春夏季黄海西南部浒苔活动海域特征动力场的形成机制研究

Since 2007, green tide has occurred frequently in the Yellow Sea. Uncertain scales and unpredictable regularities of green tide make South-western Yellow Sea including the North Jiangsu Sea become a hot area of research. And it is also give us an opportunity to change the traditional understanding on dynamics of sea areas. This project plans to study hydrodynamics in South-western Yellow Sea during the typical seasons (spring and summer) of massive green tide. A regional marine numerical model which could capture features of the radial sand ridge will be used to study the related dynamics of green tide. The model will include tide, wind and baroclinic effects, combined with field observation and remote sensing data to focuses on the following scientific topics as: revealing fine structure of tide and tide-induced residual current in the Subei Shoal, analyzing features of coastal current in the Southwestern Yellow Sea, illustrating spatial and temporal variation regularities of factors in affecting the growth of green tide like as temperature and salinity and so on. In conclusion, this project can provide scientific basis for predicting and improving the ecological environment in the Southwestern Yellow Sea.

2007年以来，黄海浒苔绿潮事件频发，规模时大时小，规律难于捉摸，使包括苏北海域在内的黄海西南部浒苔活动海域成为研究的热点，也改变了我们对该海域动力学的传统认识。本项目计划以大规模绿潮发生、发展的典型季节—春夏季为研究时段，以黄海西南部浒苔活动海域为重点研究区域开展研究，建立能抓住辐射状沙脊群地形特征的区域海洋数值模型，开展浒苔绿潮相关动力学研究。模型将考虑潮汐、风和斜压效应，结合现场观测和遥感资料，以揭示苏北浅滩潮流和潮致余流的精细结构，分析黄海西南部沿岸流的特征，阐述春夏季影响浒苔生长的温度和盐度的分布特征与变化规律，探讨春夏季影响浒苔运移路径黄海西南部沿岸流的形成机制，为黄海西南部海域生态环境的预测和改善提供科学依据。

2007年以来，黄海浒苔绿潮事件年年发生，使得包括苏北海域在内的黄海西南部浒苔绿潮发生源区及漂移海域成为关注重点。本项目计划以大规模绿潮发生、发展的典型季节—春夏季为研究时段，以黄海西南部海域为重点研究区域开展研究，建立能抓住辐射状沙脊群地形特征的区域海洋数值模型，开展浒苔绿潮相关动力学研究。三年来项目组紧紧围绕既定的研究目标，收集分析了历史观测数据，不仅建立了东中国海三维潮流数值模型，还建立了精细化的黄海西南部浒苔活动海域的动力学模型，并以此开展了一系列相关研究。研究发现，由于长江冲淡水的阻隔和南风的盛行，浒苔不会往南漂移进入东海，浒苔发生期偶现北风时，浒苔可以向南漂移，但最终会随着东北向的长江冲淡水向韩国方向移动。苏北浅滩的高浑浊水体限制了光照在水体中的传播，10 cm处的光合作用有效辐射值不到海面的30%，而在清水区这一比值在90%以上。浑浊水体也因此抑制了初期悬浮于水体中的浒苔的生长，这也许是浒苔不能在苏北浅滩大规模增殖爆发为绿潮的原因。漂流瓶和卫星跟踪漂流浮标观测证实了浒苔可以从苏北浅滩漂流到青岛附近海域甚至更北的地方。平均来看，卫星浮标的漂移速度是11.11 cm/s（288.8 km/month），这与观测到得浒苔斑块的速度接近。卫星浮标速度的风生贡献大约是平均风速的2.3%，浒苔斑块漂移速度的风生贡献大致也是如此。苏北浅滩潮流主要受M2分潮的控制，且显著地受到地形的约束，水道中表现为往复流，其方向与水道的方向高度一致。苏北浅滩模型表明沙脊限制了浒苔在该区域的运动轨迹，风生流及其它斜压过程也有助于浒苔向北漂移。江苏近岸20 m和30 m等深线之间的表层存在一个冷水区，其形成与强烈的潮混合及上升流有关。2004年苏北浅滩紫菜筏架主要分布在32.6°N以南，而该区域的5月月平均的风场为东风，将浒苔直接吹向岸边，而在2006-2008年间，紫菜养殖业向北向外扩张，浒苔因此可以在北部南风的帮助下更容易地离开苏北浅滩成灾。本研究对浒苔的监测、预警乃至防治都有重要的参考意义。