【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(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化,從而引發(fā)了環(huán)流結(jié)構(gòu)的調(diào)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(jié)構(gòu)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(chǔ)上,對數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)一處理,經(jīng)嚴(yán)格的質(zhì)量控制步驟,在保證數(shù)據(jù)質(zhì)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(jié)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(jié)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(guān)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(guān)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(fù)相關(guān);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(guān)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(fù)相關(guān)性最強,而黃河徑流量與鹽度的相關(guān)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(dāng)月黃河入海流量的負(fù)相關(guān)性最強,與鲅魚圈的鹽度滯后30d時負(fù)相關(guān)性最強,煙臺和龍口海洋站的鹽度均在滯后90天時負(fù)相關(guān)性最強。 為分析研究海域環(huán)流結(jié)構(gòu)的調(diào)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(qū)動模式,診斷計算了不同鹽度背景場對應(yīng)的環(huán)流結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)發(fā)生了相應(yīng)的調(diào)整,其中萊州灣及渤海中南部海區(qū)環(huán)流結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu);底層環(huán)流結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的調(diào)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(biāo)系統(tǒng)示意圖 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的推導(dǎo)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(jié)果 x η， y η代入內(nèi)模態(tài)方程(4-20)-（4-2較長的時間步長計算內(nèi)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(nèi)模態(tài)新計算的結(jié)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(nèi)模果提供。圖 4-2 為內(nèi)外模態(tài)交替計算示意圖：
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：P731.12

【引證文獻】

相關(guān)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(xué);2013年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

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

2 周鋒;平流對中國北部近海層化的作用[D];浙江大學(xué);2011年

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本文編號：2628580