西南黃海環(huán)流及其對滸苔分布的影響?

陳 雪，萬修全，馬偉偉

(中國海洋大學(xué)海洋與大氣學(xué)院，山東 青島 266100)

西南黃海位于32.5°N—37°N、119°E—124°E之間，是山東半島以南至長江入?？谝员钡闹袊箨懞忘S海中心之間的海域，屬于沿海溫帶陸架區(qū)。2008年夏季，世界上最大的綠潮(主要為滸苔)事件發(fā)生在青島，引發(fā)了學(xué)者們對中國近海環(huán)境情況的廣泛關(guān)注[1-2]。其后每年，在西南黃海沿岸都會出現(xiàn)綠潮災(zāi)害事件。對于黃海綠潮的成因及年際變化，前人從溫鹽條件及海流對滸苔的輸運作用等角度做了系統(tǒng)的研究，而通過對西南黃海海域環(huán)流的系統(tǒng)研究，可以完善綠潮轉(zhuǎn)移分布的完整過程，有助于從動力學(xué)角度為滸苔的防治提供直接有效的新認知，更好的服務(wù)于黃海的環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃。

早期對西南黃海流系分布的認識主要建立在溫鹽資料的基礎(chǔ)上。通常認為，該處的海流流動體現(xiàn)為全年的南向流動[3-6]，稱之為黃海沿岸流。隨著直接測流資料的豐富，西南黃海流系被不斷細化，目前認為其由多支海流構(gòu)成(見圖1(a))。冬季，來自渤海灣和萊州灣的冷水在強勁北風(fēng)的作用下，在成山角附近轉(zhuǎn)向南，形成流幅窄、流速快的黃海沿岸流，最高流速可達30 cm/s以上；而夏季的黃海沿岸流沒有進入黃海冷水團，而是沿著其邊界南下，同樣來到西南黃海流域。Yuan等[7]、劉志亮和胡敦欣[2]分別通過分析中分辨率成像光譜儀(MODIS，Moderate Besolution Imaging Spectroradiometer)衛(wèi)星數(shù)據(jù)及江蘇海岸外40 km處一個站點26天的聲學(xué)多普勒流速剖面儀(ADCP，Acoustic Doppler Current Profler)資料，得到夏季蘇北沿岸流有北流趨勢的結(jié)論；其后，韋欽勝等[8]指出，蘇北沿岸流存在“雙向擴展趨勢”，且其東南向的輸運較弱，北向輸運較強。

然而，前人的研究中很少涉及蘇北沿岸流與黃海沿岸流之間海域的海水運動特征。該區(qū)域水深相較蘇北淺灘略深，比中部的黃海海槽淺。Zhang等[9]通過整理黃、渤海1975—1980年漂流瓶和漂流卡數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在春、夏兩季，山東半島南部存在反氣旋渦旋。徐丹亞和趙保仁[10]利用一個二維數(shù)值模式模擬出了該渦旋，并認為在冬季，黃海暖流的西北向分支與黃海沿岸流相會，形成圖1(a)中“2”所示渦旋；在夏季，山東半島南部近岸海水與黃海沿岸流相互作用，形成圖1(a)中“1”所示中尺度反氣旋渦旋。

(1.夏季反氣旋渦范圍[9-10]；2.冬季反氣旋渦范圍[10]；3.本文所指西南黃海環(huán)流范圍；4.蘇北沿岸流西北支；5.蘇北沿岸流東南支；6.黃海沿岸流；7.黃海暖流；根據(jù)文獻[10]重繪。黑色矢量箭頭代表夏季余流，紅色矢量箭頭代表冬季余流。1.The range of anticyclone in summer refer to[9-10]; 2.The range of anticyclone in winter refer to[10]; 3.Southwestern Yellow Sea circulation in this paper; 4.Northwest branch of Subei coastal current; 5.Southeast branch of Subei coastal current; 6.Yellow Sea coastal current; 7.Yellow Sea warm current；according to reference[10]；Black vector arrow represents the summer residual current；Red vector arrow represents the winter residual current.)

參考徐丹亞和趙保仁[10]的結(jié)果，匯集整理得到的西南黃海區(qū)域1959—1974年實測余流的深度平均值(見圖1(b))。夏季山東半島南部近岸余流大多指向西北或東北，代表蘇北沿岸流的北向輸運，在成山角附近，余流方向向南，代表黃海沿岸流的南下。冬季海州灣附近余流方向向西，青島至石島之間海域?qū)崪y余流向北，成山角東部余流向南，代表黃海沿岸流的南向輸運。冬夏季西南黃海的余流分布可能預(yù)示著山東半島南部的中尺度反氣旋渦(見圖1(a)虛線)終年存在，后文將其稱為西南黃海環(huán)流。

西南黃海環(huán)流的存在會影響此處的水文特征和物質(zhì)輸運，例如自2008年起每年夏季在西南黃海爆發(fā)的滸苔災(zāi)害。黃海滸苔的形成爆發(fā)機制較為復(fù)雜，前人已經(jīng)從很多角度進行了探究。首先是受溫度、鹽度及營養(yǎng)鹽等因素的影響，這是滸苔生存和繁殖的基礎(chǔ)保障；其次，由于滸苔的漂浮特性，它的影響范圍與許多機制的影響有關(guān)，包括環(huán)境湍流、以及由風(fēng)、洋流和潮流引起的剪切分散等[11]。目前普遍認為，影響青島沿岸的滸苔是由蘇北淺灘附近漂移而來[12-14]，但關(guān)于黃海滸苔北上至35°N附近海域時的年際變化特征的研究還十分有限。

總體而言，由于觀測數(shù)據(jù)的缺乏，針對該西南黃海環(huán)流的研究目前還尚不完善。本文擬利用一個高分辨率區(qū)域海洋模式(ROMS)的模擬結(jié)果，重點對西南黃海環(huán)流的存在性、成因和年際變化特征等進行分析，并對其與黃海滸苔分布年際變化的關(guān)系進行初步討論。

1 模式設(shè)置及驗證

1.1 模式設(shè)置

本文基于ROMS模式建立了高分辨率的三維模型，圖2為本次模擬的空間范圍及研究區(qū)域示意圖。模擬區(qū)域覆蓋了黃、渤海及鄰近太平洋海域，經(jīng)緯度范圍：19.1°N—41.3°N，117.2°E—132.8°E，正交經(jīng)緯網(wǎng)格數(shù)520740(針對本文的重點研究區(qū)域西南黃海，網(wǎng)格數(shù)為168155，能夠滿足研究需要)，分辨率為0.03(°)～0.03(°)；垂直方向上，采用地形跟隨的S坐標，共分為33層，并設(shè)定水深的最值分別為5 m以及5 500 m，保證足夠的層次來分辨較淺的躍層結(jié)構(gòu)。

圖2 ROMS模式模擬的空間范圍及本文的研究區(qū)域——西南黃海

ROMS模式大氣強迫采用的是Bulk Formula方案，內(nèi)模的時間步長為120 s，外模的時間步長為6 s。模式的上邊界條件采用空間分辨率為0.3(°)×0.3(°)的NCEP(National Centers for Environmental Prediction)、CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)的日平均資料作為大氣驅(qū)動場，考慮了長江和黃河的徑流，并進行了鹽度通量的修正。垂向混合采用了Mellor-Yamada 2.5階湍封閉方案，同時考慮了穿透性太陽短波輻射對于混合的影響。潮汐強迫采用TPXO9數(shù)據(jù)集，包括S2、M2、O1、K1分潮。

模式初始場、開邊界條件所用數(shù)據(jù)源于0.5(°)×0.5(°)分辨率的簡單海洋數(shù)據(jù)同化(Simple Ocean Data Assimilation，SODA)，同化資料的氣候態(tài)平均場，經(jīng)過NCEP、CFSR氣候平均態(tài)強迫場模擬10多年達到穩(wěn)定狀態(tài)，最后使用1979—2019年連續(xù)41 a的日平均再分析資料驅(qū)動模式對黃海環(huán)流、溫度等進行數(shù)值模擬，并對1980—2019年的模擬結(jié)果進行分析。

1.2 模式驗證

為了保證模式結(jié)果在西南黃海區(qū)域準確可靠，首先對海表面溫度(Sea Surface Temperature，SST)進行驗證，驗證資料來源于搭載在地球觀測系統(tǒng)水衛(wèi)星(AQUA)上和陸地衛(wèi)星(TERRA)的中分辨率成像光譜儀(MODIS，Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)，LEVEL 3熱紅外夜間SST月平均數(shù)據(jù)，空間分辨率為4 km，夏季驗證采用2003—2006年AQUA-MODIS數(shù)據(jù)，冬季驗證采用2000—2019年TERRA-MODIS數(shù)據(jù)。海流驗證資料來自于黃海海槽西側(cè)60 m等深線附件的黃海暖流主軸位置(簡稱M5站點，具體位置見圖2)上的ADCP連續(xù)觀測，時間由2006年12月19日—2007年1月18日，采樣間隔5 min，水深74 m，垂向分層間隔2 m。

圖3給出了夏季和冬季多年平均SST的ROMS模擬結(jié)果與MODIS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)的對比。夏季，ROMS模擬結(jié)果和MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)都體現(xiàn)出在蘇北淺灘外側(cè)33°N附近存在一個低溫區(qū)域，與湯毓祥等[15]的研究結(jié)果一致。此處溫度在22 ℃左右，最低可至19.5 ℃；西南黃海沿岸海表面溫度較高，約為26 ℃，在36°N附近SST降低，與李峣[16]的航次觀測結(jié)果的分布特點相同，這與夏季高溫、高鹽的蘇北沿岸水在西南黃海沿岸自南向北的輸運有關(guān)。冬季，黃海存在一個自東南向西北方向流動的暖水舌結(jié)構(gòu)[17]，分布與青島近海的水下海槽相對應(yīng)，ROMS模式和MODIS結(jié)果都體現(xiàn)了這一結(jié)構(gòu)，分布特點基本一致，但ROMS模擬得到的冬季SST相對略高于MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，偏差主要來自于長波輻射通量的誤差。

((a)ROMS夏季SST。(b)MODIS夏季SST；(c)ROMS冬季SST；(d)MODIS冬季SST。(a)ROMS SST in summer;(b)MODIS SST in summer;(c)ROMS SST in winter;(d)MODIS SST in winter.)

圖4是M5站觀測數(shù)據(jù)與ROMS模擬得到的逐日平均的深度平均余流對比結(jié)果。M5站位于34.5°N，123°E，黃海海槽西側(cè)60 m等深線附近，靠近黃海暖流的主軸位置。可以發(fā)現(xiàn)，ROMS模擬的深度平均流速分量能夠較好的吻合實測數(shù)據(jù)，模式模擬得到的緯向流速(U)大小平均約為5.8 cm/s，M5站實測U速度平均約為6.5 cm/s，方向向西；模式結(jié)果中經(jīng)向流速(V)大小平均約為4.4 cm/s，實測V速度平均約為3.7 cm/s，方向向北。模式和實測結(jié)果都顯示M5站附近流向持續(xù)向西北方向，模擬結(jié)果較為真實可信。

(藍色代表U分量，紅色代表V分量，實線代表模擬結(jié)果，虛線代表實測值。Blue line represents the U；Red represents the V；The solid line represents the simulation result；The dotted line represents the observed value.)

綜上，本研究對于西南黃海溫度及流場的模擬結(jié)果較為合理可信，在缺乏長期穩(wěn)定觀測數(shù)據(jù)的情況下，可以使用該ROMS數(shù)值模擬的結(jié)果分析西南黃海區(qū)域的流系分布和影響。

2 分析與討論

2.1 西南黃海環(huán)流存在性及強度分析

圖5是利用ROMS模式數(shù)據(jù)得到的西南黃海1980—2019年多年平均態(tài)下的深度平均流場。結(jié)果顯示，蘇北-魯南近岸的蘇北沿岸流流向向北，平均流速約為2.5 cm/s，到成山頭附近流速可至4 cm/s，與繞成山頭南下的黃海沿岸流相會，導(dǎo)致黃海沿岸流被削弱，模式得到的西南黃海流系分布情況與前人的研究結(jié)果基本一致[2,8,18]。

(等值線為流函數(shù)(左)；西南黃海深度平均流場(等值線為流函數(shù))(右)。Isoline represents stream function(left)and southwestern Yellow Sea circulation depth-averaged current(isoline represents stream function)(right)。

在平均態(tài)下，山東半島南部順時針的西南黃海環(huán)流清晰可見，結(jié)合徐丹亞和趙保仁[10]的研究，我們猜測西南黃海環(huán)流范圍并不局限于圖1(a)中“2”所示冬季反氣旋渦以及“1”所示夏季中尺度渦范圍，而是終年存在，位于35°N—36.5°N，120°E—122°E之間。如果規(guī)定以3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月和次年1—2月為冬季，發(fā)現(xiàn)在34.5°N—36.5°N，120°E—122.5°E區(qū)域四個季節(jié)深度平均流場中，都存在閉合的流函數(shù)曲線，說明至少在本文的數(shù)值模擬結(jié)果中這個環(huán)流體系是存在的，而且在不同季節(jié)，環(huán)流中心的位置和環(huán)流強度也存在差異。

參考Sadarjoen和Post[19]對中尺度渦的識別方式，在該區(qū)域，選取氣候平均態(tài)下西南黃海環(huán)流區(qū)域內(nèi)的流函數(shù)最大值，來作為該月的環(huán)流最大強度，結(jié)果如圖6所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，西南黃海環(huán)流強度存在“雙峰”結(jié)構(gòu)，分別在6和10月達到最強，10月相較于6月略弱，對應(yīng)兩個變化周期，2—8月以及9月—次年1月。為了方便討論，后面將2—8月對應(yīng)的西南黃海環(huán)流第一個變化周期稱為A段，同理，9月—次年1月稱為B段。

(取12個月的氣候平均態(tài)。12-months mean climatology.)

通過計算這兩個階段中每個月份的月平均流函數(shù)，發(fā)現(xiàn)每個月的流函數(shù)都能夠完全閉合，印證了西南黃海環(huán)流全年存在這一猜想。如果根據(jù)40 a平均后每個月西南黃海環(huán)流流函數(shù)能夠閉合的最外層流函數(shù)數(shù)值大小作為環(huán)流邊界值[19]，據(jù)此，將A段和B段的閉合區(qū)域合并繪制如圖7。

綜合來看，圖7(a)是2—8月的西南黃海環(huán)流范圍，代表 A段的西南黃海環(huán)流發(fā)展情況分為三個部分：2—3月為發(fā)展階段，此時環(huán)流中心由西側(cè)向東側(cè)偏移，同時該階段對應(yīng)了最大環(huán)流范圍；第二階段是圖6中折線所示強度較高的4、5和6月，這3個月中西南黃海環(huán)流位置偏東；最后在7—8月，隨著強度的衰減，西南黃海環(huán)流位置偏西，影響范圍較小。所以在A段中對應(yīng)環(huán)流強度弱-強-弱過程，位置存在西-東-西的變換。

圖7(b)中B段西南黃海環(huán)流的發(fā)展情況同樣存在3個部分，第一階段的9月及第三階段的12月至次年1月環(huán)流強度較弱，范圍較小；第二階段強度較強的10和11月西南黃海環(huán)流范圍較大，中心位置略微向東偏移。B段西南黃海環(huán)流變化更多體現(xiàn)在影響范圍，中心位置雖然也有偏移，但與A段的偏移程度相比較弱。與A段不同的是，A段的第一階段環(huán)流影響范圍較大，第二、三階段影響范圍較小，但B段第一、三階段影響范圍較小，第二階段影響范圍最大，原因可能與每年3和9月西南黃海海域季風(fēng)的轉(zhuǎn)向有關(guān)。在3月季風(fēng)風(fēng)向由西北轉(zhuǎn)向東南，在9月風(fēng)向由東南轉(zhuǎn)向西北，A段的第一階段和B段的第二階段都盛行風(fēng)力較強的西北風(fēng)，所以此時西南黃海環(huán)流的影響范圍也偏大。綜上，西南黃海環(huán)流終年存在于山東半島南部35.0°N—36.5°N，120°E—122°E區(qū)域，但隨著季節(jié)的變化，中心位置一年兩次進行西-東-西方向的偏移，并且中心位置偏東時，環(huán)流強度同時較強。

((a)中等值線值分別為0.03、0.043、0.068、0.072、0.084、0.055和0.03 Sv;(b)中等值線值分別為0.035、0.06、0.035、0.018和0.025 Sv。(a)、(b)均取各月的氣候平均態(tài)。In(a)isolines equal to 0.03、0.043、0.068、0.072、0.084、0.055 and 0.03 Sv;In(b)isolines equal to 0.035、0.06、0.035、0.018 and 0.025Sv.(a)(b)is of the month mean climatology.)

2.2 形成機制探討

由于西南黃海水深較淺，本節(jié)將從一個線性的單層簡單海洋模型出發(fā)來探討西南黃海環(huán)流的形成和維持機制。Brink[20]詳細說明了這一簡單正壓模型的適用性，Lin和Yang[21]曾利用這一模型對黃海暖流進行了研究。模型由以下方程組控制：

式中：U、V代表流速的東西分量和南北分量；f代表科氏參數(shù)；g代表重力加速度；η代表水位；τs代表海表面風(fēng)應(yīng)力；τb代表底摩擦應(yīng)力；H代表水深。

通過對上述方程進行變換處理，可以得到如下的渦度方程：

接下來，以圖6中西南黃海環(huán)流強度最強的6月為例進行討論。6月西南黃海區(qū)域盛行南風(fēng)和西南風(fēng)，海水深度在風(fēng)向的右方逐漸增加，根據(jù)簡化的渦度方程判斷，必定會有負渦度產(chǎn)生，從而形成反氣旋式渦旋或者環(huán)流。取圖7(a)西南黃海環(huán)流1980—2019年40年6月的流函數(shù)最大值，在扣除蘇北沿岸流流量成分的影響后，分別計算得到其與簡化后渦度方程右邊兩項的相關(guān)系數(shù)，如圖8(a)及8(b)所示。

((a)與風(fēng)應(yīng)力旋度項，(b)與受地形調(diào)整的風(fēng)應(yīng)力項，(c)與風(fēng)應(yīng)力旋度項中的緯向分量 與風(fēng)應(yīng)力旋度項中的經(jīng)向分量。(a)With wind stress curl;(b)With wind stress adjusted by topography;(c)With zonal component of wind stress curl term ;(d)With meridional component of wind stress curl term-

2.3 6月西南黃海環(huán)流年際變化

利用經(jīng)驗正交分解(EOF)方法，把西南黃海環(huán)流系統(tǒng)的各個典型特征分離出來，有助于研究其年際變化。圖9(a)和9(b)分別是西南黃海40 年6月深度平均環(huán)流經(jīng)過EOF分解后得到的第一模態(tài)和第二模態(tài)的分布，圖9(c)和9(d)中的紅色曲線分別對應(yīng)上述第一模態(tài)和第二模態(tài)的時間序列，黑色曲線是該區(qū)域40 年6月平均的風(fēng)應(yīng)力強度及風(fēng)應(yīng)力旋度，上述曲線都相對各自標準方差進行了歸一化處理，方便后續(xù)討論。

(a)EOF第一模態(tài)，貢獻率47.6%，(b)EOF第二模態(tài)，貢獻率16.9%，(c)第一模態(tài)時間序列(紅)及西南黃海6月平均風(fēng)應(yīng)力強度變化(黑)，(d)第二模態(tài)時間序列(紅)及西南黃海6月平均風(fēng)應(yīng)力旋度變化(黑)。時間序列、風(fēng)應(yīng)力強度以及風(fēng)應(yīng)力旋度均作歸一化處理。(a)PC1, variance equal to 47.6%;(b)PC2, variance equal to 16.9%;(c)Time index of PC1(red)and wind stress of southeastern Yellow Sea in June(black);(d)Time index of PC2(red)and wind stress curl of southeastern Yellow Sea in June(black).Time index, wind stress and wind stress curl are already detected by homogenization procedure.)

對西南黃海深度平均流場進行矢量EOF分解后的結(jié)果顯示，第一、二模態(tài)累積方差貢獻率達64.5%，因此可以大致反映出西南黃海區(qū)域流場的分布情況和年際變化特征。圖9(a)中，西南黃海6月深度平均流場的EOF第一模態(tài)主要表現(xiàn)為一支沿岸流，也就是此處的蘇北沿岸流，由江蘇北部流向山東半島南部，平均流速約為1.5 cm/s，其方差貢獻率為47.6%；時間序列存在明顯的年際變化特征，1985和1996年的變化幅度可以達到序列標準差的2倍以上。對比發(fā)現(xiàn)，第一模態(tài)時間序列的年際變化與風(fēng)應(yīng)力強度的變化趨勢十分相似，二者存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.71，說明風(fēng)應(yīng)力強度越強，對應(yīng)沿岸的北向流越強。

第二模態(tài)方差貢獻率為16.9%，當(dāng)時間系數(shù)為正時，空間分布表現(xiàn)為靠近西側(cè)海岸的順時針西南黃海環(huán)流以及一個東側(cè)的逆時針環(huán)流，西南黃海環(huán)流流速約為1 cm/s，第二模態(tài)中沿岸流與第一模態(tài)相比較弱；而時間序列變化相較于第一模態(tài)偏小，通過與其他信號的分析對比，發(fā)現(xiàn)其與風(fēng)應(yīng)力旋度存在顯著的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.82，并且第二模態(tài)中西南黃海環(huán)流位置與圖8(a)中6月流函數(shù)最大值與風(fēng)應(yīng)力旋度相關(guān)程度最高的區(qū)域較為一致，說明西南黃海環(huán)流變化受控于西南黃海區(qū)域的風(fēng)應(yīng)力旋度，與2.2中的結(jié)論一致。這說明，西南黃海6月深度平均流正交分解后第一模態(tài)體現(xiàn)了蘇北沿岸流的變化特征，而第二模態(tài)可以表征西南黃海環(huán)流的信息，并且西南黃海環(huán)流存在顯著的年際變化，其年際變化與風(fēng)場旋度關(guān)系密切。選取圖9(d)中對應(yīng)EOF第二模態(tài)時間序列值小于-0.8和大于0.8的年份，得到各年份集合深度平均流場圖10，背景場為對應(yīng)的風(fēng)應(yīng)力旋度分布。

((a)對應(yīng)圖9(d)中第二模態(tài)時間序列小于-0.8的年份；(b)對應(yīng)圖9(d)中第二模態(tài)時間序列大于0.8的年份。(a)Corresponding years in fig.9(d)which time index of PC2 less than-0.8;(b)Corresponding years in fig.9(d)which time index of PC2 greater than 0.8.)

在第二模態(tài)時間序列值小于-0.8的年份中，沿岸區(qū)域的旋度正值較強，中心海域風(fēng)應(yīng)力旋度為負，數(shù)值較小，此時沿岸的正旋度導(dǎo)致這些年份在風(fēng)應(yīng)力負旋度作用下做順時針運動的西南黃海環(huán)流中心位置偏東，在西側(cè)沿岸海州灣附近出現(xiàn)逆時針渦旋。而在第二模態(tài)時間序列值大于0.8的年份，沿岸同一位置的風(fēng)應(yīng)力正旋度數(shù)值明顯較小，在日照沿岸旋度為負。相對于時間序列值較小的年份，此時西南黃海環(huán)流中心位置偏西，影響范圍更大，并且海州灣附近不存在逆時針渦旋。

2.4 西南黃海環(huán)流年際變化對滸苔分布的影響

西南黃海環(huán)流終年存在于山東半島南部，并且6月是黃海爆發(fā)滸苔災(zāi)害最嚴重的月份之一，所以西南黃海環(huán)流特殊的位置和年際變化很可能會對此處的滸苔分布和漂移產(chǎn)生影響。當(dāng)滸苔隨蘇北沿岸流的北向輸運到達35°N附近海域時，存在多種漂移方式，例如，2013年，滸苔整體位置偏西，分布面積偏大；2014年，綠潮主體北移后，在35°N以南海域仍然有大面積滸苔持續(xù)存在等。

通過對西南黃海環(huán)流的分析，西南黃海環(huán)流的存在極可能對35°N附近每年滸苔不同的漂移方式和分布區(qū)域、面積等起到了重要作用。參考自然資源部北海局2012—2018年發(fā)布的北海區(qū)海洋災(zāi)害公報中的滸苔監(jiān)測信息，以每年滸苔分布邊界所圍區(qū)域的面積到達極值時的單日面積，也就是滸苔在該年所達到的最大分布面積作為滸苔災(zāi)害的衡量標準，與前面西南黃海深度平均環(huán)流中表征西南黃海環(huán)流的EOF第二模態(tài)時間序列比較得到圖11。對比發(fā)現(xiàn)，第二模態(tài)中時間序列值較小的2009和2015年，對應(yīng)的滸苔分布面積較大；而時間序列值較大的2008、2010、2012及2013年，對應(yīng)年份的滸苔最大分布面積較小，計算得到二者的相關(guān)系數(shù)為-0.59，存在較為顯著的負相關(guān)關(guān)系。

圖11 2008—2018年黃海滸苔最大分布面積(綠線)與6月西南黃海深度平均流場EOF分解第二模態(tài)時間序列(藍線)

前文2.3中曾提到，在第二模態(tài)時間序列值小于-0.8時，沿岸風(fēng)應(yīng)力旋度為正值，西南黃海環(huán)流影響范圍小且中心位置偏東；而時間序列大于0.8時，大部分海域風(fēng)應(yīng)力旋度為負，沿岸的正旋度控制區(qū)域明顯少于前者，西南黃海環(huán)流中心位置偏西，影響范圍更大。所以從環(huán)流角度看，可能在這些第二模態(tài)時間序列值較大的年份，當(dāng)滸苔在蘇北沿岸流的運輸作用下向北漂移，到達35°N以北區(qū)域時，繼續(xù)北向輸運的路徑將與此處順時針的西南黃海環(huán)流重合，造成部分滸苔被限制在環(huán)流控制的區(qū)域，隨環(huán)流運動方向沿順時針向海岸移動，甚至堆積在沿岸海域，此時能夠持續(xù)向北輸運的滸苔量減少，造成2010、2012年等年份的滸苔分布面積相對較小，且其余向北輸運的滸苔更加貼近岸線；而與此相反，在時間序列值較小的年份，西南黃海環(huán)流中心位置偏東且范圍相對較小，對滸苔的限制作用減弱，從而導(dǎo)致這些年份的滸苔分布面積較大。

綜上，西南黃海環(huán)流的年際變化與滸苔分布面積之間存在較為顯著的相關(guān)關(guān)系，進而本文從環(huán)流角度初步猜測：西南黃海環(huán)流的范圍及位置可能對滸苔運移存在著一定的限制作用，并導(dǎo)致滸苔分布面積的年際差異，但這仍需未來更進一步的觀測來驗證。

3 結(jié)論與展望

本文利用一個高分辨率區(qū)域海洋模式對1980—2019年黃海區(qū)域的溫度及環(huán)流等進行了數(shù)值模擬，結(jié)果基本再現(xiàn)了黃海溫度、環(huán)流等的分布和變化特征?；谀M結(jié)果，本文對西南黃海環(huán)流的特征和機制進行了討論分析，發(fā)現(xiàn)：

(1)西南黃海環(huán)流終年存在于35.0°N—36.5°N，120°E—122°E之間，其強度存在顯著的“雙峰”型季節(jié)變化結(jié)構(gòu)，在一年兩次變化過程中，中心位置存在西-東-西的偏移過程。

(2)以環(huán)流最強的6月為典型月份，從一個簡單正壓模型出發(fā)，發(fā)現(xiàn)西南黃海相對渦度變化與風(fēng)應(yīng)力旋度以及受地形調(diào)整的風(fēng)應(yīng)力項有關(guān)，尤其是緯向風(fēng)在經(jīng)向上的變化，是西南黃海環(huán)流發(fā)展最重要的影響因素。

(3)通過矢量EOF分解方法得到的西南黃海深度平均流場第二模態(tài)能夠表征西南黃海環(huán)流信息，計算發(fā)現(xiàn)時間序列值與風(fēng)應(yīng)力旋度顯著負相關(guān)，r=-0.82，再次說明了西南黃海環(huán)流受局地的風(fēng)應(yīng)力旋度控制。

(4)針對2008年后每年在黃海爆發(fā)的滸苔災(zāi)害，發(fā)現(xiàn)西南黃海環(huán)流年際變化與滸苔最大分布面積之間存在一定的相關(guān)性，進一步猜測當(dāng)滸苔越過35°N位置后，如果同年西南黃海環(huán)流中心位置偏西，順時針的環(huán)流結(jié)構(gòu)會對滸苔的北向輸運起到限制作用，造成滸苔的堆積和向岸輸運現(xiàn)象，對沿岸城市造成更為嚴重的影響。

在本文的研究中，基于ROMS模式結(jié)果對西南黃海環(huán)流的存在性和機制進行了初步的分析和討論，但關(guān)于其在實際中是否長期穩(wěn)定存在仍需更多觀測數(shù)據(jù)的支持。其次，黃海滸苔的發(fā)生和運移機制較為復(fù)雜，本文提供了一種從海洋環(huán)流角度出發(fā)的研究思路，對于西南黃海環(huán)流與滸苔分布之間可能存在的聯(lián)系及作用方式，也仍需更多的觀測和理論研究。