基于ROMS模式(Regional Ocean Model System),利用單向嵌套的方法(即用整個太平洋粗網格(10'x10')的模擬結果為中國近海的細網格數(shù)值模式(5'x5')提供開邊界條件),研究了東海陸架上,黑潮水入侵的水動力學特征;此外基于NEMURO(North Pacific Ecosystem Model for Understanding Regional Oceanography),我們自己開發(fā)了包含磷酸鹽限制的三維物理-生態(tài)-化學耦合生態(tài)模型,并用其研究了長江口外海域的生態(tài)響應過程。獲得了以下幾個方面的創(chuàng)新性研究成果。 1.模擬得到了比以往數(shù)值模擬研究更準確的結果。模式給出的對馬海峽的流量為2.70 Sv (Sv≡106m3s-1),該模擬結果比已有的模擬結果更接近于觀測值2.64 Sv(1997.2.21-2002.8.25平均流量);此外模式給出的臺灣海峽的流量(1.03 Sv)也很接近最近的估計值(1.20 Sv)。 2.提出了夏季東海陸架上存在兩個黑潮底部分支,并給出了具體的入侵路徑,此兩個黑潮底部分支和黑潮表層分支KBC構成了東海陸架黑潮入侵的反氣旋樓梯狀三維結構。利用覆蓋整個東中國海南部區(qū)域的夏季航次資料和數(shù)值模擬,對臺灣東北的黑潮入侵進行了詳細研究。本文發(fā)現(xiàn),在垂向上,臺灣東北的黑潮入侵,夏季存在三個分支:近岸黑潮底層分支(N-KBBC)、遠岸黑潮底層分支(O-KBBC)和黑潮表層分支KBC。N-KBBC從臺灣東北逐漸向西北涌升到60m等深線,在27.5°N, 122°E這個區(qū)域,轉向東北,沿著60m等深線流動,其可以到達長江口外31°N的地方,形成了浙江外海的底部高鹽水;O-KBBC從臺灣東北沖出臺灣島后向西北方向涌升,然后沿著100m等深線向東北方向流動,最后在28°N附近一部分重新回到黑潮主軸,另一部分水繼續(xù)沿著100m等深線向東北流動。起源于臺灣東部黑潮表層水的KBC前人已有研究,其從黑潮主軸分離后很快就轉向東南東,然后在27.0°N重新加入黑潮。 3.發(fā)現(xiàn)了,N-KBBC起源于臺灣東部黑潮水的120-300m層,O-KBBC起源于臺灣東部黑潮水的60-120m層。也就是說黑潮近岸分支N-KBBC的源頭水在黑潮遠岸分支O-KBBC的源頭水的下方。這就解釋了浙江外海60m等深線上的溫度和鹽度,比浙江外海100m等深線上的溫度、鹽度更低的這個觀測現(xiàn)象;同時很好的解釋了浙江外海60m等深線底層水的磷酸鹽濃度,比浙江外海100m等深線上的底層水磷酸鹽濃度更高的這個觀測事實。這是因為浙江外海60m等深線的底層水由低溫、相對低鹽和高磷酸鹽濃度的N-KBBC導致,而浙江外海100m等深線的底層水而由相對高溫、相對高鹽和低磷酸鹽濃度的O-KBBC導致。 4.計算發(fā)現(xiàn),N-KBBC對長江口外鄰近海域貢獻的磷酸鹽比長江徑流輸入的磷酸鹽高一個量級。計算表明夏季N-KBBC分支的流量大概為0.3 Sv,該數(shù)值比長江徑流量(0.04 Sv)高了一個數(shù)量級。夏季N-KBBC向長江口外海域,源源不斷的輸入磷酸鹽,數(shù)值試驗表明,N-KBBC輸入江口外鄰近海域的磷酸鹽量約為0.5萬噸,長江徑流輸入江口外鄰近海域的磷酸鹽的量約為0.03萬噸/月。 5.提出了,夏季浙江岸線附近(30°N以南)的高葉綠素分布和從舟山到(122.5°E, 31°N)這條線上的高葉綠素分布條帶,主要由N-KBBC導致。利用我們升級的生態(tài)模式,對長江口外海域的生態(tài)過程進行了模擬,數(shù)值實現(xiàn)表明,長江徑流夏季不會導致浙江岸線附近(30°N以南)高葉綠素分布,其主要由N-KBBC導致;并計算了N-KBBC導致的生物固碳能力,其固碳量約為40萬噸/天。由于黑潮的存在,其阻礙了外海大洋水和中國近海陸架的水交換,而本文提出的黑潮底部入侵分支,是外海大洋水和中國近海陸架水進行物質交換的紐帶,其對中國近海的生態(tài)過程具有重要影響。
【學位單位】：中國科學院研究生院（海洋研究所）
【學位級別】：博士
【學位年份】：2011
【中圖分類】：P731.27
【部分圖文】：

從敏[翁學傳 and 王從敏, 1985; 翁學傳 and 王叢敏, 1988; 翁學傳敏, 1989a; b]認為，夏季臺灣暖流水可劃分為臺灣暖流表層水和臺灣水，其中，臺灣暖流表層水是由臺灣東側的黑潮表層水和臺灣海峽水混，而臺灣暖流深層水則源于臺灣東側的黑潮次表層水。這種觀點得到了[張啟龍 et al., 2007]的支持。而 Su[Su and Pan, 1987]則認為，臺由近岸側分支和外海側分支組成的：近岸側分支的上層水主要來自臺灣海側分支則是從浙江沿岸外的近岸側分支逐漸分離出來的，其中外海側層水主要來源于臺灣東北的黑潮入侵水，并在陸架向東北流動過程中，西側輻聚的趨勢。雖然孫湘平等[孫湘平 et al., 1996]也提到了東海流的存在，但他們認為，在該底層流的西側還有一支平行于岸線的、來峽的底層水伸展到長江口外區(qū)域。由此可見，該海域的水團配置和特性一的認識，而且對水團的營養(yǎng)鹽含量也知之甚少，需要深入研究。

東海陸架黑潮入侵及生態(tài)響應數(shù)值模擬研究估計整個東中國海的初級生產力，因此同時考慮氮、磷、硅營養(yǎng)鹽限制性可以適應不同海域營養(yǎng)鹽的分布特征。由于 NEMURO 生態(tài)模式中未包含磷酸鹽(見圖2. 8)，本文在 NEMURO 生態(tài)模式的基礎上，添加了磷酸鹽模塊(見圖 2. 7)。博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 2011年 第08期 基礎科學輯 A010-

東海陸架黑潮入侵及生態(tài)響應數(shù)值模擬研究估計整個東中國海的初級生產力，因此同時考慮氮、磷、硅營養(yǎng)鹽限制性可以適應不同海域營養(yǎng)鹽的分布特征。由于 NEMURO 生態(tài)模式中未包含磷酸鹽(見圖2. 8)，本文在 NEMURO 生態(tài)模式的基礎上，添加了磷酸鹽模塊(見圖 2. 7)。博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 2011年 第08期 基礎科學輯 A010-

【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

1 高松;黃娟;白濤;曹雅靜;吳玲娟;鐘山;;2008年與2009年黃海綠潮漂移路徑分析[J];海洋科學;2014年02期

相關博士學位論文 前1條

1 孫科;東海典型赤潮藻種群動態(tài)的數(shù)值模擬[D];中國科學院研究生院（海洋研究所）;2013年

相關碩士學位論文 前2條

1 張俊鵬;東海冷渦對東亞季風和黑潮氣候躍變響應的數(shù)值模擬研究[D];國家海洋局第三海洋研究所;2012年

2 吳力川;南海區(qū)域海洋模式適應性比較分析及改進[D];武漢理工大學;2013年

本文編號：2821156