摘要
南黄海是中国大陆入海沉积物重要的“汇”，由于南黄海冷水团导致四季水文结构变化，以及四季不同的风场等外部动力的影响，使南黄海流场结构存在明显的季节变化规律，外加陆源物质输入存在季节性差异，导致南黄海复杂的悬浮体输运特征。所以，探明南黄海流场的季节性演变规律是研究南黄海悬浮体输运的基础。 本文利用南黄海西部YSG1站位投放的座底声学多普勒流速剖面仪（ADCP）进行的观测，获得了从2012年8月至2013年7月近一年的水体水深、海流和回声反射强度数据，并结合大面观测、遥感、模拟风场及历史水文数据，对南黄海流场及冷水团演变进行研究。结果显示，YSG1站位流场具有明显的季节特征。潮流是当地主要的动力，大潮期流速可达60cm·s-1。伴随冷水团最显著的特征是存在顺时针旋转的近惯性振荡，在密跃层上下分为流向接近相反的两层，其流速最大可达20cm·s-1，并且其存在位置、强度和旋转状态随着冷水团的演变而发生改变。冷水团存在期间，潮流结构（尤其是全日分潮）在密跃层上下存在差异，产生了剪切流速梯度S。大潮是促使南黄海冷水团在秋季发生阶梯状衰退的关键动力要素，而近惯性振荡产生的S高值可能导致密跃层附近发生剪切混合，但无法影响到下层水体。由于南黄海冷水团的存在，使得流场对夏季台风的响应与冬季寒潮大风不同。随着冷水团的发育和混合层深度的变化，各种流体要素的位置和强度均发生了改变，并且这些流体也不同程度的影响着南黄海冷水团演化的进程，从而进一步导致了南黄海不同季节悬浮体输运模式的差异。 利用ADCP后向散射强度进行了悬浮体输运研究。结果显示，研究区水体中主要存在两种类型的悬浮体：类生物质悬浮体和类矿物质悬浮体。类生物质悬浮体主要存在于夏半年并且集中位于密跃层。它具有明显的日周期变化，晚上浓度高，白天浓度低。类矿物质悬浮体主要位于下部水体中，在全年都具有与大潮流速变化相对应的浓度变化。光照所引发的浮游生物日周期的垂向运动，认为是导致后向散射强度日周期变化的主要原因。在夏半年，近惯性振荡也是控制水体类矿物质悬浮体浓度变化的关键因素。冬季悬浮体浓度日变化主要表示了从西北侧的山东半岛高浓度区的悬浮体输入，而夏季则主要为东南部相对高浓度的泥质区海域悬浮体输入。水动力、水体结构和强风作用的季节性变化是影响南黄海悬浮体季节性输运的主要因素。根据南黄海冬夏季的大面调查分析可知，冬季水体垂向结构基本一致，除16-63μm的类矿物质悬浮体外，其他粒径组分悬浮体均呈现垂向等比例分布；夏季，冷水团内部出现了较高的悬浮体浓度，在冷水团上界附近，由于近惯性振荡的辐聚和流速切变富集了较多细颗粒悬浮体。 由于南黄海水深较浅、地形独特，台风过境时，冷水团产生了相对独特的响应特征。2012年8月，布拉万台风从YSG1站位东边穿越南黄海，在YSG1站位的最大风速超过20m?s-1。测量结果显示，台风使水体中产生了超过70cm?s-1和10cm?s-1的水平流速和垂向流速，极大的改变了站位的流场结构，剪切流速层持续加深造成上混合层大幅度加深。上层水体随台风运动而形成风生长周期的气旋式流，同时，下层水体形成不规则的近惯性振荡。台风造成的下层近惯性振荡影响了底层温度变化，并加强了底层的沉积物再悬浮。由于密跃层的阻碍作用，再悬浮物基本都被限制在冷水团密跃层之下。 主要创新点： （1）揭示了南黄海流场与冷水团的四阶段演化过程和规律，即春季冷水团生长阶段、夏季冷水团成熟阶段、秋季冷水团衰退阶段和冬季冷水团消失阶段；从流的角度研究了近惯性振荡的演化规律，发现冷水团衰退期存在阶梯状进程，证明每月2次大潮是导致冷水团衰退的关键动力要素。 （2）连续和大面观测结合，研究了不同周期下悬浮体输运模式，提出温跃层附近的近惯性振荡是南黄海冷水团悬浮体集中输运的控制因素，其流速切变及辐聚捕获导致了冷水团内悬浮体尤其是细颗粒悬浮体的富集。 （3）获得了南黄海冷水团对过境台风的响应记录，发现了在台风过境时，由于南黄海较浅的强密跃层和水深环境，在底摩擦和能够传输到混合层底部的长周期台风能量的作用下，激发了更长周期、非匀速旋转的“不规则”的近惯性振荡。
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