冬、春季台湾海峡浙闽沿岸水的时空变动特征研究

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台湾海峡是沟通东海与南海的唯一通道,也是我国南、北海运的重要航道。浙闽沿岸水是台湾海峡西侧主要流系,也是我国东南沿海环流系统的重要组成部分,它与海峡暖流水在季风控制下彼此消长,对海峡的环流结构、水团组成和海洋生态等有着相当重要的影响。  本文主要利用1981年至2016年间不同时间段的AVHRR、MODIS遥感海表温度时序列数据,以温度阈值法和温度空间距平法为基础建立了台湾海峡浙闽沿岸水的表征方式,并分别定义其影响范围及强度指数。分析了自上个世纪八十年代以来冬、春季台湾海峡浙闽沿岸水的时空变动特征,并从风场、热通量、黑潮、径流量、表层流强度、海表气温等因子入手,初步探讨浙闽沿岸水变动的影响因素。主要研究成果表明:  首先,基于现场观测发现当冬、春季台湾海峡上层水体(20米以浅)的温度分别小于20℃、21℃时,其变化与盐度、营养盐含量呈明显的线性正、负相关关系。故而本论文以温度为主要因子,利用容易获取并已形成长时间序列的遥感SST数据,建立了温度阈值法和温度空间距平法的浙闽沿岸水表征方式,其中前者主要以17℃(冬)、21℃(春)等温线为其水边界;后者则在冬春季均以其空间距平场的-2℃等值线为水边界。分析表明在体现浙闽沿岸水相对的变动趋势上,两种表征方式并没有显著性差异。  接着,分析发现自上个世纪80年代以来,台湾海峡冬、春季SST经历了增暖—变冷阶段,以1998/1999年为拐点,之前和之后的冬季年变化率分别为0.12℃/年和-0.27×10-3℃/年,而春季分别为0.13℃/年和-0.07℃/年,尤其是在2000年后整体变冷趋势更为显著,冬季年变化率为-0.04℃/年,春季为-0.05℃/年,而且台湾海峡西北部SST的变化幅度较东南部明显,同时与冬季相比,春季的变化幅度也更为显著。此外,台湾海峡冬季SST的变动明显受到ENSO事件的影响,在El Nino事件的影响下,其SST会变得更暖。分析表明,浙闽沿岸水影响范围及强弱的变动是调控冬春季台湾海峡SST最为主要的因素,但在El Nino年,海峡内冷暖水团强弱变动的影响作用将变得更为显著。  与SST变动趋势类似,上个世纪80年代以来台湾海峡浙闽沿岸水的影响范围和强度同样以1998/1999年为拐点,经历了减弱—增强两个变化阶段,尤其是2002年以来的春季,增强趋势最为显著;从浙闽沿岸水影响范围的空间变化看,与1981-1998年相比,1999-2009年间浙闽沿岸水主要是往东和往南扩展,而2002-2016年间浙闽沿岸水则主要沿着福建近海向南扩展,向东扩展并不明显。分析表明冬春季浙闽沿岸水的时空变动特征是局地东北风场、海气相互作用、流场变化以及径流量等多种因素共同作用的结果,尤其是进入21世纪,影响台湾海峡的东北风显著增强,整个海峡净热通量属于失热状态、南向平流输运量增加、黑潮暖水入侵减弱、河流径流量增加,以上种种因素均有利于浙闽沿岸水影响范围及强度的增加,进而导致台湾海峡SST在近年来有变冷的趋势。
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