12.4海洋环流
中国近海的环流,主要由沿岸流系和外海流系所构成,但因环境和气候影响,不同海区和不同季节也有明显的变化。
12.4.1水平环流概况
一、渤、黄海的环流
渤海的环流较其他海区为弱,海流的速度一般为0.1~0.2m/s,有的可达0.2m/s以上。冬季,在强劲的偏北风的驱动下,鲁北沿岸海水堆积,形成一支较强的沿岸流,即鲁北沿岸流,它从渤海海峡南部出渤海而入黄海。与此同时,辽东湾东岸也有沿岸流南下。以往较通行的观点曾认为,黄海暖流的余脉,从渤海海峡北端进入渤海,向西偏北而行,至接近西岸时分为南、北两股,从而构成渤海环流的主干。但在1992年版的海洋图集中,却看不出这种态势,而夏季环流也没有以往给出的那种明确的脉络(图12—28)。原因在于渤海表层流属漂流性质,季节和局地风对其影响是相当显著的。
黄海的海流也比东海弱得多,流速通常只有最大潮流的1/10。冬季黄海的表层流,在很大程度上受制于海面风的作用。鲁北沿岸流经渤海海峡南部进入黄海,沿胶东北岸东流,到成山角后可转而向南及西南,大致沿40~50m等深线的走向,继续南下。鉴于此,似可将鲁北沿岸流称为“胶东沿岸流”。南下之后,与苏北沿岸流汇合,至长江口以北32°~33°N附近,进入东海北部。与此同时,朝鲜半岛西岸的沿岸流也较强,南下前锋可接近济州海峡,与由济州岛西南方进入黄海的“黄海暖流”相遇,形成复杂的锋面。过去一般认为黄海暖流是对马暖流的西分支,从近年来的研究看,则倾向于认为,它是汇集了黄、东海混合水北上,而且主要是以补偿流的态势而进入黄海的。黄海暖流的北上,与东、西两岸的南下沿岸流,分别形成顺钟向与反钟向的环流。黄海暖流的流速平均不到0.1m/s,即使在其源地,最强也不超过0.25m/s。沿岸流的速度,冬季在鲁北沿岸至成山角较大,绕过成山角后有所减弱,从海州湾往南,流速又增大,可达0.25m/s左右。夏季鲁北沿岸流流幅加宽,最宽时可达50km之多,流速减小,仅在成山角一带流幅变窄、流速增大。黄海底层冷水团形成之后,可使夏季的黄海暖流减弱。
二、东海的环流
东海的环流,脉络比渤海、黄海更清晰。如前所述,冬季黄海沿岸流的南部,在长江滩附近可进入东海,黄海暖流从济州岛西南则进入黄海。黄海暖流是黄海环流的重要组成部分,但在东海,它却只能算是黑潮、对马暖流的余脉,无论是流速还是流量,都远远不能与东海黑潮相比拟。
流经东海的黑潮,即经台湾与石垣岛之间的水道进入东海而从吐噶喇海峡和大隅海峡流出东海的这一段,是整个黑潮流系(从源地直至日本以东的黑潮延续体)的上游部分,特称为“东海黑潮”,约占黑潮总流径的一半,是黄-东海总环流的主干。东海黑潮的主要流向,基本上是指向东北的,流轴通常位于海底坡度最陡处,从断面图上看,即水温水平梯度最大之处。黑潮是与大西洋的湾流齐名的强西边界流,都具有相当典型的地转流性质。除去冬、夏有明显季节变化的表层水之外,在100m层中的20℃等温线,是东海黑潮上层流轴位置的良好的指标。流轴上的最大流速可达1.5m/s,平均为1m/s。东海黑潮的流轴比较稳定,流向和流幅变动不大,但流速和流量却有明显的季节变化。从苏澳-与那国水道平均流量看,呈春、秋季强,冬、夏季弱,有半年周期。东海黑潮的左、右两侧,常出现尺度不同的涡旋(§12.4.2)。东海黑潮右侧的逆流,相对而言也比较稳定。近年来中、日两国合作,对黑潮进行了多次调查,发现北太平洋次表层水和中层水,可以通过宫古岛-冲绳岛水道进入东海,加入东海黑潮,使其流量增大。黑潮在东海的平均流量约30×106m3/s,为长江径流的1000倍。但黑潮流量年际变化也较大,为(19~42)×106m3/s。黑潮主干流幅较窄,其强流(>1m/s)带一般仅50km。
对马暖流曾被认为是东海黑潮在九州西南海域分离出来而向北流去的一个“分支”,但是,后来的许多调查研究表明,对马暖流并不是简单的黑潮分支,而是由东海黑潮水、东海陆架混合水等“多源”汇集而形成的。对马暖流的流速,平均为0.25~0.30m/s,最大约0.5m/s,有明显季节变化,夏、秋季强而冬、春季弱。
台湾暖流也一度被认为是东海黑潮的一个“分支”,即在台湾东北从东海黑潮主干分离出来而向北流去。综合近年来的调查资料与研究结果可知,台湾暖流总的趋势冬夏基本一致,除冬季因偏北季风强盛表层流向可能有偏离外,都是沿浙江近海而北上。与对马暖流相比,相似的是,台湾暖流也不宜简单地断言为东海黑潮主干的分支,因为夏季台湾暖流的上层水,主要来源于台湾海峡而不是东海黑潮主干;不同之处在于,台湾暖流水与东海黑潮主干之间的关系要密切得多。因为许多研究表明:台湾暖流下层水,无论冬、夏基本上都来自台湾东北部的东海黑潮次表层水;即使台湾暖流上层水,冬季也主要来自黑潮表层水。从水团分析的观点看(§12.3.2),对马暖流水的变性也比台湾暖流水显著得多。台湾暖流除了表层水的来源冬、夏有区别外,流幅、流速等也有季节变化,一般是夏季流幅宽,流速可大于0.15m/s,而冬季势力弱,流速小于0.15m/s,且流幅窄。
东海的沿岸流,东有九州沿岸流,但以西岸从长江口至台湾海峡的沿岸流最重要。冬季在偏北风驱动下,长江冲淡水转而向南,与浙闽沿岸流衔接,绵延可达台湾海峡西南部,并可进入南海,影响粤东北沿岸。夏季季风转为偏南风,长江、钱塘江入海径流量大增,冲淡水汇合沿岸流向东偏北而去;台湾海峡西岸的沿岸流,也由西南调转东北。这样,就形成了与冬季不同的环流形式(图12-28)。
三、南海的环流
类似于印度洋北部的季风环流,南海是太平洋中季风环流最发达的海域,其总的特点是:西南季风期间盛行东北向漂流,东北季风期间则为西南向漂流。
夏季偏南季风盛行之时,南起爪哇海和南海南部,中经越南外海,北至台湾省南部海域皆为东北向漂流。该季节南海的强流区在越南沿岸,流速可超过0.5m/s。南海东部吕宋岛西岸,有来自苏禄海的流沿岸北上。在南海北部,广东沿岸水和珠江冲淡水,在西南季风的影响下,也向东北方向流动。至于南海中、南部的海流,除受东北向漂流的影响外,也存在区域性的环流,如图12-28a。在北部湾,则形成了一个顺钟向的环流。
冬季季风转向,流向也随之转换。在海区的东北部,黑潮水的一部分通过巴士海峡进入南海。东海西岸南下的沿岸水的一部分,也通过台湾海峡进入南海。在东北季风的作用下,广东沿岸流亦转为西南向。于是在南海西部,纵贯南北几乎全为西南向的漂流,主流靠近越南和马来半岛沿岸,越南沿岸这一漂流的强化比夏季更显著,流速可达1m/s以上。在北部湾,环流也相应地变为逆钟向。南海东部的海流比西部弱,流向不稳定,通常以向北或西北居多。南海中、南部的环流与夏季也有明显的不同,见图12-28b。
在南海北部海区,还有一支“南海暖流”,终年由西南流向东北。即使冬季东北季风强盛之时,表层以下的东北流仍很强,流速可达1m/s左右。然而进一步的研究也发现,南海暖流的时-空变异是相当显著的。
黑潮的南海分支,一般认为在台湾东南分出,继而通过巴士海峡进入南海和台湾海峡。进入台湾海峡的高温高盐水,又被称为黑潮的台湾海峡分支,它沿台湾海峡东部北上,大致是9~11月流速较大且流向稳定,而4~5月较弱。当然,上述说法还需进一步调查研究来证实。
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