Características de la distribución de temperatura y salinidad del mar cerca de las islas Zhongsha durante la transición del monzón de verano.

(Guangzhou Marine Geological Survey, Guangzhou 510760)

Acerca del primer autor: Huang Lei (1984-), hombre, maestro, ingeniero asistente, dedicado principalmente a la geología marina y investigación de hidrología marina, correo electrónico: 1ei 841004@163.com.

Basado en los datos de observación hidrológica del área marina cerca de las islas Zhongsha en mayo de 2009, se utilizó el método de gradiente vertical para calcular la profundidad, el espesor y la intensidad de la capa termohalina en el área marina de las islas Zhongsha. y se realizó el análisis correspondiente. Los resultados muestran que durante la transición del monzón de verano, la distribución de temperatura de la superficie del océano y las capas inferiores es mayor en el sur y más baja en el norte, y la distribución de salinidad de las capas superficiales y inferiores es relativamente uniforme. En una estructura vertical, la termoclina es relativamente estable y no hay termoclina. La haloclina es básicamente una termoclina, pero existen dos cuerpos de agua con salinidad anormal debajo de la capa mixta en la parte sur del área de estudio.

Palabras clave Anomalía de la salinidad de la termoclina durante el período de transición del monzón

La distribución espaciotemporal de la termoclina del océano es un contenido de investigación importante en oceanografía física [1], y su distribución y cambios no son solo La delimitación de los límites verticales de las masas de agua también afecta directamente a las actividades de los fondos marinos, al uso de instrumentos hidroacústicos y al desarrollo de la pesca marina. Por lo tanto, la investigación sobre la termoclina en el país y en el extranjero, ya sea el estudio de la teoría de la termoclina oceánica o el análisis y diagnóstico de la termoclina en aguas poco profundas, es muy activa, especialmente el análisis y diagnóstico de la termoclina en el área de la plataforma continental de China. Por ejemplo, Mao et al. profundizaron en la distribución y fluctuación de la temperatura, la sal y la termoclina en el Mar Amarillo y el Mar de China Oriental [2]; Zou Emei et al. -Etapas de ascenso de la termoclina en el Mar Amarillo y el Mar de China Oriental. Las características de distribución de valores propios y los cambios estacionales de Las características de variación estacional e interanual de la temperatura y la salinidad en el área de aguas profundas del norte se discutieron en las escalas de variación estacional e interanual. Se discutió el impacto del paso del Kuroshio a través del Estrecho de Luzón en los campos de temperatura y salinidad en el norte del Mar de China Meridional [6]. Sin embargo, la mayoría de los estudios mencionados se refieren a las características termohalinas de áreas marinas a gran escala, y pocos se refieren a un área específica. Con base en los datos de temperatura y profundidad de salinidad (CTD) observados por el Servicio Geológico Marino de Guangzhou en las islas Zhongsha en el Mar de China Meridional en mayo de 2009, las características de temperatura y salinidad de la masa de agua durante los períodos de transición del viento de primavera y verano en este Se analizó el área del mar y se discutieron la fuente y la salinidad del cuerpo de agua superficial anormal y los posibles mecanismos de inversión.

1 Características de la distribución horizontal de la termosalinidad

La zona marítima cercana a las islas Zhongsha está situada en la parte centro-norte del Mar de China Meridional, abarcando principalmente el talud continental (vertiente de la isla) y cuenca de aguas profundas. La región tiene un clima monzónico subtropical, caracterizado por altas temperaturas y clima lluvioso, monzones predominantes y actividad ocasional de ciclones tropicales. Afectadas por la influencia integral del aire frío, la alta presión del Mar de China Meridional, la alta presión subtropical, la zona de convergencia y la circulación de ciclones tropicales, las condiciones hidrológicas y meteorológicas en esta zona marítima son complejas y cambian significativamente con las estaciones.

Del 14 de mayo al 1 de junio de 2009, el buque de investigación científica integral "Yangyang 4" del Servicio Geológico Marino de Guangzhou realizó 15 días de observaciones CTD en las islas Zhongsha en el Mar de China Meridional. * * * Hay 19 estaciones CTD (Fig. 1), y el período de muestreo fue en el período de transición del monzón de verano del Mar de China Meridional.

Figura 1 Ubicación del área de estudio y distribución de las estaciones de muestreo CTD

La temperatura y la distribución de sal del agua de mar superficial se ven obviamente afectadas por factores como el monzón y la radiación solar. Como se puede observar en la Figura 2a, la distribución de la temperatura superficial es mayor en el sur y menor en el norte, es decir, la temperatura en el área de la vertiente norte es inferior a 28°C, y la temperatura superficial del agua de mar en el CTD5 más al norte es 26.248°C; de norte a sur hasta la zona de aguas profundas, la temperatura aumenta gradualmente hasta superar los 28℃. La temperatura superficial del agua de mar de CTD19 en el extremo sur es de 29,477 °C, y la diferencia de temperatura entre los extremos norte y sur es de aproximadamente 3 °C. Como el sur está situado en mar abierto, puede absorber más radiación solar y la superficie se calienta más rápido, por lo que la temperatura es generalmente más alta que en el norte. Sin embargo, los cambios en la temperatura del agua del fondo se ven significativamente afectados por la profundidad del agua de mar. La temperatura del agua del fondo es más baja donde el agua es más profunda, y la temperatura más baja en el área de la cuenca puede alcanzar los 2.372°C. La temperatura del fondo es más alta en lugares con aguas poco profundas, y la temperatura del fondo en la meseta de Zhongsha es de 11,025°C. Como se puede ver en la Figura 2b, la temperatura del agua del fondo es más alta en el suroeste del área de estudio y más baja en el noroeste y en las áreas de la cuenca.

Fig. 2a Distribución horizontal de la temperatura del agua de mar en la superficie

Fig. 2b Distribución horizontal de la temperatura del agua de mar en el fondo

Fig. p>

Figura 2d Distribución horizontal de la salinidad del agua de mar del fondo

La distribución de la salinidad del agua de mar de superficie y de fondo en el área de estudio es relativamente uniforme, con pocos cambios de sur a norte. El rango de salinidad del agua de mar superficial es 33,1 ~ 33,9, con el valor más bajo en CTD18, con un valor de salinidad de 33,150, y el valor más alto en CTD6, con un valor de salinidad de 33,886. Según la tendencia general, la salinidad del agua de mar superficial en la parte sur del área de estudio es menor que la del norte (Figura 2c). Debido a que el área del mar del sur es más abierta que el área de la vertiente norte, el agua de mar superior se ve afectada por. monzón y transpiración, y el valor de salinidad es generalmente más bajo que el del norte. El rango de salinidad del agua de mar del fondo es 34,4 ~ 34,7, con el valor más bajo en CTD18, con un valor de salinidad de 34,458, y el valor más alto en CTD15, con un valor de salinidad de 34,631. No hay mucha diferencia entre los dos (Figura 2d), porque la salinidad del agua del fondo está relacionada con la profundidad del agua de mar y la presión local en la profundidad del agua es fuerte.

2 Características de la distribución vertical de la termosalinidad

2.1 Características de la termoclina

Según diferentes parámetros ambientales, la termoclina puede ser una espera de clina o de haloclina.

Las razones de su formación son diferentes, pero existe una cierta conexión entre sus procesos de formación. La termoclina se caracteriza por su profundidad, espesor y fuerza. Utilizando los datos de capas estándar proporcionados por CTD, se analizaron las características típicas de la termoclina en el área de estudio. El método para determinar la termoclina consiste en seleccionar el valor de índice más bajo de la resistencia de la termoclina de un elemento hidrológico y luego encontrar su tasa de cambio, es decir, el gradiente vertical, a partir de los datos de la capa estándar de este elemento hidrológico. El rango de profundidad en el que el valor del gradiente vertical del elemento hidrológico es mayor o igual que el valor del índice más bajo se denomina termoclina; las profundidades de los puntos extremos superior e inferior de la termoclina son las profundidades de los límites superior e inferior de la termoclina; termoclina respectivamente; la diferencia entre la profundidad del límite inferior y el límite superior de la termoclina es el espesor de la termoclina dividido por el espesor de la termoclina; la termoclina es la fuerza de la termoclina. El valor mínimo de la resistencia de la termoclina se selecciona en función de los estándares mínimos indicados en el "Marine Survey Code" [7] (Tabla 1).

Tabla 1 Estándar mínimo para la resistencia de la termoclina

2.2 Termoclina

El área de estudio está ubicada en el área de monzones subtropicales, con vastas áreas marinas y aguas marinas profundas. La termoclina tiene las propiedades de una termoclina de océano profundo de latitudes bajas. Los tipos de termoclina incluyen principalmente termoclina superficial y termoclina profunda. La termoclina de mar poco profundo se distribuye generalmente en la capa superior de las áreas de la plataforma costera y en las áreas de aguas profundas. Sus características principales son la profundidad del límite superior poco profunda, el espesor delgado, la alta resistencia y los cambios estacionales obvios. La termoclina es relativamente estable, existe todo el año y es permanente. Sus principales características son un límite superior profundo, gran espesor, resistencia débil y ausencia de cambios estacionales obvios [8]. Las islas Zhongsha pertenecen al área de aguas profundas costeras. La termoclina poco profunda aquí es débil y la profundidad del fondo es más profunda. A veces la distancia entre ella y la profundidad del límite superior de la termoclina profunda que se encuentra debajo es pequeña, por lo que la termoclina poco profunda aquí es profunda. termoclina se fusionan en una sola termoclina. Por ejemplo, CTD9 y CTD14 están ubicados en la cuenca del océano y sus profundidades de agua están cercanas a los 4000 m. Como puede verse en las Figuras 3 y 4, la profundidad de la termoclina poco profunda es de aproximadamente 25 m, la profundidad de la profunda. La termoclina es de aproximadamente 50 m y la profundidad de la termoclina poco profunda es de aproximadamente 50 m. La distancia entre la profundidad del límite inferior de la termoclina profunda y la profundidad del límite superior de la termoclina profunda es muy pequeña, por lo que se trata. como termoclina al analizar la profundidad y el espesor de la termoclina.

No se encontró ningún fenómeno de termoclina en el análisis de termoclina. Según la investigación sobre termoclina realizada por Zhang, et al. [9], la termoclina aparece principalmente en las aguas costeras del norte, es decir, las aguas costeras del este de Guangdong y el oeste de Guangdong, así como en el golfo de Beibu y las aguas cercanas a Da Nang. , Vietnam, y aparece principalmente dentro de 1 año de junio a abril. En otros meses, solo existen 10 termoclinas locales, lo que coincide con los resultados de nuestro análisis. Además, cabe señalar que CTD13 y CTD18 están ubicados en la cresta del Mar del Norte y la meseta Zhongsha de Zhongsha, con profundidades de agua de 2340 my 360 m respectivamente. Debido a la compleja topografía y las corrientes del fondo marino, el fenómeno de la termoclina es obvio (Figuras 5 y 6). Zhang Qiu, Xu Xizhen y otros lo utilizaron para determinar la profundidad, el espesor y la fuerza de la termoclina [4]. La profundidad del límite inferior de la última termoclina es la profundidad del límite inferior de la termoclina. Si la resistencia de la termoclina así determinada no puede alcanzar el valor de índice mínimo, se combinan adecuadamente múltiples capas de termoclina según su profundidad. La capa de termoclina final determinada no sólo cumple con el valor de índice mínimo, sino que también tiene una alta resistencia y el mayor espesor posible.

Figura 3 Curva de gradiente de temperatura del ctd 9 (Nota: los cambios de la curva por debajo de los 400 m de profundidad del agua son menores, no se muestran en la figura, son los mismos a continuación).

Figura 4 Curva de gradiente de temperatura CTD 14

A través del análisis de la profundidad, espesor e intensidad de la termoclina, se puede observar que el período de muestreo es en la alternancia de primavera y verano, y el viento predominante en la superficie del mar se vuelve débil del suroeste. El viento y la radiación solar aumentan gradualmente y el agua de la superficie se calienta gradualmente. Sin embargo, debido al fenómeno del calentamiento y enfriamiento del agua de mar y la débil agitación del viento, la profundidad de la termoclina es mayoritariamente inferior a 40 m. Dado que combinamos la termoclina poco profunda y la termoclina profunda, el espesor de la termoclina es relativamente grueso, generalmente de 10 m. .

Figura 5 Curva de gradiente de temperatura CTD 13

Figura 6 Curva de gradiente de temperatura CTD 18

2.3 Haloclina

En aguas tropicales En la parte superior En el océano, la salinidad climatológica promedio aumenta monótonamente con la profundidad, la temperatura disminuye monótonamente con la profundidad y la densidad aumenta monótonamente con la profundidad. La temperatura media, la salinidad y la densidad del clima del Mar de China Meridional también se ajustan a las reglas anteriores [10]. Tomando la salinidad como ejemplo, se puede ver en la Figura 7a que la tendencia de cambio de la salinidad poco profunda a una profundidad de 150 m aumenta monótonamente con la profundidad. Los tipos de termoclina son todos termoclina simple, con una profundidad superior de aproximadamente 30 a 40 m, un espesor de termoclina de aproximadamente 100 a 155 m y una resistencia de termoclina de 0,01 a 0,15 m-1. En comparación con el promedio climático, la salinidad aérea de estaciones individuales muestra valores de salinidad extremadamente bajos en la capa subsuperficial, o valores extremos alternos de salinidad alta y baja en la capa subsuperficial (Figura 7b), mientras que la temperatura y la densidad se ajustan a las reglas generales de distribución vertical anteriores (la Figura 7c es el diagrama de distribución de temperatura en la ubicación correspondiente). Esta inversión de salinidad es obviamente especial. Haciendo referencia a la posición de profundidad correspondiente a la capa de mezcla y la distribución de la termoclina en el clima del Mar de China Meridional [11], se encuentra que esta anomalía de salinidad vertical ocurre básicamente en la posición de profundidad entre el fondo de la capa de mezcla y la fuerte termoclina [12]. Las características de este tipo de cuerpo de agua con salinidad anormal son: la capa superior de mezcla generalmente está entre 30 ~ 30 ~ 40 m, la diferencia en los valores anormales de salinidad entre las capas de agua superior e inferior es de aproximadamente 0,3, el valor de salinidad más bajo es entre 60~60~70m, y la capa de haloclina. La intensidad varía entre 0,01 ~ 0,3m-1.

Al comparar la distribución de los dos tipos de haloclina en diferentes sitios, se encontró que el primer tipo de haloclina se distribuye principalmente en la vertiente norte y el lado suroeste del área de estudio; Se distribuye principalmente en el área de estudio de la cuenca sur. Estos cuerpos de agua con salinidad anormal son comunes durante los períodos de transición del viento en primavera y verano [7]. La razón principal es que el mar del sur tiene una mayor ingesta de calor, lo que favorece la evaporación, y bajo la acción de los vientos de nivel 2 a 3, se forma una capa de agua salada relativamente poco profunda y relativamente alta, mientras que la capa de agua salada baja que queda. del invierno todavía está debajo de él. Esto da como resultado una estructura de inversión de salinidad en la capa superior como se muestra en la Figura 7b en la dirección vertical. Más tarde, a medida que el monzón de verano aumenta constantemente, el espesor de la capa superior de mezcla aumenta y la capa salina baja que queda del invierno eventualmente se degradará y desaparecerá. Con base en esto, se puede creer que la aparición de aguas superficiales anormales durante el período de transición del monzón de verano es causada principalmente por las características climáticas y ambientales de la zona del mar, y su mecanismo de generación implica el intercambio de la capa de mezcla y la termoclina y la Ajuste dinámico de la termoclina.

Investigación Geológica del Mar de China Meridional 2012

Figura 7 Características típicas de salinidad vertical y temperatura durante el período de observación (A es el cambio monótono de salinidad con la profundidad; b es el cambio anormal de salinidad ; c es el cambio de temperatura correspondiente al cuerpo de agua con salinidad anormal) | Figura 7 Perfil típico de temperatura y salinidad (a: Perfil de cambios monótonos de salinidad con la profundidad. b: Perfil de cambios anormales de salinidad. c: Perfil de cambios anormales en la temperatura y salinidad del agua) 3 Conclusión

Con base en los resultados del análisis anterior, se obtienen inicialmente las características de distribución de temperatura y salinidad del mar cerca del norte de las islas Zhongsha durante el período de transición del monzón de verano:

(1) El agua de mar superficial se ve afectada por el monzón. Afectada por factores como la radiación solar, la distribución de la temperatura es mayor en el sur y menor en el norte. La salinidad no cambia mucho y es relativamente baja en el sur. El agua de mar del fondo se ve afectada por factores como la topografía y la profundidad del agua. La temperatura en el suroeste del área de estudio es más alta, mientras que la temperatura en el noroeste y el área de la cuenca es más baja. Las características de distribución de la salinidad son exactamente opuestas.

(2) Se utilizó el método de gradiente vertical para analizar la termoclina y se concluyó que la termoclina superficial y la termoclina profunda son comunes en el área de estudio. La termoclina se caracteriza por una profundidad límite superior poco profunda, un espesor delgado y una alta resistencia. La termoclina se caracteriza por un límite superior profundo, un gran espesor y una resistencia débil. En la meseta de Zhongsha y la cresta norte de Zhongsha, el fenómeno de múltiples capas es más obvio debido a la compleja topografía y las corrientes del fondo marino.

(3) Para analizar la haloclina se utilizó el método del gradiente vertical, y se concluyó que el tipo termoclina era básicamente monoclínica, pero la reversión de la salinidad ocurrió debajo de la capa de mezcla en algunas estaciones, todas distribuidas en el sur. zona de la cuenca. La aparición de aguas superficiales anormales se debe principalmente a las características climáticas y ambientales de la zona del mar. Su mecanismo de generación implica el intercambio entre la capa de mezcla y la termoclina y el ajuste dinámico de la termoclina.

Referencia

[1], Su,. Análisis de masas de agua marina [M] Qingdao: Ocean University Press, 2000, 36 ~ 37.

[2] Mao, Qiu Daoli. Capítulo 4: Fenómeno termoclina de temperatura, salinidad y densidad en la costa de China [a]. Oficina del Censo del Grupo Oceánico de la Comisión de Ciencia y Tecnología de la República Popular China. Informe del censo marino de China, volumen 3[c]. Beijing: Science Press, 1968+153685853866

Zou Emei, Xiong, Guo, et al. Distribución y cambios estacionales de la termoclina en el Mar Amarillo y el Mar de China Oriental [J]. (3): 8 ~ 18.

Wu Wei, Fang Xinhua, Wu Dexing. Discusión sobre el método de determinación de la profundidad de la termoclina [J]. Bulletin of Marine Limnology, 2001, 2: 1 ~ 7.

Jia, Liu Qinyu, Sun Jilin. 65438+Comparación de diferentes definiciones de capa mixta y termoclina en el Mar de China Meridional de mayo a junio de 1998 [J]. Bulletin of Marine Limnology, 2001, 1: 1 ~ 7.

Qiu Chunhua, Jia Yinglai. Cambios estacionales e interanuales en la temperatura y la salinidad en la zona de aguas profundas del norte del Mar de China Meridional [J]. Journal of Ocean University of China, 2009, 39 (3): 375 ~ 380.

Oficina Estatal de Supervisión Técnica. Especificaciones de estudios marinos: procesamiento de datos de estudios marinos [S] (estándar nacional chino GB12763.7-91). Beijing: Editorial China Standard, 1992, 69 ~ 70.

Zhang, Mao Kexiu, et al. Una revisión de las características de distribución de la termoclina marina en China [J].

, Xu Xizhen, Long. Características de la termoclina 65438+ en las islas Nansha en septiembre de 1994 [J Tropical Oceans, 1996, 15 (2): 61 ~ 67.

Wang, Du Yan, Shi Ping. Atlas de oceanografía física y climatología del Alto Mar de China Meridional [M]. Beijing: Meteorología Press, 2002.438+068.

[11] Du Yan, Wang, et al. Características estructurales del agua con salinidad anormal en el fondo de la capa mixta sur [J]. ~ 59.

[12] Fang Wendong, Huang, et al. Agua superficial anormal en el sur durante la transición del monzón primavera-verano [J]. .

Análisis de la distribución de temperatura y salinidad en la zona marítima de las islas Zhongsha durante la transición del monzón de primavera y verano

Huang Lei, Gao

(Guangzhou Marine Geological Survey, Guangzhou, 510760)

Resumen: Con base en los datos del estudio en las islas Zhongsha en mayo de 2009, se utilizó el método del gradiente vertical para calcular la termoclina y la haloclina, y las características de la capa de transición. fueron discutidos.

Los resultados muestran que durante la transición entre primavera y verano, la temperatura del agua del mar en el sur es más alta y la salinidad está relativamente equilibrada. La estratificación vertical de la temperatura es estable y no hay fenómeno de inversión de temperatura. La estratificación de la salinidad casi vertical ocurre en una sola haloclina, pero se encuentran dos tipos de salmueras anómalas debajo de la capa mixta en las islas Zhongsha del sur.

Palabras clave: transición monzónica, termoclina, haloclina, agua anormalmente salada