台风天气下长江冲淡水扩展的响应机制

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:onepieceeee
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
长江是中国第一大河流,多年平均径流量为8.9×1011m3,近10年年均输沙量为1.22×108t。巨大的入海水沙通量对长江河口的动力、沉积、地貌过程和海岸带生态环境产生了重要的影响。而长江冲淡水作为长江径流入海后形成的水体,其携带的高浓度营养盐显著提高了长江河口及其邻近海域的初级生产力,并导致赤潮等环境灾害频发。在气候态条件下,夏季长江冲淡水的主体向东北方向延伸,冬季则沿浙闽海岸南下。然而在台风这样的极端天气条件下,冲淡水的水平分布和垂向结构会发生剧烈的调整,相关过程和机制的研究却存在明显的不足,这和台风天气下实测资料较难获得以及数值模式未能准确刻画相应的冲淡水物理过程有着密切的关系。针对这一科学问题,本文收集了历史上影响东中国海域的台风基础数据并进行强度和路径分析,同时收集了台风过境后的长江冲淡水观测资料以识别其对冲淡水水平和垂向结构的调整,进而在ECOM-si三维水动力数值模式基础上耦合表面波浪混合参数化方案,研究以2015年第9号台风“灿鸿”、2009年第8号台风“莫拉克”、2002年第9号台风“风神”为代表的3类典型台风对长江冲淡水水平分布和垂向层化结构的影响过程,并揭示其背后的破坏与恢复机制,最后结合GOCI和MODIS卫星遥感叶绿素数据探讨潜在的生态环境问题。主要研究结论如下:影响长江河口的台风中约75%以台风灿鸿(1509)为代表,在接近长江河口时其7级风圈以偏东北风影响长江冲淡水核心区。在台风灿鸿(1509)影响下,长江冲淡水核心区的水体在台风过境时剧烈混合,垂向层化结构完全被破坏,海表盐度迅速升高。此外,大量的冲淡水在强烈的偏东北风影响下,不再呈现出夏季常态朝东北方向扩展,转而沿浙闽海岸南下。大量南下到达浙闽沿岸的淡水,使浙闽沿岸海表盐度迅速降低,水体层化显著加强。而在台风过境后,随着长江径流源源不断地补充流入,核心区长江冲淡水的垂向层化结构逐渐恢复,海表盐度逐渐恢复到夏季常态。但是,大量淡水在台风过境后仍源源不断地被输送到浙闽沿岸,据估算大约有4.7×1010m3淡水在台风灿鸿(1509)影响期间被输送到浙闽沿岸,这约相当于长江2015年全年径流量的5%。而后,随着夏季偏南风的增强,浙闽沿岸的冲淡水开始向外海和向北退却,其海表盐度也在维持1周左右的低盐度后,逐渐恢复到夏季常态。接近长江河口时其7级风圈以偏东南风影响长江冲淡水核心区的台风约占影响长江河口台风总数的17%,本文以台风莫拉克(0908)为例。结果发现,在此类台风影响下长江冲淡水核心区的水体在台风过境时同样会出现剧烈混合,垂向层化结构完全被破坏,海表盐度迅速升高的现象。但是,长江冲淡水没有异常向南输送,反而沿苏北海岸的向北输送较夏季常态更远些。在台风过境后,核心区的长江冲淡水逐渐恢复到夏季常态。对仅占总数约8%的接近长江河口时其7级风圈以偏西北风影响长江冲淡水核心区的这类台风,本文以台风风神(0209)为例。因其在接近长江河口时其强度已经大幅减弱至热带风暴级,故对长江冲淡水的影响较小。本文以台风灿鸿(1509)为例探讨长江冲淡水的破坏与恢复机制。结果发现,台风风场是长江冲淡水夏季常态被破坏的主要原因。主要表现在长江冲淡水夏季向东北方向扩展的态势消失,位于核心区的长江冲淡水垂向层化结构被破坏。此外,对于接近长江河口时7级风圈以偏东北风影响长江冲淡水核心区的这类台风而言,还会有大量的淡水被台风异常地输送到浙闽沿岸。而在长江冲淡水的恢复过程中,随着台风激发的强烈风场的消散,对于位处核心区的冲淡水其垂向层化结构随着长江径流源源不断地补充而逐渐恢复。但是,对于被异常输送到浙闽沿岸的冲淡水而言,其恢复期则受风驱动和浮力驱动的影响分为维持阶段和后退阶段。通过GOCI和MODIS的卫星遥感叶绿素图像发现,在台风灿鸿(1509)和台风风神(0209)影响期间到达浙闽沿岸的冲淡水在其恢复到夏季常态的过程中,均在浙闽外海发现了叶绿素高值区。这样的现象表明台风过程可以显著地改变来源于长江的陆源物质在东中国海的分布,从而引起初级生产力时空分布的调整。
其他文献
大数据分析作为一种新兴的科学研究方法,亟需要一个全面系统的哲学理论来作为支撑和保障,为此,我们需要从本体论、认识论和方法论等多个层面展开对大数据分析的哲学讨论。语
随着当前的资源勘探方向逐步向非常规油气资源上发展,需要获得更精准的地质构造和储层分布等信息,单井声波深探测技术作为一种探测井旁地质构造的有效手段就显得尤为重要。传统的单井声波深探测技术中使用的声源主要是单极声源和偶极声源,其探测深度有限,辐射指向性不强,为了解决这些问题,本文将冲激声源引入到单井声波深探测技术中,并利用聚能装置对冲激声源聚能,增强声源向井外辐射的有效能量,提高单井声波深探测技术的探
目的:探讨原花青素(procyanidins,PA)预处理剂对纤维桩根颈部、根中部、根尖部粘接强度及微渗漏的影响,为临床提高纤维桩粘接耐久性提供理论依据。方法:用慢速切割机在36颗离体牙的釉牙骨质界上方2 mm处沿垂直于牙长轴的方向截冠。根管预备后,AH Plus糊剂对根管进行热牙胶垂直加压充填,根管口2 mm玻璃离子暂封。样本储存于37℃恒温水浴箱1周后取出,去除玻璃离子,用RTD纤维桩套装钻预
四溴双酚A(TBBPA)是一种新型的持久性有机污染物,具有持久性、累积性和生物毒性等特点,对人类健康和生态环境造成威胁。传统生物水处理技术对TBBPA的降解效果不佳,易于产生有毒中间产物积累,导致降解周期非常长,降解不彻底。三维电极生物膜反应器(3D-BER)是一种新型的生物电化学水处理技术,3D-BER中填充的颗粒活性炭、沸石等粒子电极,在电场的作用下能够形成无数微电解池发生电化学氧化还原反应,
切换系统是一类重要的混杂系统,其广泛应用于机械系统、网络工程系统及飞行器系统等等。而积分系统则是众多系统工程中的一个重要分支,常存在于附加动力系统中、有限谱分配控制器中及中立型泛函微分方程的差分算子中。随着社会的进步,科学技术领域的高速发展,关于切换系统和积分系统的研究已经取得了丰硕的成果。在现实生活中的众多工程领域,影响系统稳定性能的一个主要因素就是时滞。由于切换与时滞二者耦合将会导致更复杂的动
随着21世纪信息通信技术的高速发展,传统电子通信存在着频带资源紧张、电磁环境恶劣、传输效率不高等一系列突出的问题。为满足光通信网络中超高速信息处理和海量信息传输的需求,具备低延迟、低损耗、大带宽等优点的光互连技术受到了研究人员的广泛关注。在光互连系统中,高效率的光学滤波器是实现多通道的解波分复用、密集型波分复用等功能的重要器件,它可以实现对光信号的传输、处理、获取以及交换。在微波信号处理中,高性能
图模型被广泛应用于表示实体之间的关系,并衍生了大量实际应用。随着信息技术的高速发展,人们正在众多领域中采集越来越大且越来越多的图数据。在计算机科学、生物学、社会科学和脑科学等领域,理解网络是极为重要的。然而,由于网络的庞大规模,大多数网络分析算法已经不能正常工作。另一方面,内聚子图挖掘算法既能揭示图的关键性质,又能有效地在海量图上进行计算。k-core模型是稠密子图挖掘领域中研究最多的模型。k-c
水资源既是自然界的基础性资源,也是人类社会的战略性的资源。随着社会发展,地球环境的日益恶化在各个方面对水资源造成了压力。为了应对全球气候变化和人类活动对水资源系统的影响,缓解水资源压力,科学合理的进行区域水资源开发、利用与保护,对区域水资源脆弱性进行评价十分必要。本文在总结国内外水资源评价方法的基础上,主要开展了以下研究:1、脆弱性关键影响因子体系构建。认为不同区域的水资源条件不同,选择的脆弱性影
石油资源素来被称为“工业的血液”,它具有许多其他燃料无法比拟的优点,在社会的发展过程中发挥着不可替代的作用。研究发现二次采油后,原油储量的2/3尚且未被采出,这已经远远不能满足人们的需求,石油的采收率成为亟待解决的难题。通过在水相中添加表面活性剂的三次采油方式被称为“表面活性剂驱”,表面活性剂分子通过吸附在油/水界面,降低界面张力,对进一步提高石油的采收率发挥了巨大作用。但是目前实验上很难从分子层
沿海地区大多经济发达并且人口密度较大,沿海大气生物组成与人类生活及人体健康息息相关。此外,由于地理位置的特殊性,沿海地区大气的生物组成受到内陆空气和海洋环境的双重影响。自2008年以来,黄海中出现了大规模的浒苔,给沿海城市的旅游,水产养殖和经济造成损失,同时也对海洋环境和沿海空气质量产生了一定影响。本研究在浒苔爆发期间收集了沿海大气样品和沿海海水样品。同时在浒苔爆发的中期收集了距海岸不同距离(0m