中国近海的区域海洋学

第十二章中国近海的区域海洋学12.1自然环境概况12.1.1地理位置、区划和岸线中国近海，依传统分为四个海区，即渤海、黄海、东海和南海。一、渤海渤海是中国内海。是深入中国大陆的近封闭型的一个浅海。它通过东面的渤海海峡与黄海相沟通；其北、西、南三面均被陆地所包围，即分别邻接辽宁、河北、山东三省和天津市。渤海海峡北起辽东半岛南端的老铁山角(老铁山头)，南至山东半岛北端的蓬莱角(登州头)，宽度约106km。二、黄海黄海是全部位于大陆架上的一个半封闭的浅海。因古黄河在江苏北部入海时，携运大量泥沙而来，使水色呈黄褐色，从而得名。三、东海东海位于中国岸线中部的东方，是西太平洋的一个边缘海。东海西有广阔的大陆架，东有深海槽，故兼有浅海和深海的特征。四、南海南海位于中国大陆南方，纵跨热带与亚热带，而以热带海洋性气候为主要特征。也是中国海疆国界伸展最南之处。12.1.2海底地形、沉积与构造—、渤海在四个海区中，渤海深度最浅，小于30m的海域近7.2×l04km2，因而海底地势最为平坦，地形也较单调。若再细分，可分5部分：渤海海峡、辽东湾、渤海湾和莱州湾、中央海盆。二、黄海海底地势比东海和南海平坦，但地貌形态却比渤海复杂。最突出的特征有黄海槽、潮流脊和水下阶地。三、东海东海兼有浅海和深海的特征而不同于渤海和黄梅，但仍以浅海特征比较显著。浅海特征中，尤以大陆架宽广最为突出。四、南海南海居于深海。大陆架、大陆坡和深海盆地等形态相当齐全。海底地形的基本特点是由岸边向海盆中心的阶梯状下降，但突出特征是，南、北坡度缓而东、西坡度陡。12.1.3径流特征流入中国近海各海区的径流量，彼此相差很悬殊。即使同一海区，在不同季节，差别也很大。12.1.4气候概况中国近海北起温带，中经副热带，南至热带，气候差异很显著。尤其温带海域，四季交替非常明显；即使副热带海域，也有相应的季节变化。一、渤海和黄海冬季，在大陆高压和阿留申低压活动影响下，渤、黄海区多偏北大风，平均风速为6—7m/s。南黄海海面开阔，平均风速增至8—9m/s。伴随强偏北大风，常有冷空气或寒潮南下，风力可达24．5m/s以上，在渤海及北黄海沿岸，气温可剧降10—15℃，间或降大雪，是冬季的主要灾害性天气。寒潮有时能引发风暴潮。春季开始季风交替，偏南风增多，至6—8月，盛行偏南风，平均风速为4—6m/s。但遇有出海气旋或台风北上时、风力也可增至10级24.5—28.4m/s以上，又常伴有暴雨，或者引发风暴潮，是夏季的主要灾害性天气。渤、黄海的大风带，位于辽东湾、渤海海峡至山东半岛成山角一带以及开阔海域的南黄海中部和南部。渤海中、西部的大风(阵风＞8级)日数平均每年80天左右，渤海海峡达110天，黄海中、南部也可达110天左右。气温在1月份达最低，渤海平均为-4—O℃，黄海由北至南为-2—8℃，南北温差可达10℃。最高气温渤海出现于7月，平均为25℃，黄海出现于8月，为24—27℃。平均年降水量，渤海为500—600mm左右，北黄海为600—750mm左右，南黄海可接近1000mm。雨季在6—8月，降水量可占全年的一半，甚至多达70％。渤海和黄海还以多雾著称，渤海在4—7月，黄海在冬、春、夏子季，沿岸均多雾，尤以7月为最多。二、东海东海纵跨温带和副热带，冬季也受亚洲大陆高压影响，以偏北大风为主，平均风速可达9-10m/s。南部海区以东北风为主，特别是台湾海峡，风向较稳定，风速也较大。冬季寒潮南下之时，在冷锋过境之后，常出现6—8级偏北风，并伴有明显降温。冬春季形成于台湾以东、以北海面的温带气旋，对东海影响也很大，常突然出现偏北大风，对航行和捕捞作业造成危害。夏季以偏南风为主，常出现气旋跟台风。东海的大风带于浙江沿岸、舟山群岛以及台湾海峡。夏季全海区气温大致为26—29℃，南北差别不大，冬季则较大。东海的年降水量，东西两侧有明显的差别，东多西少，并随季节有明显变动。东海的雾期在春、夏两季，以4—5月最多。三、南海南海位于热带，又属典型的季风气候区。每年9月前后，东北季风到达台湾海峡，11月至翌年4月，全海区均由东北季风所控制。4月份于马六甲海峡开始出现西南季风，至6月可遍及全海区，而7—8月为最盛期。南海的大部分海域，东北季风以11月份为最大，多为4—5级，有时也达6-7级，大风区在南海北部、巴士海峡及南沙群岛以西海域。相对而言，西南季风风力一般较小，多在4级以下。然而在海南省西部沿岸莺歌海，全年中却以春风较大，4月份的月平均风速为5.5m/s；最小在12月，仅3.4m/s。年平均大风日数，南海比渤、黄、东海都少，越南近海50天，西沙群岛附近40天左右，南沙附近40天以下。唯粤东沿岸靠近台湾海峡的区域，大风口数较多些，有的可达100天。台风是南海的主要灾害性天气系统，每年乎均有10个左右的台风和强热带风暴活动于南海海域。南海海域气温终年很高，7月份高达28℃，即使在隆冬1月份，南海南部仍达26℃，北部通常不低于15℃。南海年降水量为1000—2000mm，有明显的区域差异。海区北部有干季和雨季之分。海区南部其实并无真正的“干季”，因为那里全年各月的降水量均超过蒸发量。南沙群岛的年降水量可达2200mm，年降水日数多达170天。南海海雾较少，主要出现在北部湾和广东沿岸海域。12.2海洋水文状况12.2.1海面热平衡状况中国近海海面的热量收入的主要分量，是射达海面的太阳总辐射和海—气间感热的向下输送，但以前者为主，在渤海和北黄海，均占热收入的80％以上，在秋季几达100％。夏季在黑潮主干区，通过海—气感热交换形式向海洋传输热量，但充其量不过1%，而春、秋、冬三季，几乎全部来自太阳辐射。南海亦然，因为那里终年炎热，海气温差几乎为0。海洋失热的主要过程是蒸发耗热和海面有效回辐射。相比之下，蒸发耗热在秋、冬称为失热的主要途径，海面有效回辐射则为春、夏季的主要失热分量。就全年而言，中国近海海面热通量代数和为负值，这就意味着总效应是海洋失热。然而，中国近海各海区年平均海面水温并末逐年下降，究其原因在于，海区三维全热量平衡中，还有重要的一个分量-热平流-在起作用，这就是强劲的黑潮暖流不断地向中国海实施平流热输送。每年黑潮输入东海的水量，约为长江年平均径流量的1000倍，其流入和流出东海的水温差，冬季可达3-10℃，通过干流而输入东海的热量之大，显然不能低估。通过巴士海峡和巴林塘海峡，输入南海的热量亦相当可观。正是这巨额的热平流，大体上抵销了海面的失热，才使得各海区年平均水温大体不变。12.2.2水温场、盐度场、密度场一、海表层水温分布南海表层水温高而且分布较均匀；尤其是广阔的中、南部海域，水温都在24—26℃上下，水平梯度很小。北部近岸海域水温稍低，粤东沿岸因有来自台湾海峡的低温沿岸流，致使该海域的月平均表层水温可下降到15℃左右。然而这一带海域表层的年平均水温(22．6℃)，仍然比渤、黄、东海高得多。当然，与南海南部相比，则属于相对低温区。东海表层水温冬季分布的明显特点，是西北低而东南高，致使等温线基本上都呈西南-东北走向。黄海水温分布的突出特征．是暖水舌从南黄海经北黄海直指渤海海峡，其影响范围涉及黄海大部分海域。当然，随着纬度的升高和逐渐远离暖水舌根部，水温也越来越低，即从14℃降到2℃。冬季渤海在四个海区中温度最低，尤以辽东湾最甚；即使渤海中部至海峡附近相对较高，也不过1—2℃。由于渤海水浅，对气温的响应较快，故1月水温比2月还低，三大海湾顶部的水温均低于0℃，往往在1-2月出现短期冰盖。渤海沿岸海洋站，也曾有关于过冷却水温的测报。夏季各海区表层水温的分布，比冬季均匀得多。渤海和黄海的大部分海域，均为24—26℃。浅水区或岸边水温较高，连云港和塘沽海洋站曾测报31℃和33℃。然而，在某些特定海域，如辽东半岛和山东半岛顶端，却出现明显的低温区；朝鲜西岸低温区更显著，大同江口附近甚至可低达20℃。东海和南海比渤海、黄海更均匀，绝大部分海域为28—29℃。南海南部及黑潮进入东海之处曾有高达30℃的报道，泰国湾表层水温在4月份达最高，为31℃。南海某些海洋站也报道过更高的水温。与渤海、黄海类似，东海和南海也在某些沿岸海域，如舟山及浙江沿岸、海南岛东部、粤东及越南沿岸等，出现小范围的低温区，这多是夏季季风等因素所致上升流的影响，潮汐混合也对近岸低温区的形成起了不小的作用。二、水温的铅直向分布冬半年在偏北向季风的吹掠之下，感热交换和强烈的蒸发，使海洋的失热更加剧，涡动和对流混合的增强，可使这一过程影响到更大的深度。渤、黄海的全部以及东海的大部分浅水海域，混合可直达海底，在深水区也可达100m乃至更深，致使这一上混合层内水温的铅直向分布极为均匀。这种状态维持时间的长短，因海区而异，一般是由北向南递减。渤海可持续半年多(10-翌年4月)，黄海缩短至5个月(12-翌年4月)，东海北部4个月(1—4月)，到东海南部，则只有3个月。三、盐度分布渤海的盐度，在四个海区中最低，年平均仅30.0，海区东部至渤海海峡略高，平均可达31.0，而近岸区域则只有26.0上下。盐度分布的变化，与沿岸水系的消长关系密切。黄海表层盐度的分布，既与沿岸流系的盛衰有关，也受黄海暖流及其余脉的强弱进退所左右。东海表层盐度分布的明显特征是，西北部的低盐与东部至南部的高盐形成强烈对比，它们之间往往出现梯度相当大的盐度锋；至于锋区的位置和强度的大小，则取决于长江冲淡水的多寡以及黑潮高盐水的强弱。南海表层盐度的分布，近岸和外海的区域差异很明显。近岸海域大多受低盐沿岸水的影响，盐度较低，季节变化较大。外海深水区表层盐度的分布，则为季风环流所左右。盐度在铅直方向的分布，浅水海域和深海各有特点。浅水海域盐度的铅直向分布，类似于水温，也有明显的季节变化，即冬季同性成层，夏季在上、下均匀层之间由跃层。深水海域盐度的铅直向分布，层次较多也较复杂。四、密度的分布由于受水温和盐度的综合作用，中国近海表层的密度，冬季明显大于夏季。冬季又以渤海中部、北黄海中部、南黄海东部至东海中、北部海域最高，密度超量可大于25.0。东海南部及南海北部因水温较高，密度超量降到24.0上下；南海中、南部水温更高，则进一步降到22.0左右。相对于各海区中部的高密水，沿岸水则密度较低。密度的铅直向分布，与海水层结是相应的，一般是随深度的增加而增大。五、水温和盐度随时间的变化渤海、黄海和东海的绝大部分部位于温带，四季交替明显，表层水温和盐度随时间的变化，以年周期为主。当然，在不同的湾区也各有差异，在其他层次，变化的情况则更复杂。中国近海表层盐度的年变化，区域差异较大，可大致分为三种类型：河口浅海型，外海型及混合型。第一种类型主要受河川径流影响控制，年较大；第二种类型主要受外海水控制，年较差小而盐度值较高；第三种既受到外海水的制约，又受到近岸水的干扰。表层水温日变化，从热量收入来看，应主要取决于太阳辐射的日变化，最高温度出现在午后2时，最低在凌晨4-6时。云和风以及浅海区潮流的日变化，也常起重要的作用。表层盐度的日变化也比温度复杂。近岸因受潮汐影响，常有明显潮周期，即涨潮时增盐而落潮时降盐。12.2.3跃层、内波与细微结构中国近海各海区内，跃层的种类较多，既有温、盐、密度跃层，也有其它海洋环境参数的跃层。其中以温跃层最具代表性：既有季节性跃层，也有常年性跃层，且以季节性跃层最为引人注目。除南海中、南部海域外，浅海季节性跃层在各海区均较发达，尤其在渤海、黄海和东海陆架区更为强盛。季节性跃层一年一度的全过程，可分为四个阶段：无跃期、成长期、强盛期和消衰期。东海和南海深水海域的常年性跃层，深度较大，终年存在，虽然也有一定的季节变化，但不存在无跃期，而且，相时说来，四季的差别是较小的。一、渤海和黄海的温跃层都是季节性跃层，尤以温跃层为主。每年11月至翌年3月，渤海水温在铅直方向上几乎完全均一，称为无跃期。渤海无跃期最长，黄海次之。温跃层深度和厚度，各阶段内亦有不同。渤海和黄海的盐度跃层，一般是较弱的，仅在沿岸河口区较强，但深度和厚度都不大。二、东海和南海的温跃层不仅有季节性跃层而且有常年性跃层。除了季节性跃层之