东海障碍层形成机制及其与海洋上层热通量关系的研究

障碍层作为一种特殊的海洋层结现象对海洋中热量的垂直交换起到明显的"热障"作用，对海洋热收支、海面温度、以及海洋与大气间的热交换都有显著影响。东中国海海水属性受到长江径流量、台湾暖流、黑潮等多种海洋因素及东亚季风的影响，具有显著的跃层现象。其中，长江冲淡水以及季风带来的海面降水改变海水的盐度层结有利于障碍层的形成，而另一方面障碍层形成后通过影响海水的垂向热输送改变海面温度和海面的热量交换。因此本项目拟就东海障碍层生成机制、时空变化及其与海洋上层热通量之间的关系进行研究。揭示东海障碍层的分布特征、产生机制以及其季节和年际变化特征；通过理论分析和海洋数值模式研究长江径流量、台湾暖流、黑潮及海面风场等因素，在东海海洋层结和障碍层形成中的作用。利用区域耦合模式分析东海障碍层形成后对东海海面温度和海面热通量场的具体影响。

东海作为我国重要的国防和经济邻海，受到长江径流、台湾暖流、苏北沿岸流、黑潮等水体的影响，特别是夏季在太阳辐射和长江淡水通量的作用下，跃层现象非常显著。东海这种复杂的水文特征，有利于障碍层的产生。利用已有的CTD大面、断面观测资料以及ARGO资料，结合数值模拟与数据同化技术，本项目分析了东海障碍层的分布特征，研究各个季节东海障碍层产生、分布和变化的影响因素，尤其是夏季长江冲淡水、东亚夏季风强度的年际变化与夏季东海障碍层分布之间的关系，给出了障碍层对上层海洋垂向热交换和海面温度分布的具体影响过程。具体结论如下：. 1.采用各种观测资料证明了东海内障碍层的存在，讨论了东海障碍层的季节和年际变化特征。不同的观测年份，东海夏季一直存在障碍层，且障碍层总是存在于长江冲淡水的延伸体区、长江冲淡水的盐度锋区以及长江冲淡水与台湾暖流和黑潮水的混合区。. 2.采用改进的高分辨率的POM模式成功的模拟了东海障碍层的气候态分布状况。通过模式验证了温度差异较小但盐度差异显著的不同水团相遇（平流作用）是东海内障碍层形成的主导机制。. 3．结合观测资料和模式结果，讨论了各种外强迫对于东海障碍层分布的影响，分析了东海障碍层的形成和变化机制。东海障碍层在很大程度上受到长江径流量大小的影响。长江径流量大，障碍层很厚并且空间分布范围很广；长江径流量小，障碍层的厚度很薄，并呈不连续的片状分布。夏季风主要是通过改变长江冲淡水的扩展方向以及沿岸上升流的强弱来对东海障碍层的分布产生影响。冬季风通过混合作用影响温度层结的稳定性，改变温度定义的混合层的深度，同时通过影响表层海流的强度，改变了东海内海水的盐度分布，从而影响了障碍层的分布和厚度。