东海黑潮锋三维精细结构的变化特征及影响机理研究

The Kuroshio front is one of the typical oceanic mesoscale phenomena in the East China Sea. It is an important factor to affect the structure of ocean currents, heat exchanges, mass transport and ocean-atmosphere interactions. It is also play a key role in controlling biogeochemical processes in the ocean. High resolution remote sensing data of sea surface temperature and water color are beneficial to identificate the Kuroshio front in the East China Sea and to analyze its spatial and temporal variation characteristics. By using a high resolution numerical model which with vortex recognition ability and data assimilation method, we can get the more accurate analysis simulation result of the three-dimensional fine structure of Kuroshio front in the East China Sea. From the reanalysis model simulation results, the vertical distribution and its seasonal variation of the Kuroshio salinity front and subsurface temperature front can be further analyzed.The sensitivity of Changjiang and monsoon to the Kuroshio salinity front would be analyzed through the sensitive simulation experiments. This research can provide the dynamic basis for the studying on the water exchange and the material transport between the Kuroshio and the water in the East China Sea shelf. It is also can provides the necessary information for navigation and submarine activity in this area. The applications of data assimilation method can promote the ability of predicting oceanic front.

东海黑潮锋面是典型的海洋中尺度现象之一。它是影响东中国海的流场结构、海洋热量交换和海气相互作用的重要因素，在海洋生物化学过程中起着关键作用。将高分辨率的海表面温度和水色遥感资料相结合，有助于识别东海表层黑潮锋并分析其多尺度的时空变化特征。利用具有涡旋识别能力的高分辨三维环流数值模式和资料同化方法，可以得到更准确的东海黑潮锋三维精细结构的再分析模拟结果。通过再分析模拟结果可以进一步研究黑潮盐度锋和次表层温度在垂向上的分布特征及其季节变化规律。利用长江径流和季风的数值模拟敏感性试验可以对黑潮盐度锋的影响机理进行研究。本申请项目的研究，可以为黑潮水与东海陆架水之间的水交换以及物质输运提供相关的动力基础，也可以为舰船、潜艇在该区域的活动提供必要的信息，资料同化方法的应用也可以促进海洋锋的数值预报技术的发展。

东海黑潮锋是典型的海洋中尺度现象之一。关于东海黑潮锋的分布特征、变化规律、三维结构、影响机理等的研究，对中国近海区域海洋学的研究具有十分重要的意义。本项目首先利用高分辨卫星遥感的海表温度资料和水色遥感资料研究东海黑潮表层温度锋与水色锋的多尺度时空变化特征。其次基于高分辨率的再分析模拟结果研究东海黑潮温度锋和盐度锋的三维结构特征。最后通过数值敏感性实验探讨长江径流量、季风这两个因素对东海黑潮锋的影响。. 东海黑潮海表温度锋冬季和春季较强，秋季次之，夏季消失。东海黑潮海表盐度锋夏季最强，春季和秋季次之，冬季不明显。东海黑潮海表水色锋夏季最显著，春末和初秋次之，冬季不明显。在200m以浅的区域，东海黑潮温度锋在冬季和春季从海表到海底一直存在，而在夏季和秋季则主要出现在水深50m以下水层。东海黑潮温度锋在陆架区域的影响深度兼具区域性差异和季节性差异，一般比黑潮流速0.2m/s的到达深度要深200m左右，最深可以影响到水深1000m左右。夏季和秋季，海表盐度锋的锋区范围主要为200m以浅的陆架区域，从表层到底层均存在。冬季及春季，盐度锋主要出现在水深150m以下，并在水深约300m区域达到最强，且在150~400m的海底深处，盐度锋几乎全年存在。. 数值模拟敏感性实验结果表明温度锋对季风响应时间较长，短期风场变化对温度锋的影响较弱，但季风通过影响径流和沿岸流对东海陆架盐度锋有一定的影响。长江径流量增大或减小会使长江冲淡水范围增大或减小，进而影响东海陆架盐度锋的分布特征。长江径流对盐度锋的影响还和风有关系，如不考虑季风的影响，仅长江径流量对东海黑潮盐度锋的影响较弱。本研究促进了人们对东海黑潮温度锋和盐度锋的三维精细结构特征的认识及其影响机理，有助于进一步了解东海黑潮锋的变化规律，促进对黑潮动力学、东海陆架水与黑潮水交换等方面的研究。