黑潮水入侵台湾海峡方式及其季节变化研究

The Taiwan Strait connects the South China Sea and the East China Sea, close to the Kuroshio Current, so it is influenced by the South China Sea water, the East China Sea water, and Kuroshio water. In this project, we will integrate in situ observations, surface drifters’ data, and the output of a three-dimensional numerical model. By means of particle tracking numerical experiments, statistical analyses, and dynamic analyses, we will investigate the patterns of Kuroshio water intruding into the Taiwan Strait from both its southern and northern entrances, and the ways of Kuroshio water reaching and affecting the western part of the strait; examine the seasonal variations of these patterns and the influence degree of Kuroshio water on the Taiwan Strait in every season; figure out the dynamical mechanisms of Kuroshio water intrusion patterns as well as their seasonal variations, the influence of the circulations flowing through the strait (Zhe-Min Coastal Current, Yuedong Coastal Current, the extension of the South China Sea Warm Current) on Kuroshio water intruding into the strait. The results would improve our understanding of the way and degree of Kuroshio water influencing marine environment and hydrology situation in the Taiwan Strait, also provide a reasonable basis for the researches related to the impact of Kuroshio water on marine ecology in the strait.

台湾海峡连接南海和东海，临近黑潮，受到南海水、东海水和黑潮水的影响。本项目将整合现场观测数据、表层漂流浮标资料和数值模型模拟结果，通过粒子追踪试验、统计分析和动力学分析研究黑潮水从南部和北部入侵台湾海峡的方式，以及黑潮水到达并影响台湾海峡西部的方式；黑潮水入侵台湾海峡各种方式的季节变化，不同季节下黑潮水对台湾海峡的影响程度；黑潮水入侵台湾海峡各种方式及其季节变化的动力机制，以及流经台湾海峡不同流系（浙-闽沿岸流、粤东沿岸流和南海暖流延续流）对黑潮水入侵台湾海峡的影响及影响机理。研究结果将有助于更好理解黑潮水对台湾海峡海洋环境和水文状况的影响途径和影响程度，并为黑潮水影响台湾海峡海洋生态相关研究提供合理的科学依据。

黑潮对台湾海峡海洋环境和水文状况有着重要影响。本项目利用多源数据和不同方法研究了黑潮水对台湾海峡的入侵和影响。分析了台湾海峡及其周边海域温盐、海面高度和流场的时空变化；讨论了黑潮水入侵台湾海峡的各种方式，尤其黑潮水从北部入侵台湾海峡的可能性及可能入侵方式；建立了西北太平洋数值模型和粒子追踪方法；研究了黑潮水入侵台湾海峡各种方式的季节变化及动力机制。主要研究结果表明：黑潮水既能经吕宋海峡由台湾海峡南部端口向北入侵，也能在台湾岛东北部越上东海陆架进而由台湾海峡北部端口向南入侵，并且均具有明显的季节性差异。春季，随着东北季风的松弛，冬季被封锁在澎湖水道内的黑潮水北上，台湾海峡东部被北向流占据，海峡南部存在黑潮水的入侵，体现为沿海峡东部向北的入侵，台湾海峡北部则不存在黑潮水的入侵；夏季，无论台湾海峡的南部还是北部均未见黑潮水的入侵，台湾海峡被南海水占据；秋季，台湾海峡东部为东北向流，但强度明显弱于夏季，海峡西部浙-闽沿岸流开始南下，在台湾海峡南部，大量黑潮水由海峡南部端口向北侵入，台湾岛东北部黑潮水入侵到东海陆架，向西进入浙-闽沿岸流后沿海峡西部向南入侵台湾海峡；与秋季相比，冬季由海峡南部端口向北入侵的黑潮水明显增多，但都被阻塞在澎湖水道内，台湾岛东北部黑潮水向陆架的入侵轨迹更贴近台湾岛北岸，随后沿海峡东部由北向南入侵台湾海峡。黑潮水由台湾海峡南部向北入侵存在三种主要路径，由台湾海峡北部入侵存在两种主要入侵路径。黑潮水由台湾海峡北部端口向南的入侵仅为入侵台湾海峡总量的2%，其中97.8%的入侵发生在秋、冬季节，冬季约为秋季的三倍。台湾海峡季节性风场影响海峡内流场进而影响黑潮水对台湾海峡的入侵。此外，台风活动也能造成黑潮水短暂性地入侵台湾海峡。这些研究结果揭示了黑潮水入侵台湾海峡的主要方式及其季节变化和动力机制，提高了我们对黑潮水入侵台湾海峡的认识。