南海溫躍層深度計(jì)算方法的比較

姜　波，吳新榮，丁　杰，張　榕

（1.國(guó)家海洋技術(shù)中心，天津　300112；2.國(guó)家海洋信息中心，天津　300171；3.國(guó)家海洋局海洋環(huán)境信息保障技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300171）

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南海溫躍層深度計(jì)算方法的比較

姜波1，吳新榮2，3，丁杰1，張榕1

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1.國(guó)家海洋技術(shù)中心，天津300112；2.國(guó)家海洋信息中心，天津300171；3.國(guó)家海洋局海洋環(huán)境信息保障技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300171）

摘要：基于1986-2008年的中國(guó)近海及鄰近海域再分析產(chǎn)品（CORA）氣候平均海溫資料，分別運(yùn)用S-T法、垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)3種溫躍層定義計(jì)算了南海溫躍層上界深度，揭示了南海溫躍層季節(jié)變化特征。對(duì)3種不同定義確定的溫躍層上界深度進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)：采用不同定義計(jì)算南海溫躍層上界深度存在差異，S-T法確定的溫躍層上界深度最淺，垂向梯度法其次，最大曲率點(diǎn)法最深；在深水區(qū)（水深>200 m）運(yùn)用S-T法計(jì)算的溫躍層上界深度與垂向梯度法的結(jié)果比較一致，都與實(shí)際溫躍層深度符合較好；在淺水區(qū)（水深<200 m），垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法可以準(zhǔn)確判定無(wú)躍區(qū)，但對(duì)于溫躍層深度計(jì)算，3種定義誤差均較大。

關(guān)鍵詞：溫躍層；S-T法；垂向梯度法；最大曲率點(diǎn)法

溫躍層是海洋中的一種重要物理現(xiàn)象，研究和掌握溫躍層的基本特征，無(wú)論對(duì)于海洋中的物質(zhì)擴(kuò)散、湍流熱擴(kuò)散和內(nèi)潮理論研究，還是海上漁業(yè)生產(chǎn)、潛艇活動(dòng)、水聲探測(cè)和水下通訊等都有重要意義。而由于南海地理位置的重要性，研究和掌握該海區(qū)的躍層特征就具有更重要的意義。

對(duì)于南海溫躍層的特征，許多學(xué)者從不同方面進(jìn)行過(guò)大量研究。徐錫禎等（1993）利用1907-1990年南海大面調(diào)查資料，分析了南海溫躍層特征，并將溫躍層分為輻射型和不同水體疊置型兩種類型；陳希等（2001）利用21層海溫再分析資料，分析了我國(guó)南海北部海區(qū)溫躍層的強(qiáng)度、深度及厚度的季節(jié)變化特征，結(jié)果表明在南海陸架淺水區(qū)存在著隨季節(jié)變化明顯的輻射型溫躍層；賈旭晶等（2001）利用1998年5-6月定點(diǎn)觀測(cè)資料用垂向梯度法和S-T法2種定義計(jì)算了混合層和溫躍層，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析；杜巖（2004）用Levitus氣候平均的溫鹽資料，分析了南?；旌蠈雍蜏剀S層的季節(jié)變化特征，研究表明控制南?；旌蠈雍蜏剀S層季節(jié)動(dòng)力演變最重要因素是風(fēng)；周燕遐等（2004）分別利用南海海域BT資料和南森站資料比較了溫躍層三項(xiàng)示性特征，結(jié)果表明，兩種類型的調(diào)查資料在計(jì)算淺溫度躍層強(qiáng)度和上界深度上有較明顯區(qū)別，但規(guī)律不明顯，對(duì)深溫度躍層特征值的計(jì)算結(jié)果差異不明顯；蘭健等（2006）基于MOODS數(shù)據(jù)，利用GDEM模式分析了南海溫躍層深度的空間分布特征和季節(jié)變化規(guī)律，結(jié)果表明南海環(huán)流和多渦結(jié)構(gòu)對(duì)南海溫躍層具有顯著影響；蔣國(guó)榮等（2011）利用Levitus逐月再分析海溫資料，通過(guò)對(duì)南海北部沿幾個(gè)主要經(jīng)向和緯向剖面的溫躍層特征逐月變化進(jìn)行分析，研究了南海北部海域溫躍層的逐月變化特征；方雪嬌等（2013）利用SODA數(shù)據(jù)分析了南海溫躍層深度的季節(jié)變化特征，剖析了厄爾尼諾事件中引起南海溫躍層深度異常的主要原因。

常用的溫躍層計(jì)算方法有：（1）S-T法（Sprintalletal，1992；王東曉等，2001；賈旭晶等，2001；吳日升等，2002；杜巖，2004；張媛等，2006）；（2）等溫線深度代替溫躍層深度（Rebertj etal，1985；Robertetal，1991；Pascale etal，1992；Nancy etal，1996；Antsetal，1997；Bin et al，1999；Harrison et al，2001；Liu et al，2001；HEIN etal，2004）；（3）垂向梯度法（徐錫禎等，1993；陳希等，2001；賈旭晶等，2001；周燕遐等，2004；蘭健等，2006；張義鈞等，2007；殷建平等，2008；張旭等，2008；蔣國(guó)榮等，2011；方雪嬌等，2013）；（4）最大曲率點(diǎn)法（Lietal，1983；姜波，2006）。上述研究除少數(shù)學(xué)者（吳巍等，2001；賈旭晶等，2001；張媛等，2006）對(duì)不同定義判定的溫躍層進(jìn)行比較外，大部分研究者采用單一定義來(lái)研究溫躍層特性。本文基于中國(guó)近海及鄰近海域再分析產(chǎn)品（CORA）的23 a氣候平均海溫資料（韓桂軍等，2009），分別利用S-T法、垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法3種不同定義計(jì)算了南海溫躍層，比較了不同定義確定溫躍層的共同點(diǎn)與差異。

1資料與處理方法

1.1研究區(qū)域和資料介紹

南海位于亞洲東南部，是一個(gè)半封閉的深水海盆，形狀似一個(gè)東北—西南走向的菱形，也是我國(guó)最大、最深的邊緣海（圖1）。南海平均水深約為1 200 m，最深處5 377 m，位于馬尼拉海溝南端（謝以萱，1981）。

圖1　南海海域等深線分布圖（單位：m）

本文研究的區(qū)域?yàn)槟虾：^(qū)，具體范圍：3°N-24°N，104°E-122°E。文中使用的數(shù)據(jù)為2009年版CORA再分析產(chǎn)品的多年氣候平均逐月溫度資料，該資料時(shí)段是從1986年1月-2008年12月，共23 a的月平均資料，海區(qū)范圍為10°S-52°N，99°E-150°E。該資料在垂直方向上共有25層，分層如下：2.5，10，30，50，100，150，200，250，300，400，500，600，700，800，900，1000，1 100，1 200，1 300，1 400，1 500，2 000，3 000，4 000，5 000 m；水平分辨率為0.5°×0.5°。CORA再分析產(chǎn)品使用普林斯頓廣義坐標(biāo)系統(tǒng)海洋模式POMgcs，同化的觀測(cè)資料包括南森采水器、CTD、各種BT和Argo浮標(biāo)的溫鹽廓線觀測(cè)數(shù)據(jù)，以及多源衛(wèi)星觀測(cè)海面高度異常（SSHa）和衛(wèi)星遙感海面溫度（SST）等資料（韓桂軍等，2009）。韓桂軍等（2009）對(duì)該海洋再分析產(chǎn)品進(jìn)行了初步檢驗(yàn)，包括再分析要素大面分布趨勢(shì)、要素?cái)嗝娣植紝?duì)比、與驗(yàn)潮站水位觀測(cè)資料的比較、與海流觀測(cè)資料的比較、溫鹽分布的誤差統(tǒng)計(jì)和比較、海洋渦旋和溫度鋒再現(xiàn)效果分析。檢驗(yàn)結(jié)果表明，本再分析產(chǎn)品基本能夠再現(xiàn)中國(guó)近海及鄰近海區(qū)的有關(guān)海洋過(guò)程和海洋現(xiàn)象（韓桂軍等，2009）。

1.2溫躍層深度的判斷方法

對(duì)CORA再分析資料我們重新進(jìn)行了質(zhì)量控制，去掉了層次較少（少于3層）的數(shù)據(jù)，然后用三次樣條方法（徐錫禎等，1993；王東曉等，2001；杜巖，2004）將各標(biāo)準(zhǔn)層溫度數(shù)據(jù)在垂直方向插值成1m間隔的數(shù)據(jù)。因?yàn)楸疚年P(guān)注溫躍層，上層海洋垂直方向只取到500m，文中采用下列3種常用的溫躍層定義來(lái)計(jì)算南海溫躍層上界深度。

定義1：S-T法

用海表溫度（SST）減去0.5℃確定溫躍層上界深度（Sprintalletal，1992）。

定義2：垂向梯度法

根據(jù)《海洋調(diào)查規(guī)范》（張義鈞等，2007）規(guī)定的溫躍層判定方法：自海表面向下，溫度梯度> 0.05℃/m（水深>200m，下文記為深水）或0.2℃/m（水深<200m，下文記為淺水）所在深度為溫躍層上界深度。

定義3：最大曲率點(diǎn)法

根據(jù)溫度剖面曲線的曲率變化，查找曲線曲率的極值點(diǎn)（極值點(diǎn)應(yīng)大于溫躍層臨界值——深水0.05℃/m，淺水0.2℃/m），確定溫躍層上下界（Li etal，1983）。

2南海溫躍層深度的水平分布及其季節(jié)變化特征

圖2-圖4分布給出了4個(gè)季節(jié)典型月份（1月、4月、7月和10月）3種不同定義（S-T法、垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法）下南海溫躍層深度的水平分布。

（1）冬季

冬季（1月份），南海溫躍層深度的分布有4個(gè)主要特征：①溫躍層深度全年最深；②溫躍層深度南淺北深，但北部灣和廣東、廣西近海為無(wú)躍層；③在南海西北陸架海域形成高值區(qū)，高值區(qū)邊界處的溫躍層梯度較大；④3種不同溫躍層定義下在南海東部（呂宋島西北部）、東南部（巴拉望島周圍海域）和南部（加里曼丹島西北）分別存在1～3個(gè)低值區(qū)。冬季南海溫躍層深度全年最深是由于南海海面盛行東北季風(fēng)，風(fēng)速較大，風(fēng)應(yīng)力攪拌作用加強(qiáng)是影響南海溫躍層深度的主導(dǎo)因素，同時(shí)，冬季海洋表層溫度低也有利于海水的混合。溫躍層深度的高值區(qū)和低值區(qū)的形成可以用Ekman漂流理論來(lái)解釋（蘭健等，2006；方雪嬌等，2013），在Ekman輸運(yùn)作用影響下，冬季東北季風(fēng)引起海水向西北方向進(jìn)行質(zhì)量輸運(yùn)，由于大陸架的阻擋，海水在西北部堆積，從而使混合層變厚，溫躍層深度增加；同樣由于Ekman水平輸運(yùn)效應(yīng)，東北季風(fēng)引起海水向西北方向的質(zhì)量輸運(yùn)，使南海東部、東南部和南部海域上層海水流失，由于島嶼的存在，得不到水平方向海水的補(bǔ)充，致使混合層變薄，出現(xiàn)溫躍層低值區(qū)。

（2）春季

春季（4月份），是由冬季風(fēng)轉(zhuǎn)向夏季風(fēng)的過(guò)渡季節(jié)，此時(shí)，南、北氣流處于交換階段，風(fēng)向顯得凌亂、多變和不穩(wěn)定，春季是南海風(fēng)速最小的季節(jié)（孫湘平，2008）。由于風(fēng)速小，風(fēng)應(yīng)力引起的混合層也淺，溫躍層平均深度全年最淺。溫躍層深度分布比較均勻，在南北方向和東西方向均沒(méi)有明顯差異。

（3）夏季

夏季（7月），南海盛行西南季風(fēng)，太陽(yáng)輻射最強(qiáng)，上層海水溫度升高，不利于垂向混合的發(fā)展，因此溫躍層深度依然較淺。夏季南海溫躍層深度水平分布有一顯著特點(diǎn)：自中南半島到臺(tái)灣島南部存在一條SW-NE走向的分界線，其西北部溫躍層深度平均值明顯小于東南部。其原因同樣可以由Ekman漂流解釋（蘭健等，2006；方雪嬌等，2013），因?yàn)槲髂霞撅L(fēng)引起海水向東南方向的質(zhì)量輸運(yùn)，分界線西北部由于亞洲大陸的阻擋，海水只能從垂直方向補(bǔ)充，使溫躍層深度變淺，而分界線東南部由于海島的阻擋，使得溫躍層變深。

（4）秋季

秋季（10月份），是夏季向冬季的過(guò)渡季節(jié)，夏季溫躍層由東南到西北逐漸加深的分布規(guī)律開始消失，其空間分布已初步顯示出冬季特性。與春季相比，風(fēng)速較大，由于風(fēng)力的攪拌作用，使秋季溫躍層在整體上比春季深。在中南半島中部至海南島南部海域出現(xiàn)溫躍層深度低值區(qū)。

以上南海深水區(qū)溫躍層（S-T法和垂向梯度法）的季節(jié)變化特征與前人（蘭健等，2006；方雪嬌等，2013）的研究結(jié)果基本相符，從側(cè)面驗(yàn)證了本文中使用的CORA再分析資料和計(jì)算方法（S-T法和垂向梯度法）的可信度。對(duì)于南海淺水區(qū)，溫躍層季節(jié)特征和部分前人（蘭健等，2006）的研究成果有所不同，除了采用的數(shù)據(jù)不同外，其根本原因是本文嚴(yán)格按照《海洋調(diào)查規(guī)范》（張義鈞等，2007）規(guī)定的溫躍層判據(jù)（淺水區(qū)溫躍層臨界值0.2℃/m），而不是淺水區(qū)、深水區(qū)取統(tǒng)一的臨界值（0.05℃/m）。

圖2　基于S-T法的南海溫躍層深度水平分布（單位：m）

3南海溫躍層上界不同定義的討論

3.1南海溫躍層平均深度和溫躍層存在比例

表1是南海溫躍層上界平均深度。表中分別給出了利用S-T法、垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法3種不同定義下確定的各季南海溫躍層上界平均深度。由表1可知：不同定義確定的溫躍層上界平均深度，均為冬季最深，春季最淺，與徐錫禎等（1993）、藍(lán)健等（2006）、方雪嬌等（2013）研究結(jié)果吻合。除冬季淺水區(qū)外，其它季節(jié)各區(qū)都是S-T法確定的溫躍層上界最淺，垂向梯度法其次，最大曲率點(diǎn)法最深。

圖3　基于垂向梯度法的南海溫躍層深度水平分布（單位：m）

表1　南海溫躍層上界平均深度（單位：m）

表2為南海存在溫躍層的海區(qū)占總海區(qū)的百分比。由表2可知：①對(duì)于淺水區(qū)，冬季溫躍層面積最小，特別是運(yùn)用垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法計(jì)算的溫躍層面積僅占淺水區(qū)總面積的7.3％，原因是冬季南海海面盛行東北季風(fēng)，較大的風(fēng)力攪拌作用在淺水區(qū)可以直至海底，溫躍層消失；夏季垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法確定的溫躍層面積最大，占總面積的39.0％，和冬季相比增幅達(dá)4倍多；S-T法計(jì)算的溫躍層則是秋季面積最大（67.5％），夏季稍?。?7.2％）；②對(duì)于深水區(qū)，不同定義得出的溫躍層均超過(guò)深水區(qū)總面積的98.8％，表明南海水深區(qū)溫躍層常年存在，具有永久性躍層的特征。

由表1和表2可以得出以下4點(diǎn)結(jié)論：①通常S-T法確定的溫躍層深度最淺，垂向梯度法其次，最大曲率點(diǎn)法最深；②用垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法定義溫躍層，其溫躍層存在的海域一致，但溫躍層上界深度不同；③淺水區(qū)，垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法2種定義下溫躍層發(fā)展可以分為4個(gè)階段，分別為無(wú)躍期（冬季）、成長(zhǎng)期（春季）、強(qiáng)盛期（夏季）和消退區(qū)（秋季）；④3種溫躍層定義計(jì)算結(jié)果均表明南海深水區(qū)溫躍層為常年存在的永久性躍層。

圖4　基于最大曲率點(diǎn)法的南海溫躍層深度水平分布（單位：m）

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表2　南海存在溫躍層的海區(qū)占總海區(qū)比例（單位：％）

3.2 115°E斷面溫躍層計(jì)算

為了更清晰了解南海溫躍層的季節(jié)特征，選取115°E斷面的垂直溫度剖面（王東曉等，2001），該斷面包括深水區(qū)和淺水區(qū)，圖5是南海115°E斷面溫度垂直剖面圖，圖中標(biāo)明了4個(gè)季節(jié)典型月份該斷面3種不同定義確定的溫躍層上界深度。

冬季（圖5a），溫躍層上界平均深度全年最深，徑向結(jié)構(gòu)是自南向北逐漸加深。3種定義確定的溫躍層上界深度在南部（6°～7.5°）差別不大，偏差在3～9m之間；S-T法和垂向梯度法確定的溫躍層上界深度在中部（8°～17°）較接近，相差在0～6m范圍內(nèi)，但是與最大曲率點(diǎn)法計(jì)算的上界深度相差較大，平均超過(guò)35m；3種定義計(jì)算結(jié)果在北部（17.5°～21°）差別明顯，S-T法確定的溫躍層上界平均深度是50m，而垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法確定的溫躍層上界平均深度分別為83 m和122 m；淺水區(qū)（21.5°～22°），使用垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法確定溫躍層，該區(qū)為無(wú)躍層區(qū)，而利用S-T法確定溫躍層則有50％的海域存在溫躍層。

春季（圖5b），溫躍層上界平均深度全年最淺，南北之間較為均勻。用S-T法計(jì)算所得斷面各位置溫躍層上界深度變化不大，在7～24 m之間；垂向梯度法確定的溫躍層上界深度除11°～13°之間有明顯增加外，其它位置也變化不大，集中在6～26m范圍內(nèi)；最大曲率點(diǎn)法在中部（8.5°～17°）與其余2種定義確定的溫躍層上界深度差異顯著，平均深度相差超過(guò)55m；淺水區(qū)（21.5°～22°），使用垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法確定溫躍層，結(jié)果與冬季一致，為無(wú)躍層區(qū)，而利用S-T法確定溫躍層則存在溫躍層。總體而言，S-T法和垂向梯度法確定的溫躍層上界深度符合較好，平均相差僅有1m。

（圖待續(xù)）

夏季（圖5c），溫躍層上界平均深度較春季有所增加。S-T法和垂向梯度法確定的溫躍層上界深度仍具有良好的符合性，平均相差僅有3m；在中部（7°～17°）最大曲率點(diǎn)法與其它2種定義計(jì)算溫躍層上界深度差異較春季雖有所降低，但仍超過(guò)35m；3種定義下，淺水區(qū)（21.5°～22°）均存在溫躍層。

秋季（圖5d），除中部（8°～11°）外，用S-T法和垂向梯度法計(jì)算的溫躍層上界深度差別不大，平均相差不足3m；除南部（6°～6.5°）外，最大曲率點(diǎn)法與其它2種定義計(jì)算的溫躍層上界深度有較大差異，分別相差45 m和53 m；北部淺水區(qū)（21.5°～22°），3種定義確定的溫躍層，與春季具有相同的規(guī)律。

圖5　南海東經(jīng)115°斷面溫度垂直剖面圖（實(shí)線—S-T法確定的溫躍層上界；虛線—垂向梯度法確定的溫躍層上界；點(diǎn)劃線—最大曲率點(diǎn)法確定的溫躍層上界）

3.3幾個(gè)特殊格點(diǎn)溫躍層分析

為了比較不同位置使用3種不同定義計(jì)算溫躍層深度的優(yōu)劣，在115°E斷面上選取冬季（19.5°N，115°E）、春季（20.5°N，115°E）、夏季（20.5°N，115°E）和秋季（8.5°N，115°E）4個(gè)格點(diǎn)來(lái)研究溫躍層上界深度，圖6為上述4個(gè)格點(diǎn)的溫度-深度垂向分布圖。

圖6a為1月份（19.5°N，115°E）溫度-深度垂向分布圖，該點(diǎn)水深1 300m，屬深水區(qū)。圖中實(shí)線為S-T法確定的溫躍層上界深度線（57m），虛線為垂向梯度法確定的溫躍層上界深度線（95m），點(diǎn)劃線為最大曲率點(diǎn)法確定的溫躍層上界深度線（129m）。從圖中溫度隨深度的變化趨勢(shì)來(lái)看，其溫躍層上界深度十分明顯，S-T法確定的溫躍層上界深度較其它2種定義顯然更為合理，特別是129m處的水溫值要比表層水溫低3.96℃，將2.5～129m看作一近似溫度均勻?qū)樱ɑ旌蠈樱┟黠@不合適。

圖6b為4月份（20.5°N，115°E）溫度-深度垂向分布圖，該點(diǎn)水深100 m，屬淺水區(qū)。從溫度-深度垂向分布圖可以看出，2.5～6m和48～94m存在著2個(gè)混合層。該格點(diǎn)溫度垂向梯度最大值位于水深23m處，僅有0.16℃/m，低于淺水區(qū)最低指標(biāo)0.2℃/m，因此用垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法來(lái)確定溫躍層，屬于無(wú)躍層區(qū)，而用S-T法確定的溫躍層上界深度為13m，較6m存在較大差異。

圖6c為7月份（20.5°N，115°E）溫度-深度垂向分布圖，該點(diǎn)與圖6b位置一樣。從溫度-深度垂向分布圖可以看出，上混合層在2.5～7m范圍內(nèi)，而用S-T法、垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法確定的溫躍層上界深度分別為13m、21m和26m，水深21m和26m比表層水溫分別低0.92℃/m和3.07℃/m，因此3種方法均存在較大誤差。

圖6d為10月份（8.5°N，115°E）溫度-深度垂向分布圖，該點(diǎn)水深1500m，屬深水區(qū)。用ST法、垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法確定的溫躍層上界深度分別為20m、46m和84m。從圖中溫度隨深度的變化趨勢(shì)來(lái)看，相對(duì)于S-T法和最大曲率點(diǎn)法，運(yùn)用垂向梯度法確定的溫躍層上界深度更為合理，而84m處的水溫值要比表層水溫低5.67℃，將2.5～84m作為混合層顯然不合適。

3.4討論

通過(guò)對(duì)南海115°E斷面多年月平均CORA資料的綜合分析，可以看出：在水深大于200m的深水區(qū)，采用S-T法和垂向梯度法計(jì)算所得溫躍層上界深度整體差別不大，沿?cái)嗝婵傮w變化趨勢(shì)基本一致，個(gè)別位置（如圖6a、圖6d）要確定相對(duì)合理的結(jié)果，應(yīng)根據(jù)研究的目的具體問(wèn)題具體分析；在水深小于200m的淺水區(qū)，垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法對(duì)于無(wú)躍層區(qū)的判定較為準(zhǔn)確，但對(duì)于溫躍層上界深度的計(jì)算，3種定義均不理想，原因是CORA再分析資料分層較厚，在淺水區(qū)其垂向分辨率無(wú)法滿足溫躍層判定需求。

圖6　溫度-深度垂直分布圖（實(shí)線—S-T法確定的溫躍層上界；虛線—垂向梯度法確定的溫躍層上界；點(diǎn)劃線—最大曲率點(diǎn)法確定的溫躍層上界）

4結(jié)論

綜上所述，可以得出以下結(jié)論：

（1）南海溫躍層上界深度有明顯的季節(jié)變化：冬季南淺北深，溫躍層上界全年最深；春季最淺，南北深度幾乎一致；夏季以中南半島到臺(tái)灣島南部為界，北淺南深；秋季是夏季向冬季的過(guò)渡季節(jié)，其溫躍層上界空間分布已初步顯示出冬季特性。

（2）在南海的深水區(qū)，溫躍層上界深度的確定采用S-T法和垂向梯度法是合適的。

（3）在南海淺水區(qū)，垂向梯度法和最大曲率點(diǎn)法對(duì)于無(wú)躍層區(qū)的確定是合理的，但對(duì)于溫躍層上界深度的計(jì)算3種定義所得結(jié)果均不理想。

然而，在利用CORA資料來(lái)確定南海深水區(qū)的溫躍層上界深度時(shí)，S-T法和垂向梯度法有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生差異，如圖6（a）、圖6（d）所示。此時(shí)就需要根據(jù)溫度-深度垂直分布圖結(jié)合研究的目的來(lái)認(rèn)真考慮，以確定相對(duì)合理的結(jié)果。

致謝：徐輝奮、武賀等也為文章提供了幫助，國(guó)家海洋信息中心提供CORA產(chǎn)品（http：//www.cora.net.cn），在此一并致謝。

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（本文編輯：岳心陽(yáng)）

Com parison on them ethodsof determ ining the depthsof therm ocline in the South China Sea

JIANG Bo1,W U Xin-rong2,3,DING Jie1,ZHANG Rong1
（1.NationalOcean Technology Center,Tianjin 300112,China;2.NationalMarineDataand Information Service,Tianjin 300171,China; 3.Key LaboratoryofMarine Environment Information Technology,StateOceanic Administration,Tianjin 300171,China）

Abstract：Based on the sea temperature of China Ocean Reanalysis (CORA) from 1986 to 2008,the depths of the upper limitof thermocline in the South China Sea are calculated by using threemethods,and the seasonal variation characteristics of the thermocline are studied.Threemethods for determining the depths of thermocline are compared in detail.The results show that the depthswhich are obtained by using differentmethodsare different;the depth determined by the S-T method is the shallowest;the depth from the verticalgradsmethod is shallower;and that from high gradientmethod is the deepest.The depth calculated by the S-T method is almostequal to that calculated by the vertical gradsmethod in the deep water area (thewater depth>200m) and the resultsare quite satisfactory under various seasons.The S-T method and the high gradient method can accurately determine no thermocline area in the shallow water area (the water depth<200 m),but for the thermocline depth calculation,alldefinition errorsof threemethodsarebig.

Keywords：thermocline;S-Tmethod;verticalgradsmethod;high gradientmethod

作者簡(jiǎn)介：姜波（1978-），男，碩士，助理研究員，主要從事海洋能研究。電子郵箱：qdjiangbo@163.com。

基金項(xiàng)目：國(guó)家海洋局海洋環(huán)境信息保障技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題（2014-2015）。

收稿日期：2014-12-25；

修訂日期：2015-04-08

Doi：10.11840/j.issn.1001-6392.2016.01.009

中圖分類號(hào)：P731.24

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-6932（2016）01-0064-10