質量可信的前提下,運用融合時空插值的方法進行網(wǎng)格化,十年平均得到5個年代(50年代、60年代、70年代、80年代、90年代以后)冬、夏季平均狀態(tài)下的表層、10m層和20m層的鹽度分布,分析了渤海和北黃海鹽度的年代際變化特征。發(fā)現(xiàn)自50年代至今,冬、夏季渤海和北黃海鹽度整體呈上升趨勢,冬季年均升幅略大于夏季,鹽度升高最快的區(qū)域均位于渤海灣,冬季最大年均升幅為0.14 psu,夏季最大年均升幅為0.12 psu;冬季,北黃海高鹽舌具有明顯伸入渤海的特征;60年代比較特殊,渤海冬、夏季各水層鹽度與50年代相比均大幅降低,不過北黃海的32 psu等鹽線冬季依然明顯伸向渤海方向;從80年代開始,渤海和北黃海鹽度的空間分布形態(tài)與50-70年代相比,發(fā)生了較大變化,渤海灣、遼東灣鹽度高于渤海其它區(qū)域,渤海水平鹽度梯度減小,冬季伸入渤海的高鹽舌消失。 渤海鹽度的變化主要取決于淡水通量(徑流、蒸發(fā)、降雨)、北黃海入侵水以及渤、黃海水交換的變化。為進一步分析渤海和北黃海鹽度變化的成因,利用融合時空插值與逐步訂正相結合的方法得到1958-2000年共43年渤海和北黃海冬、夏季鹽度場的時間序列。對冬、夏季表層鹽度距平的43年時間序列進行了EOF分析,結果表明冬季鹽度距平第一模態(tài)(方差貢獻達87.01%)時間系數(shù)序列與同年黃河徑流量的相關系數(shù)為-64.57%,夏季第一模態(tài)(方差貢獻達99%)的時間系數(shù)與同年黃河徑流量的相關系數(shù)為-60.24%,因此渤海和北黃海冬、夏季鹽度的年際變化均與黃河徑流量存在較強的負相關;且分析發(fā)現(xiàn)43年來,表征北黃海高鹽水入侵強度的冬季表層32psu等鹽度線的范圍有向北、向西擴展的趨勢,推斷北黃海入侵水有增強的趨勢。同時對部分環(huán)渤海海洋站的表層鹽度與降雨和黃河徑流量等影響要素進行了相關分析,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)海洋站的降雨量與鹽度滯后30d時負相關性最強,而黃河徑流量與鹽度的相關系數(shù)則隨站點的位置有所不同,塘沽、葫蘆島、秦皇島、老虎灘站的鹽度與當月黃河入海流量的負相關性最強,與鲅魚圈的鹽度滯后30d時負相關性最強,煙臺和龍口海洋站的鹽度均在滯后90天時負相關性最強。 為分析研究海域環(huán)流結構的調整規(guī)律,采用ECOMSED數(shù)值模式,建立了渤黃海診斷數(shù)值模型。用各年代夏季的鹽度場驅動模式,診斷計算了不同鹽度背景場對應的環(huán)流結構及通過渤海海峽斷面和37°N斷面的水交換量和鹽度通量。發(fā)現(xiàn)隨著鹽度場的變化,渤海的環(huán)流結構發(fā)生了相應的調整,其中萊州灣及渤海中南部海區(qū)環(huán)流結構變化較為明顯,萊州灣的流動方向發(fā)生了較大變化,渤海中部的順時針流環(huán)位置南移,東半環(huán)的流動減弱,渤海中南部的逆時針流環(huán)70年代以后逐漸消失;90年代以后,遼東灣由一個逆時針流環(huán)變?yōu)闉持心喜康哪鏁r針流環(huán)和灣口西南部的順時針流環(huán)的雙環(huán)結構;底層環(huán)流結構變化不大,只是流速有所減小;模式計算得到的渤、黃海之間的水交換量和鹽通量整體呈下降趨勢,而通過37°N斷面的水交換量和鹽通量變化相對較小,可見隨著環(huán)流結構的調整,渤海與北黃海的水交換能力減弱了,而進入渤海的鹽通量也有所減小。
【圖文】：

圖 4-1 Sigma 坐標系統(tǒng)示意圖 坐標轉換的推導過程如下：即（x,y,z,t）→(x*,y*,σ,t*)。ηη+ 則對于任意變量 G 有： + ***1xDxDDGxGσησ( + ***1xDyDDGyGσησ(

( ) ( )U ,V= U U,V V'' + + =xVDyUDAxyUDAxDFxMM2 (4 + + =xVDyUDAyxVDAyDFyMM2 (4計算過程中使用較小的時間步長來計算外模態(tài)即解(4-30)-(4-32)的方一定步數(shù)后，把外模態(tài)的結果 x η， y η代入內模態(tài)方程(4-20)-（4-2較長的時間步長計算內模態(tài)方程。一次外模態(tài)時間步長后，外31)-(4-31)方程中等號右邊的各項由內模態(tài)新計算的結果代替，開始下態(tài)計算。在以后的計算中式(4-31)-(4-32)中的對流和輻射項將由內模果提供。圖 4-2 為內外模態(tài)交替計算示意圖：
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：P731.12

【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

1 王毅夢;吳冠偉;楊桂朋;時迪;;夏季黃、渤海溶解碳水化合物的濃度分布[J];海洋環(huán)境科學;2013年02期

相關博士學位論文 前2條

1 王英俊;傅里葉分析在魚類耳石形態(tài)學中的應用研究[D];中國海洋大學;2010年

2 周鋒;平流對中國北部近海層化的作用[D];浙江大學;2011年

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本文編號：2628580