中國(guó)近海海水透明度分布特征與季節(jié)變化＊

薛宇歡，熊學(xué)軍＊，劉衍慶

（1.國(guó)家海洋局 第一海洋研究所，山東 青島266061；2.煙臺(tái)市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，山東 煙臺(tái)264010）

透明度是海水能見(jiàn)度的一個(gè)量度，即光在海水中的衰減程度［1］。透明度值直接與海水中懸浮物的含量有關(guān)，這里的懸浮物主要包括泥沙和浮游生物。透明度大表明海水中懸浮物含量低，光線透入海水深；反之，透明度小表明海水中懸浮物含量高，光線透入海水淺。

海水透明度觀測(cè)系使用直徑為30cm的白色圓盤(pán)（透明度盤(pán)），盤(pán)下系有鉛錘，盤(pán)上系有繩索，繩索上標(biāo)有以分米為單位的長(zhǎng)度記號(hào)。透明度只在白天觀測(cè)，在船上背陽(yáng)一側(cè)將透明度盤(pán)垂直放入水中，直到剛剛看不見(jiàn)為止，透明度盤(pán)“消失”的深度叫透明度。在觀測(cè)時(shí)以米為單位，應(yīng)讀取到一位小數(shù)。為避免隨機(jī)誤差，重復(fù)觀測(cè)3次取平均值，即為觀測(cè)的透明度值。若繩索傾角超過(guò)10°則應(yīng)進(jìn)行深度訂正。

自20世紀(jì)50年代以來(lái)，隨著各類項(xiàng)目的開(kāi)展，我國(guó)已積累了大量的海水透明度觀測(cè)資料。但對(duì)于我國(guó)近海透明度分布變化特征的研究論文相對(duì)較少，僅朱蘭部等［2］利用1972—1987年中國(guó)及韓國(guó)的海洋調(diào)查資料對(duì)渤、黃、東海的透明度進(jìn)行過(guò)分析，并對(duì)透明度影響因子做了詳細(xì)的討論；周雅靜等［3］利用1961—1990年的水文觀測(cè)資料探討了東海透明度分布特征。

中國(guó)近海海洋環(huán)境調(diào)查與評(píng)價(jià)項(xiàng)目在2006—2007年期間對(duì)中國(guó)近海進(jìn)行了系統(tǒng)的海洋調(diào)查，取得了4個(gè)季節(jié)高密度的透明度觀測(cè)資料，每個(gè)季節(jié)透明度觀測(cè)站位資料都達(dá)到千余次。其中，春季航次調(diào)查時(shí)段為2007－04－05；夏季航次調(diào)查時(shí)段為2006－07－08；秋季航次調(diào)查時(shí)段為2007－10－11；冬季航次調(diào)查時(shí)段為2006－12—2007－02（調(diào)查期間觀測(cè)區(qū)域尚未生成固定冰）。在對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、整理后，分別繪制了4個(gè)季節(jié)的透明度分布圖。本文將根據(jù)這些數(shù)據(jù)資料和分布圖，進(jìn)一步分析中國(guó)近海透明度的分布特征與季節(jié)變化，并與有關(guān)歷史研究結(jié)果進(jìn)行了比較。本文所分析的各海域情況除渤海外，其他海區(qū)僅涉及中國(guó)近岸水域。

1 海水透明度的分布特征及季節(jié)變化

各個(gè)季節(jié)海水透明度分布情況見(jiàn)圖1～圖4。以下按春、夏、秋、冬四季的順序分析中國(guó)近海海水透明度分布的基本特征及各季節(jié)之間的變化。

1.1 春季

由圖1可見(jiàn)，春季渤海海水透明度值為0.1～6.0m，但有接近一半海區(qū)的海水透明度值小于1.0m。最小值約為0.1m，出現(xiàn)在遼東灣北部、渤海灣西南部及萊州灣西南部近岸區(qū)域。最大值出現(xiàn)在渤海海峽老鐵山水道處。渤海中部海水透明度值為1.0～2.0m，小部分區(qū)域可達(dá)3.0m以上。整個(gè)海區(qū)海水透明度值呈現(xiàn)近岸低，中部區(qū)域、渤海海峽區(qū)域高的分布趨勢(shì)。

黃海海水透明度值為0.1～15.0m，最小值出現(xiàn)在蘇北淺灘海域；最大值出現(xiàn)在南黃海中央。蘇北淺灘形成大范圍低透明度海區(qū)的原因?yàn)樵摵Ｓ蛩钶^淺，底質(zhì)多為泥底和砂底，潮混合強(qiáng)，攪動(dòng)致使水中存在大量懸浮物。這一低透明度水體隨蘇北沿岸流向東南方向延伸至東海北部，其影響范圍可達(dá)126°E處，該水體的分布與50.0m等深線基本一致。成山角附近海域存在一透明度值小于4.0m的低值區(qū)，這與繞半島流動(dòng)造成的強(qiáng)混合有關(guān)，也與黃河泥沙受魯北沿岸流夾帶至此［4］有關(guān)。黃海北岸、遼東半島以東存在一透明度低值區(qū)，這主要是受鴨綠江泥沙隨黃海北岸沿岸流向西運(yùn)移至此［4］的影響。在黃海中央，海水透明度值為6.0m以上，大部分地區(qū)超過(guò)8.0m，因受到黃海暖流的影響，這一海區(qū)海水透明度值較高。

東海海水透明度值為0.1～27.0m，分布特征為西北低，東南高，最小值出現(xiàn)在長(zhǎng)江口，最大值出現(xiàn)在東海東南部靠近黑潮流區(qū)的海域。長(zhǎng)江沖淡水由于鹽度低、密度低、泥沙含量高、流量大，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中浮置于表面，受風(fēng)、流影響顯著，使其大范圍的影響海水透明度值，導(dǎo)致長(zhǎng)江口附近海域海水透明度較低。

南海北部海水透明度值為0.4～32.0m，最低值出現(xiàn)在珠江口附近，最高值出現(xiàn)在該區(qū)域南部。主要受外海水系影響，大部分區(qū)域?yàn)橥夂：Ｋ?，僅在近岸區(qū)有小范圍的低透明度海域，海水透明度等值線基本與岸線平行。春季北部灣海區(qū)海水透明度值為1.3～23.0m，最低值出現(xiàn)在海南島西岸，這可能與該海域水深較淺及入海徑流的輸入有關(guān)；最高值出現(xiàn)在北部灣中部。

圖1 中國(guó)近海春季海水透明度（m）分布Fig.1 Distribution features of the seawater transparency（m）in the offshore waters of China in spring

1.2 夏季

夏季由于表層水溫最高，溫、鹽躍層最強(qiáng)，海水垂直穩(wěn)定度也最大，上下層海水不易混合［2］，是一年中透明度最大的季節(jié)。夏季渤海海水透明度值為1.6～9.0m，比春季明顯升高。最小值出現(xiàn)在萊州灣區(qū)域，這與黃河夏季流量增大，輸沙量隨之增加有關(guān)。渤海灣和遼東灣頂海水透明度值也很低，其值基本均小于2.0 m。最大透明度值出現(xiàn)在渤海中部。在渤海灣口東側(cè)外海，最大值可達(dá)9.0m。渤海海峽海水透明度值為3.0～4.0m。渤海透明度分布仍呈現(xiàn)近岸低、外海高的分布特征。

夏季黃海海水透明度值為2.4～17.0m。最小值出現(xiàn)在遼東半島以東、長(zhǎng)山列島海域；最大值出現(xiàn)在黃海中部、榮成市以東60nmile處。夏季分布特征基本與春季相似，北黃海近岸透明度值在4.0m左右；在中部區(qū)域，透明度值比春季略高，大于8.0m。

夏季東海海水透明度值為0.1～37.0m，其最大值比春季增加10.0m。在長(zhǎng)江口外區(qū)域，長(zhǎng)江沖淡水夏季向東北擴(kuò)展，其主軸指向濟(jì)州島，受此影響，一低透明度水舌向東北方向延伸。此外，長(zhǎng)江輸運(yùn)的部分泥沙沿浙閩沿岸流南下，造成浙江、福建沿岸海水透明度值減小。相對(duì)應(yīng)的，黑潮水在東海中東部的影響范圍大幅增加，使這一區(qū)域海水透明度值增大。

夏季南海北部海水透明度值為0.4～31.0m；夏季北部灣東部海水透明度值為0.8～25.0m。這2個(gè)海區(qū)夏季的分布特征與春季基本一致。

圖2 中國(guó)近海夏季海水透明度（m）分布Fig.2 Distribution features of the seawater transparency（m）in the offshore waters of China in summer

1.3 秋季

在秋季，隨著北風(fēng)逐漸增大海水對(duì)流混合亦逐漸增強(qiáng)，海水穩(wěn)定度減小，導(dǎo)致透明度普遍下降。秋季渤海海水透明度值為0.1～11.0m。最小值出現(xiàn)在遼東灣東北部遼河口附近海域，其值小于0.5m；最大值出現(xiàn)在渤海海峽老鐵山水道處，大于6.0m。與夏季相比，遼東灣、渤海灣、萊州灣海域海水透明度明顯減小，其中在遼東灣北部均小于1.0m；在渤海灣小于0.5m；在萊州灣小于1.5m，而在西部黃河口區(qū)域小于0.5 m。在渤海海峽處有一高海水透明度水舌由黃海進(jìn)入渤海，其值為3.0～11.0m。在進(jìn)入渤海后，這條水舌向西南方向延伸，其范圍可達(dá)萊州灣北部。此外，秦皇島近海透明度值也較大，其值大于4.0m。

秋季黃海海水透明度值為0.2～18.0m。最小值出現(xiàn)在蘇北淺灘，最大值出現(xiàn)在成山角以北35nmile處。從分布特征上看，秋季與春、夏季平面分布類似，區(qū)別在于近岸至外海海水透明度梯度增大。

秋季東海海水透明度值為0.1～29.0m，比夏季有所減小。在長(zhǎng)江口以東海域，隨著長(zhǎng)江沖淡水主軸向南擺動(dòng)，低海水透明度水舌的主軸方向由東北向變?yōu)闁|向，其影響范圍略大于夏季。

秋季南海北部海水透明度值為0.6～27.0m，最小值出現(xiàn)在珠江口處。由于秋季珠江徑流量減小，受珠江徑流季節(jié)性變化的影響，海水透明度最小值增加，海水透明度低值區(qū)范圍明顯減小。秋季北部灣東部海水透明度值為1.2～22.0m，與春、夏季不同，最低值出現(xiàn)在雷州半島西側(cè)。而這2個(gè)區(qū)域的海水透明度分布特征無(wú)明顯變化，在海南島以西海域仍存在明顯低值區(qū)。

圖3 中國(guó)近海秋季海水透明度（m）分布Fig.3 Distribution features of the seawater transparency（m）in the offshore waters of China in autumn

1.4 冬季

冬季渤海海水透明度值為0.1～2.0m，為4個(gè)季節(jié)中最小。冬季也是整個(gè)渤海海水透明度值差別最小的季節(jié)，這是由于冬季這一海區(qū)經(jīng)常受到北方寒流的影響，大風(fēng)使渤海垂向混合強(qiáng)烈，海底的泥沙受到攪動(dòng)進(jìn)入水體中，海水中懸浮物含量升高導(dǎo)致海水透明度明顯減小。該季節(jié)渤海海水透明度分布趨勢(shì)仍是近岸區(qū)低外海高，最小值出現(xiàn)在遼東灣、渤海灣、萊州灣近岸區(qū)域，這些區(qū)域海水透明度值皆小于0.5m；最大值出現(xiàn)在渤海海峽老鐵山水道附近。除渤海海峽及渤海中部小部分區(qū)域外，大部分海區(qū)海水透明度值小于1.0m。

冬季黃海海水透明度范圍為0.3～10.0m，最小值出現(xiàn)在蘇北淺灘，最大值出現(xiàn)在黃海中部、成山角以東70nmile處。黃海近岸海水透明度值小于3.0m；中部大部分海區(qū)海水透明度值為4.0～8.0m，形成一海水透明度明顯較近岸高的水體，這是由于黃海暖流的存在，外海海水不斷輸入黃海，向北輸送至渤海海峽、向西輸送至海洲灣沿岸所造成的。冬季，蘇北淺灘海域的分布情況與春季類似，在黃、冬海交界處形成巨大的海水透明度低值區(qū)。與春季相比較，這個(gè)低值區(qū)的面積增大。

冬季東海海水透明度值為0.1～25.0m，最高值為4個(gè)季節(jié)中最低。從分布特征來(lái)看，小于2.0m的低海水透明度區(qū)域范圍也最大。

冬季，南海北部海水透明度值為0.2～21.0m，北部灣東部海水透明度值為1.9～14.0m，這2個(gè)區(qū)域冬季透明度最大值均為4個(gè)季節(jié)中的最小值。這2個(gè)區(qū)域透明度分布特征與秋季相比無(wú)明顯變化。

圖4 中國(guó)近海冬季海水透明度分布Fig.4 Distribution features of the seawater transparency in the offshore waters of China in winter

1.5 我國(guó)近海海水透明度總體分布特征和季節(jié)變化

綜上所述，我國(guó)近海海水透明度分布的基本特征為除長(zhǎng)江口等重要河口附近海域外，海水透明度等值線基本與等深線相吻合，在近岸淺水區(qū)小，在外海深水區(qū)大。北起山東半島南至雷州半島的沿岸地區(qū)，形成一低海水透明度帶。自渤海至南海，總體上海水透明度有不斷增大的趨勢(shì)。在長(zhǎng)江口存在低海水透明度水舌向外擴(kuò)展。由此可以判斷，水深及入海徑流是影響我國(guó)近海海水透明度分布特征的主要因素。

從整體上分析，海水透明度值4個(gè)季節(jié)的分布情況為冬季＜春季＜秋季＜夏季。但在個(gè)別區(qū)域，由于受到陸地徑流或其他因素影響，也存在春季＜冬季或夏季＜秋季的狀況。渤海海域海水透明度值隨季節(jié)的變化最為明顯。從季節(jié)分布特征分析，長(zhǎng)江口及其以東海域海水透明度隨季節(jié)的變化最為顯著，這一區(qū)域的低值區(qū)在冬、春季節(jié)形成明顯的“人”字形結(jié)構(gòu)。在長(zhǎng)江沖淡水的擴(kuò)展范圍隨季節(jié)的往復(fù)擺動(dòng)以及蘇北沿岸流、黃海暖流的季節(jié)性變化等共同作用下，這個(gè)低值區(qū)的“人”字形結(jié)構(gòu)在秋季初步形成，冬季強(qiáng)盛，春季減弱，夏季消失。

北起山東半島、南至雷州半島的低海水透明度帶在夏、秋季基本連為一線；但在冬、春季，由于分別受到黃海暖流、臺(tái)灣暖流的影響，在海州灣和廣東北部沿海會(huì)出現(xiàn)相對(duì)的海水透明度高值區(qū)，割斷了縱跨南北的低值區(qū)，這與調(diào)查海區(qū)內(nèi)海流的伸展趨勢(shì)基本一致。

2 透明度觀測(cè)結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比

根據(jù)《中國(guó)近海區(qū)域海洋》［5］所給出的渤、黃、東海海水透明度及南海海水透明度4個(gè)代表月的分布圖（圖5、圖6，其主要數(shù)據(jù)來(lái)自于20世紀(jì)50－80年代觀測(cè)）的比較，可知在我國(guó)近海，部分區(qū)域海水透明度的觀測(cè)結(jié)果與歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存在顯著的差別。

在渤海，春季海水透明度分布與歷史數(shù)據(jù)存在明顯差異。在圖5中，春季渤海中部至渤海海峽區(qū)域存在大面積海水透明度值高于4.0m的區(qū)域，最高可達(dá)6.0m，但是在圖1中春季整個(gè)渤海的海水透明度值均小于4.0m。在夏季，渤海中部及渤海海峽區(qū)域，海水透明度值大于4.0m的區(qū)域也比歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)大幅減少。秋、冬季渤海海水透明度值也明顯低于歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

比較圖1與圖5，圖4與圖5可知，與歷史數(shù)據(jù)相比，在長(zhǎng)江口海域海水透明度也有所減小，尤其是在冬、春季，海水透明度值小于2.0m的范圍大幅增加，明顯有一低海水透明度水舌進(jìn)入東海。北部灣海南島西側(cè)海域，海水透明度與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比也存在著顯著的減小。在圖6中，這一區(qū)域最小值出現(xiàn)在春季，其最小值也大于4.0m，在其他季節(jié)透明度值在8.0～10.0m。由圖1～圖4知，目前這一區(qū)域存在大面積海水透明度值小于4.0m的區(qū)域，在春、夏季有大面積區(qū)域海水透明度值小于2.0m。

綜上所述，近年來(lái)中國(guó)近海海水透明度的觀測(cè)結(jié)果與歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相比明顯減小，這說(shuō)明海水中懸浮物濃度的增高，也從一個(gè)側(cè)面表明我國(guó)近海的水質(zhì)下降。

圖5 渤、黃、東海透明度分布年變化（1907－1986年）［5］Fig.5 Seasonal variation of distribution features of the seawater transparency in the Bohai Sea，Yellow Sea and East China Sea（1907－1986）［5］

圖6 南海透明度分布年變化（1907－1986年）［5］Fig.6 Seasonal variation of distribution features of the seawater transparency in the South China Sea（1907－1986）［5］

3 結(jié)論

利用2006—2007年中國(guó)近海海洋環(huán)境調(diào)查與評(píng)價(jià)項(xiàng)目觀測(cè)的海水透明度數(shù)據(jù)，繪制了中國(guó)近海4個(gè)季節(jié)的透明度分布圖，分析了中國(guó)近海海水透明度分布特征及其隨季節(jié)的變化，探討了影響我國(guó)近海海水透明度分布的主要因素。主要研究結(jié)果如下：

1）我國(guó)近海海水透明度分布特征：海水透明度等值線分布趨勢(shì)基本與等深線相一致，在近岸淺水區(qū)小，在外海深水區(qū)大；由渤海至南海，海水透明度有不斷增加的趨勢(shì)。

2）四個(gè)季節(jié)中，海水透明度在冬季最小，其次為春季和秋季，在夏季最大。

3）長(zhǎng)江口及其以東海域海水透明度分布特征隨季節(jié)的變化最為顯著；渤海海域海水透明度值隨季節(jié)的變化最為顯著。

4）水深和入海徑流對(duì)中國(guó)近海海水透明度分布影響最大。

5）本文結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比表明：近年來(lái)渤海、長(zhǎng)江口以東海域及海南島以西海域海水透明度值大幅減小。

（References）：

［1］SHI M C，GAO G P，BAO X W.Marine survey methods［M］.Qingdao：Ocean University of Qingdao Press，2000：67－70.侍茂崇，高郭平，鮑獻(xiàn)文.海洋調(diào)查方法［M］.青島：青島海洋大學(xué)出版社，2000：67－70.

［2］ZHU L B，ZHAO B R.Distributions and variations of the transparency in the Bohai Sea，Yellow Sea and East Chi－na Sea.［J］.Transactions of Oceanology and Limnology，1991，（3）：1－11.朱蘭部，趙保仁.渤、黃、東海透明度的分布與變化.［J］.海洋湖沼通報(bào)，1991，（3）：1－11.

［3］ZHOU Y J，LIN J G，YU M G.Characteristics of transparency in the East China Sea.［J］.Donghai Marine Science，1999，17（3）：67－72.周雅靜，林建國(guó)，俞慕耕.東海透明度特征探討.［J］.東海海洋，1999，17（3）：67－72.

［4］XIONG X J.China offshore oceanogaphy－physical oceanography and marine meteorology［M］.Beijing：China Ocean Press，2012：152－210.熊學(xué)軍.中國(guó)近海海洋－物理海洋與海洋氣象［M］.北京：海洋出版社，2012：152－210.

［5］SUN X P.China offshore regional oceanography.［M］.Beijing：China Ocean Press，2006：322－329.孫湘平.中國(guó)近海區(qū)域海洋［M］.北京：海洋出版社，2006：322－329.