渤海海峡水交换及其机制研究

渤海三面为陆地包围，水深较浅，只有东部通过渤海海峡与黄海相接进行水交换。渤海与外海水交换能力的强弱与渤海水质和生态环境等问题有着密切的联系，是渤海环境研究中的焦点问题之一。迄今渤海海峡的海流直接观测非常缺乏，以致对于渤海海峡水交换的认识一直较模糊，存在争议。本研究拟利用现场观测资料，结合历史观测和卫星遥感资料，采用数值模拟和客观分析等手段，摸清渤海海峡水交换的基本特征，特别是体积输运量、水交换三维结构及其季节变化，为渤海环境容量估计提供科学依据。采用数值实验和理论分析手段，阐明渤海海峡水交换形成机制。海峡水交换的研究成果对于准确掌握渤海自净能力具有决定性的作用，对渤海和北黄海海洋学研究有科学意义，对于渤海环境预报和防灾减灾具有重要的价值，对环渤海开发和保护也有重要指导意义。

渤海三面为陆地包围，水深较浅，只有东部通过渤海海峡与黄海相接进行水交换。渤海的余流较弱，主要由密度流、风生流和潮致余流等组成。渤海余流主要由外海高盐水进入渤海的黄海暖流余脉和渤海沿岸流组成，其中黄海暖流余脉是渤海余流的主干。渤海海峡作为黄海暖流余脉进入渤海的通道，对渤海环流起着关键性作用，决定着渤海与外海水交换的能力，对渤海水质和生态环境有重要影响，渤海与外海水交换能力的强弱是渤海环境研究中的焦点问题之一。本研究基于现场观测资料，结合历史观测和卫星遥感资料，采用数值模拟和客观分析等手段，得到了渤海海峡水交换的基本特征，特别是水交换三维结构及季节变化，为渤海环境容量估计提供科学依据。采取数值实验和理论分析手段，开展了渤海海峡水交换形成机制研究。.（1）研究结果显示，2009-2011年期间，渤海海峡水交换夏季强、冬季弱。夏季渤海海峡水交换存在显著的垂向结构，上层为北进南出格局，中层为流出渤海，底层为流入渤海，海峡北部上层余流较强，其它区域余流较弱；冬季表现为南北进中间出特征，垂向较为一致；春、秋季具有转换期特征。分析结果还表明，渤海海峡水交换弱，结构复杂，并具有明显的日变化、月变化和年际变化。.（2）渤海水更新周期数值估算结果表明：渤海中部开阔海域海水更新较快，更新周期为数月-4年；三大湾更新较慢，其中莱州湾更新周期为2-8年，渤海湾为6-10年，辽东湾更新最慢，更新周期一般大于10年，湾顶更新周期大于15年。总体上，离海峡口的距离越近，更新越快，辽东湾湾顶处更新最慢。