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世界大洋温度、盐度、密度的分布和水团(6)

时间:2010-01-29 03:28 来源:地理教师网 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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 3.4.2海洋水团

一、水团的定义

早在1916年,B.海兰—汉森就把水团(watermass)这一术语引入海洋学中。中国大百科全书(海洋卷,1987)对水团的定义是:“源地和形成机制相近,具有相对均匀的物理、化学和生物特征及大体一致的变化趋势,而与周围海水存在明显差异的宏大水体。”

可见,对水团内部的特征并非要求绝对相同,只是“相近”、“相对均匀”、“大体一致”,但水团内部的特征与其周围水体相比差异则必须是“明显”的。在实际工作中,对上述条件的掌握宽严不同,则使水团的划分有相对灵活的标准。例如,大洋水团的划分,对水团内部特征的“相近”可以从严要求,而对浅海水团的划分应适当放宽。

水团从其源地所获得的各种特性,在运动过程中受环境变化影响或与周围海水交换、混合,会发生不同程度的变化,此即水团的变性,显然,浅海水团容易变性而大洋水比较保守。长期以来,人们习惯于把温盐特性作为分析水团的主要指标。1916年由B.海兰—汉森首创的温—盐图解(t—S图解)至今仍被广泛应用。

所谓温—盐图解,系指以温度为纵坐标,以盐度为横坐标,将测站上不同层次的实测温、盐值对应地点在温、盐坐标系中,然后自表至底有序地把各点联结起来的曲线(或折线)图。温—盐图解在应用中不断发展,如温—盐点聚图,温—盐关系图等也成了常用的分析工具图。

显然,当水团内部的温、盐值完全相同时,则温—盐图解中的一个点就代表一个水团,若水团内部的温、盐相对均匀(稍有差异),则一个密集的点簇,代表一个水团。因此,可根据温—盐图解中点或者点簇的个数来判定水团的数目。图5—18b便是各大洋的温—盐图解。

二、水团的分析方法

水团的分析工作,首先应是对研究海区的水团予以识别并进行划分。在此基础上再对不同水团的特征与强度、源地与形成机制、消长与变性等规律进一步分析。正因为水团的划分是基础工作,况且它与海洋环流以及渔场的研究等都具有密切的关系,所以长期以来许多学者致力于这方面的研究。现有主要分析方法有以下几类:

(一)定性的综合分析方法

绘制研究海区中各种特性的分布变化图及温—盐图解等图表,据此进行综合分析,通过比较,用逻辑推理方法,定性地进行描述,故亦称为经验法。这种方法简单易行,能够充分地体现分析者的经验,是进一步进行定量分析的重要参考。

(二)浓度混合分析方法

根据浓度混合理论,导出水团分析的t—S图解几何学方法,比较定量地确定出水团边界的位置及水团之间的混合区。即依混合组成百分比等于50%处为水团的边界,小于50%者为混合区。

(三)概率统计分析法

目前已被应用的主要有海水特征频率分析法、判别分析法、聚类分析法、对应分析法、场分解分析法等等。

(四)模糊数学分析方法

随着模糊数学在各个领域的应用,中国海洋工作者率先用模糊集合理论对水团的有关概念进行了讨论与定义,并将模糊数学的多种方法应用于海洋水团的分析。

三、水型和水系

(一)水型(watertype)

斯维尔德鲁普1942年首次定义水型,其后广为引用。通常它是指温盐度均匀,在温—盐图解上仅用一个单点表示的水体。由于性质完全相同的水样,其观测值皆对应于温—盐图解中的一个点,故水型实质上是“性质完全相同的水体元的集合”。

由此引伸,即可给出水团的集合论定义:“水团是性质相近的水型的集合”。

(二)水系(watersystem)

水系原为陆地水文学的术语,在海洋学中水系可定义为“符合一个给定条件的水团的集合”。换言之,水系的划分只考虑一种性质相近即可。在浅海水团分析中,经常提到的沿岸水系和外海水系,就是只考虑盐度而划分的。前者指沿岸低盐水团的集合,后者是指外海(受大陆径流影响较小的)高盐水团的集合。
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