混合水係包括泰國灣-巽他陸架表層水團、南海北部陸架表層水團等等。前者的代表性特征是:高溫27~31℃;中鹽,32.0~33.0。夏季最強盛之時,它向北可擴展到15°N,向東也可達115°E附近,但有明顯的年際變化;冬半年其勢力較弱,退縮於南海西南部海域。後者,是太平洋表層水進入南海後,在北部陸架水域表層和近表層經曆較大變性後而形成的。從來源看,它不同於沿岸水,似應歸入南海太平洋表層水;但是,由於它位於陸架海域上表層50~75m以淺,局地影響較明顯,鹽度可降得比較低,水溫變化範圍大,約20~30℃,因而有別於南海中部的太平洋表層水,故劃入混合水係。
表層屬外海水係的水團,主要是南海太平洋表層水團和南海中部表層水團。冬季在東北季風的作用下,西北太平洋表層水通過巴士海峽等進入南海,經混合變性後而形成的南海太平洋表層水團,鹽度變化範圍為34.0~34.5,水溫約22~28℃,擴展範圍可達西沙群島至黃岩島一線。至夏季,隨著西南季風盛行,泰國灣-巽他陸架表層水團和南海中部表層水團均向北擴展,南海太平洋表層水團遂逐漸變性而向東北退縮,並最終讓位於南海北部陸架表層水團以及南海中部表層水團。南海中部表層水團位於南海中部的廣闊水域,鹽度為33.0~34.0,溫度的年變化範圍為26~29℃。其活動中心雖然在南海中部,但隨著季節變化,相應地在夏半年向北而冬半年南下。
南海的次表層及其下方各水團,主要來源於巴士海峽以東的太平洋的相應水層。南海次表層水團,也稱為南海北太平洋副熱帶次表層水,原因是它來源於菲律賓以東的太平洋,是北太平洋次表層水變性而成的。在南海它位於南海表層水之下,厚約200m,溫度為14~20℃,最典型的特征是高鹽,在150±50m層為鹽度極大值層,其相應的水溫大致為17℃。核心層在巴士海峽入口處的鹽度值接近35.0,隨著向西南距離的增加,逐漸降低到34.5左右。南海中層水團也稱為南海北太平洋中層水團,厚度約400m,水溫大致為6~14℃,最典型的特征是低鹽。低鹽核心層(圖12—25)在500m層上下伸展,相應水溫約8~9℃。最低鹽度值在靠近巴士海峽處低於34.40,再向西、向南,漸升至34.43~34.45。在典型的次表層高鹽水團和中層低鹽水團之間,可劃出一個南海次-中層混合水團,其厚度約100~150m,溫度為10~14℃,即相應於大洋副熱帶溫躍層水。南海深層水團位於中層水之下,約1000~2600m之間,水溫為2~5℃,鹽度比中層水略有回升,為34.5~34.6,考慮到它源於北太平洋,故又稱為南海北太平洋深層水團。南海底層水團又稱為南海底盆水,潛布於2600m以深的南海中央海盆區域。鹽度十分均勻,為34.66~34.68,幾乎不隨深度而變;但水溫卻隨著深度的增加而略有回升,為2.35~2.44℃,這是由於絕熱增溫所致。南海深層和底層水團的季節變化及年際變化都很微小,然而,深、底層水團的溶解氧含量卻比中層水團增大,這與大洋深、底層水團的含氧特征是相應的。
南海海域的水團,由於受到局地環境的影響,相比於源地的太平洋各層水團,都已有不同程度的變性。特別是北部陸架區的水團,變性更為顯著,因而有人建議進行更細的劃分。
海洋鋒及其和漁場的關係
海洋鋒一般是指性質明顯不同的兩種或幾種水體之間的狹窄過渡帶。狹義而言,有人將其定義為水團之間的邊界線。廣義地說,可泛指任一種海洋環境參數的躍變帶,因而出現了諸如水溫鋒、鹽度鋒、密度鋒、聲速鋒、水色鋒、透明度鋒,以及海水化學、生物等等要素的海洋鋒的稱謂。
中國近海的海洋鋒也有上述各種,但從形成機製上分,主要有五類:淺水陸架鋒,河口羽狀鋒、沿岸流鋒、上升流鋒和強西邊界流鋒。前兩類海洋鋒,是夏季渤、黃海域海洋鋒的主要類型,主要表現形式是水溫、鹽度等在水平方向上的躍變;後兩類則主要出現在東海和南海。當然,在長江和珠江等大河口外,也有羽狀鋒。
渤海和黃海內的淺水陸架鋒,主要是由潮汐混合效應所致,因而又稱為潮生陸架鋒或潮汐鋒。這是中緯度陸架淺海中的一種重要水文現象。鋒區的形成,顧名思義有賴於潮汐混合,但是這種效應在黃海冷水團的邊緣看得更清楚。在水深20~50m且海底坡度較大的地方,冷水可混合達海麵,形成表層冷水區,冷水區內鉛直水溫梯度很小,冷水邊緣水平溫度梯度卻很大,尤其向海的一側,即形成水溫鋒(某些區域還伴有鹽度鋒)。渤、黃海區夏季淺水陸架鋒的分布。
河口羽狀鋒主要是鹽度鋒,有時也伴有水色、透明度等參數的鋒區。如黃河、長江和珠江等大河口外,在衝淡水與外海水的交彙之處,由於擾動強烈,彼此交錯入侵,鋒麵常成羽狀。此種鋒麵依飛機航測或衛星遙感,能看得更清楚。
在浙江沿岸、台灣海峽、粵東北外海、海南島東北等海域,由於上升流將下層的低溫、富含營養鹽的海水向上輸送,從而形成相應的鋒麵,因其生成與上升流休戚相關,故稱為上升流鋒。
流經東海的黑潮,是一支著名的強西邊界流,因其斜壓性很強,故斜壓性鋒麵(密度鋒,伴有水溫鋒、鹽度鋒)是很典型的。由於黑潮有季節性變化,流軸亦有擺動和彎曲,因而鋒麵也有相應的變化。
與東海黑潮關係密切的台灣暖流、對馬暖流以及黃海暖流等,冬季對各海區水溫分布的影響顯得甚為突出,也形成很強的海洋鋒,尤其是與低溫低鹽的沿岸流恰成強烈的對比,所形成的沿岸流鋒,成為各海域冬季突出的水文學現象。
海洋鋒既然是不同性質水體的交彙之處,原先在不同水體中“適者生存”而浮遊的生物,以及追逐索餌的魚類,便在海洋鋒區聚集。但是,海洋鋒區水溫、鹽度等環境因素的梯度很大,無疑又成了限製魚類活動範圍的無形屏障。於是,便促使魚類集群,或者延長了它在相應海域滯留的時間,從而形成了適宜於集中捕撈的良好漁場和漁汛期。北黃海的煙威漁場、東海的舟山漁場、台灣海峽漁場等等,都位於海洋鋒比較強盛的海域,原因之一就在於此。海洋鋒的變化,顯然對中心漁場的形成和變動有所影響,所以海洋鋒的研究越來越為人們所關注。
海洋環流
中國近海的環流,主要由沿岸流係和外海流係所構成,但因環境和氣候影響,不同海區和不同季節也有明顯的變化。
水平環流概況
一、渤、黃海的環流
渤海的環流較其他海區為弱,海流的速度一般為0.1~0.2m/s,有的可達0.2m/s以上。冬季,在強勁的偏北風的驅動下,魯北沿岸海水堆積,形成一支較強的沿岸流,即魯北沿岸流,它從渤海海峽南部出渤海而入黃海。與此同時,遼東灣東岸也有沿岸流南下。以往較通行的觀點曾認為,黃海暖流的餘脈,從渤海海峽北端進入渤海,向西偏北而行,至接近西岸時分為南、北兩股,從而構成渤海環流的主幹。但在1992年版的海洋圖集中,卻看不出這種態勢,而夏季環流也沒有以往給出的那種明確的脈絡。原因在於渤海表層流屬漂流性質,季節和局地風對其影響是相當顯著的。
黃海的海流也比東海弱得多,流速通常隻有最大潮流的1/10。冬季黃海的表層流,在很大程度上受製於海麵風的作用。魯北沿岸流經渤海海峽南部進入黃海,沿膠東北岸東流,到成山角後可轉而向南及西南,大致沿40~50m等深線的走向,繼續南下。鑒於此,似可將魯北沿岸流稱為“膠東沿岸流”。南下之後,與蘇北沿岸流彙合,至長江口以北32°~33°N附近,進入東海北部。與此同時,朝鮮半島西岸的沿岸流也較強,南下前鋒可接近濟州海峽,與由濟州島西南方進入黃海的“黃海暖流”相遇,形成複雜的鋒麵。過去一般認為黃海暖流是對馬暖流的西分支,從近年來的研究看,則傾向於認為,它是彙集了黃、東海混合水北上,而且主要是以補償流的態勢而進入黃海的。黃海暖流的北上,與東、西兩岸的南下沿岸流,分別形成順鍾向與反鍾向的環流。黃海暖流的流速平均不到0.1m/s,即使在其源地,最強也不超過0.25m/s。沿岸流的速度,冬季在魯北沿岸至成山角較大,繞過成山角後有所減弱,從海州灣往南,流速又增大,可達0.25m/s左右。夏季魯北沿岸流流幅加寬,最寬時可達50km之多,流速減小,僅在成山角一帶流幅變窄、流速增大。黃海底層冷水團形成之後,可使夏季的黃海暖流減弱。
二、東海的環流
東海的環流,脈絡比渤海、黃海更清晰。如前所述,冬季黃海沿岸流的南部,在長江灘附近可進入東海,黃海暖流從濟州島西南則進入黃海。黃海暖流是黃海環流的重要組成部分,但在東海,它卻隻能算是黑潮、對馬暖流的餘脈,無論是流速還是流量,都遠遠不能與東海黑潮相比擬。
流經東海的黑潮,即經台灣與石垣島之間的水道進入東海而從吐噶喇海峽和大隅海峽流出東海的這一段,是整個黑潮流係(從源地直至日本以東的黑潮延續體)的上遊部分,特稱為“東海黑潮”,約占黑潮總流徑的一半,是黃-東海總環流的主幹。東海黑潮的主要流向,基本上是指向東北的,流軸通常位於海底坡度最陡處,從斷麵圖上看,即水溫水平梯度最大之處。黑潮是與大西洋的灣流齊名的強西邊界流,都具有相當典型的地轉流性質。除去冬、夏有明顯季節變化的表層水之外,在100m層中的20℃等溫線,是東海黑潮上層流軸位置的良好的指標。流軸上的最大流速可達1.5m/s,平均為1m/s。東海黑潮的流軸比較穩定,流向和流幅變動不大,但流速和流量卻有明顯的季節變化。從蘇澳-與那國水道平均流量看,呈春、秋季強,冬、夏季弱,有半年周期。東海黑潮的左、右兩側,常出現尺度不同的渦旋。東海黑潮右側的逆流,相對而言也比較穩定。近年來中、日兩國合作,對黑潮進行了多次調查,發現北太平洋次表層水和中層水,可以通過宮古島-衝繩島水道進入東海,加入東海黑潮,使其流量增大。黑潮在東海的平均流量約30×106m3/s,為長江徑流的1000倍。但黑潮流量年際變化也較大,為(19~42)×106m3/s。黑潮主幹流幅較窄,其強流(>1m/s)帶一般僅50km。