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摘 要：日本北海道南部渔场海域的水团结构复杂，本研究通过处理四维变分资料同化数据，比较分析北海道南部流场的流态变化，并計算2008、2009年的水量交换情况。结果显示，津轻暖流流动情况大体相同，但年际流量相差悬殊。
关键词：道南海域；津轻暖流；亲潮；年际变化；季节变化
中图分类号：P715.6 文献标志码：A
道南海域的研究[1-3]指出该海域呈现复杂的水团分布（存在亚北极水和亚热带暖水）。津轻暖流全年以东向流的形态输送亚热带水到北太平洋海域[3]，亲潮水与津轻暖流水在水团结构上有明显的不同[4-5]，喷火湾中由密度对流驱动的高温高盐津轻暖流水在10-12月流入湾内，低温低盐亲潮水则在3-5月注入喷火湾[3-7]。然而，Nakada[8]等对喷火湾的研究中，2008、2009年道南海域的海流流动形式及流入喷火湾的水量有很大不同，但该海域是渔业生产集中的海域，很难进行现场观测，产生这种差异的机制还不明了。
1. 研究海域
本文研究海域为日本道南海域，地理位置跨越40°-43°N，138°-143°E。海底地形数据由JODC提供，该地形数据为500m高分辨率网格数据；其他数据均取自4D-VAR数据库。4D-VAR数据空间分辨率约为1.5km，跨越40.78°-42.67°N，139.56°-142.69°E。文中使用4D-VAR中5个参量：东向流速u（cm·s-1），北向流速v（cm·s-1），垂直流速w（cm·s-1），温度（℃），实用盐度，每个参量包含78层数据。
2. 研究方法
本文选取深度22.50m，52.50m，97.50m分别代表道南海域的上、中、下层作为参考。
选取喷火湾入口处两点，A（42.34°N，140.85°）、B（42.16°N，140.77°E）。对流过AB所在垂直断面的海流进行积分，计算喷火湾入口处的水量交换。流量计算公式为：
（1）
式中， Q为体积流量（m3·s-1）；
H为喷火湾湾口最大深度，H=90m；L为A、B两点之间的线段的实际地理长度，L=21km；
UA、UB分别为A、B点的流速大小，■为AB连线上分布各点的流速矢量（cm·s-1），流速方向以垂直于AB流出喷火湾方向为正；du、dh分别为速度U和深度H的微分。
3. 研究结果
3.1 北海道南部海域地转流场的垂直断面分布以上典型流场图中，以津轻海峡正中、流速较大一点为例，22.5m的流速为45.2cm·s-1，52.5m为38.4cm·s-1，97.5m为17.9cm·s-1，3个流速值相差不是非常大。因此，随水深变化流速有微小变化，但流速的铅直结构大体一致。
为更好地观察流场分布，本文将以22.5m深度为参考层进行分析。冬季，津轻暖流水与南下入侵的亲潮水相互作用，津轻暖流水由南转为向北流动，流动路径呈现“V”字，一部分亲潮水则向西流入喷火湾方向；津轻环流在春季流动最为明显，在冬季也会出现，4-6月份冷暖水团相互作用形成多个涡旋；夏秋季节，津轻暖流水离开沿岸，流向东南，同时，亲潮水流向喷火湾方向的流动形态比较明显。
3.2 道南水域海流的年际变化及季节变化
由图知，2008年和2009年喷火湾入口处海水流出量均大于流入量，2008年流量比2009年小的多，为3.1425×106 m3·s-1；2009总流量数值为7.1311×106 m3·s-1。
2008年，冬季流量为-1.5392×106 m3·s-1，这表示流入喷火湾的水量大于流出量，春、夏、秋季流量均为正值；而2009年冬季则相反，流量大小为1.8525×106 m3·s-1，即流出量大于流入量，且全年交换量均为正值。
4. 总结与讨论
2008年津轻轻暖流水沿岸南下，津轻环流在冬春季节流动形态较为明显，亲潮水在冬季往喷火湾方向流动明显，冬季流入喷火湾的水量大于流出湾内水量，一部分低温低盐亲潮水在冬春季节南下入侵高温高盐的津轻暖流水；夏秋季节津轻暖流的南下流稍稍转向东南流动，并与亲潮水相互作用生成小尺度涡旋，春夏秋季节喷火湾流出量均大于流入量，与同年冬季形成鲜明对比。2009年冬春季节，津轻暖流流动情况与2008年相似，但初夏出现的津轻环流比2008年流动明显，津轻暖流水由南转向东南流动，冬季流量与2008年相反，流出喷火湾水量大于流入量，且全年流出湾内水量大于流入湾内水量。■
参考文献
[1] Kido， K.， and Ohtani， K. Characteristics of the Basin Water in Funka Bay[J]. Bull. Fac. Fish. Hokkaido Univ.， 1981， 32（2）： 138-151.
[2] Kuroda， H.， Isoda， Y.， Takeoka， H.， Kuma， K.， Honda， S.， Matsuura， H.， Saitoh， Y.， Takata， H.， Iwade， S.， Wagawa， T.， and Kobayashi， N. Intrusion of the Oyashio water into the eastern mouth of Tsugaru Strait in early summer， 2003[J]. Continental Shelf Research， 2012， 32： 36-46.
[3] 吉田隆.親潮水の分布の平均的な季節変動[J].海と空，1992，68（2）：39-48.
关键词：道南海域；津轻暖流；亲潮；年际变化；季节变化
中图分类号：P715.6 文献标志码：A
道南海域的研究[1-3]指出该海域呈现复杂的水团分布（存在亚北极水和亚热带暖水）。津轻暖流全年以东向流的形态输送亚热带水到北太平洋海域[3]，亲潮水与津轻暖流水在水团结构上有明显的不同[4-5]，喷火湾中由密度对流驱动的高温高盐津轻暖流水在10-12月流入湾内，低温低盐亲潮水则在3-5月注入喷火湾[3-7]。然而，Nakada[8]等对喷火湾的研究中，2008、2009年道南海域的海流流动形式及流入喷火湾的水量有很大不同，但该海域是渔业生产集中的海域，很难进行现场观测，产生这种差异的机制还不明了。
1. 研究海域
本文研究海域为日本道南海域，地理位置跨越40°-43°N，138°-143°E。海底地形数据由JODC提供，该地形数据为500m高分辨率网格数据；其他数据均取自4D-VAR数据库。4D-VAR数据空间分辨率约为1.5km，跨越40.78°-42.67°N，139.56°-142.69°E。文中使用4D-VAR中5个参量：东向流速u（cm·s-1），北向流速v（cm·s-1），垂直流速w（cm·s-1），温度（℃），实用盐度，每个参量包含78层数据。
2. 研究方法
本文选取深度22.50m，52.50m，97.50m分别代表道南海域的上、中、下层作为参考。
选取喷火湾入口处两点，A（42.34°N，140.85°）、B（42.16°N，140.77°E）。对流过AB所在垂直断面的海流进行积分，计算喷火湾入口处的水量交换。流量计算公式为：
（1）
式中， Q为体积流量（m3·s-1）；
H为喷火湾湾口最大深度，H=90m；L为A、B两点之间的线段的实际地理长度，L=21km；
UA、UB分别为A、B点的流速大小，■为AB连线上分布各点的流速矢量（cm·s-1），流速方向以垂直于AB流出喷火湾方向为正；du、dh分别为速度U和深度H的微分。
3. 研究结果
3.1 北海道南部海域地转流场的垂直断面分布以上典型流场图中，以津轻海峡正中、流速较大一点为例，22.5m的流速为45.2cm·s-1，52.5m为38.4cm·s-1，97.5m为17.9cm·s-1，3个流速值相差不是非常大。因此，随水深变化流速有微小变化，但流速的铅直结构大体一致。
为更好地观察流场分布，本文将以22.5m深度为参考层进行分析。冬季，津轻暖流水与南下入侵的亲潮水相互作用，津轻暖流水由南转为向北流动，流动路径呈现“V”字，一部分亲潮水则向西流入喷火湾方向；津轻环流在春季流动最为明显，在冬季也会出现，4-6月份冷暖水团相互作用形成多个涡旋；夏秋季节，津轻暖流水离开沿岸，流向东南，同时，亲潮水流向喷火湾方向的流动形态比较明显。
3.2 道南水域海流的年际变化及季节变化
由图知，2008年和2009年喷火湾入口处海水流出量均大于流入量，2008年流量比2009年小的多，为3.1425×106 m3·s-1；2009总流量数值为7.1311×106 m3·s-1。
2008年，冬季流量为-1.5392×106 m3·s-1，这表示流入喷火湾的水量大于流出量，春、夏、秋季流量均为正值；而2009年冬季则相反，流量大小为1.8525×106 m3·s-1，即流出量大于流入量，且全年交换量均为正值。
4. 总结与讨论
2008年津轻轻暖流水沿岸南下，津轻环流在冬春季节流动形态较为明显，亲潮水在冬季往喷火湾方向流动明显，冬季流入喷火湾的水量大于流出湾内水量，一部分低温低盐亲潮水在冬春季节南下入侵高温高盐的津轻暖流水；夏秋季节津轻暖流的南下流稍稍转向东南流动，并与亲潮水相互作用生成小尺度涡旋，春夏秋季节喷火湾流出量均大于流入量，与同年冬季形成鲜明对比。2009年冬春季节，津轻暖流流动情况与2008年相似，但初夏出现的津轻环流比2008年流动明显，津轻暖流水由南转向东南流动，冬季流量与2008年相反，流出喷火湾水量大于流入量，且全年流出湾内水量大于流入湾内水量。■
参考文献
[1] Kido， K.， and Ohtani， K. Characteristics of the Basin Water in Funka Bay[J]. Bull. Fac. Fish. Hokkaido Univ.， 1981， 32（2）： 138-151.
[2] Kuroda， H.， Isoda， Y.， Takeoka， H.， Kuma， K.， Honda， S.， Matsuura， H.， Saitoh， Y.， Takata， H.， Iwade， S.， Wagawa， T.， and Kobayashi， N. Intrusion of the Oyashio water into the eastern mouth of Tsugaru Strait in early summer， 2003[J]. Continental Shelf Research， 2012， 32： 36-46.
[3] 吉田隆.親潮水の分布の平均的な季節変動[J].海と空，1992，68（2）：39-48.