南海北部陆架夏季浅层低盐透镜的来源及形成机制研究

通过对现场调查资料的分析发现了在南海北部陆架海区离岸100km左右的浅层存在一些相对独立的具有低盐特性的水体，我们称之为"低盐透镜"。在整理和分析南海北部陆架多个夏季航次，特别是2002年夏季航次的水文实测资料的基础上，结合高分辨率的卫星遥感数据和近年来广东沿岸陆地径流的资料，研究低盐透镜的水文特性和空间特征；阐明广东沿岸陆地径流的运移及扩散范围；探讨南海北部季风、陆架环流、上升流、潮汐等动力过程对低盐透镜的形成和运移的影响；同时，建立南海北部高分辨率的三维海洋环流数值模型，从物理机制上深入探讨低盐透镜的形成机制；在此基础上探讨陆架海区障碍层的形成与低盐透镜的关系。此研究有助于深入了解南海北部陆架海区的水体输运过程以及三维流场结构，进而为研究因水体输运而产生的海洋生态环境的变化提供科学的依据。

本项目收集了南海北部陆架海区多个夏季航次的现场调查资料、卫星遥感资料和珠江口径流资料，所有使用的资料都进行了质量控制。通过资料分析发现，在2002年、2009年夏季南海北部陆架海区存在较明显的低盐透镜现象，低盐透镜的中心盐度值低于33，水平尺度均在100km左右，仅存在于海洋30m以浅的上层。此外，采用四维LOESS插值方法对收集到的南海东北部海域的现场观测资料进行了客观分析，获得该海域气候态的温度、盐度周年变化场。从客观分析的南海东北部的气候态的夏季盐度场可以看到，在陆架海区存在盐度低值区，一方面说明珠江冲淡水在夏季对南海东北部陆架区的盐度具有较大的影响，另一方面也说明该海域的低盐透镜现象不是偶发事件，而是经常发生的海洋现象。项目构建了三维海洋环流数值模式用于研究低盐透镜的形成机制，通过数值试验，研究了海面风场和珠江径流在低盐透镜形成中的作用。研究表明，南海东北部陆架海区的低盐透镜水体是源于珠江冲淡水，仅考虑变化的海面风场或脉冲的珠江径流均可以单独驱动出低盐透镜。实际的情况是两个要素都是变化的，脉冲的珠江冲淡水在变化的海面风场和表层流场的作用下与珠江径流母体分离，形成具有中尺度特征的低盐透镜现象。