南海表层盐度季节变化机制分析

傅圆圆 杨 超 张坤兰＊ 张浩男 姚 远 谭法启

（国家海洋局秦皇岛海洋环境监测中心站，河北 秦皇岛066002）

0 引言

海洋盐度变化不仅在水循环中起着重要的作用，也是影响水循环潜在过程的重要指示[1]，长时间尺度的盐变化可以反映气候和水循环的变化[2]。

西太平洋通过吕宋海峡在各个层次上存在显著的水交换，伴随着热量和盐度影响南海温各层次上存在显著的水交换，伴随着热量和盐度交换，影响南海温盐的变异以及动力学交换[3]。曾丽丽等[4]人在文章中指出南海上层盐度对夏季降雨的响应有滞后性。郭敬等人基于客观分析和同化数据发现南海混合层盐度季节变化的主要影响因素是降雨和水平流，其数据发现南海混合层盐度季节变化的主要影响因素是降雨和水平流，其中南海北部混合层盐度主要受到蒸发降雨的影响，其次是水平平流[5]。

基于模式和客观分析数据研究南海表层盐度的季节变化以及局部变化，探讨南海表层盐度的变化特征，分析其季节变化的机制。

1 数据来源

本文还采用了Met office的EN4和Ishii客观分析盐度数据。EN4融合了世界海洋数据库（简称WOD09）、全球温度和盐剖面计划（简称GTSPP）、地转海洋学实时观测序列（简称Argo）的盐度廓线数据，该的盐度廓线数据，该集主要包括了1900——2016年全球海洋温盐月平均资料，水分辨率是1°×1°，垂向分为42层[6]。本文选取1993年1月~2012年12月。

本文采用的Ishii温盐数据集的时间长度为1945年1月~2012年12月。它主要基于WOD和WOA温盐资料以及海表面温度、ARGO浮标数据，该集还经过了XBT深度订正[7]。本文选取1993年1月~2012年12月。

本文降水资料还采用了TRMM雷达降雨资料，TRMM计划由美国宇航局和日本宇航局联合发起，卫星于1997年11月28日成功发射本研究采用TRMM3B42卫星雷达降雨产品，该数据的空间网格分辨率为0.125°×0.125°。时间步长为3 h。本文选取1998年1月~2012年12月。

蒸发数据是欧洲中期天气预报中心（简称ECMWF）提供的逐日蒸发数据，水平分辨率1°×1°，本文采用了月平均数据。

本文采用了日本OFES月平均的表层盐度数据。

2 数据分析

2．1 南海表层盐度季节变化

南海表层盐度的季节变化明显，比较明显的高值区位于南海北部吕宋海峡以西海域，这与黑潮入侵、蒸发搅拌以及次表层高盐水夹卷到表层等有关，其中冬季黑潮入侵最强，表层盐度最高，夏季黑潮入侵最弱和降雨较强，表层盐度达到最低值[8]。而南海南部以及北部湾区域盐度较低，盐度的变化主要与径流以及降水有关。吕宋岛以西的表层盐度，在夏季达到全年最小值，这与地形效应引起的强降雨有关[9]。十月份开始该区域受到埃克曼抽吸的影响，上升流把混合层底的高盐水带到混合层，表层盐度升高，表层低盐水消失。南海表层盐度的变化主要受到净淡水通量、水平平流以及混合层深度变化引起的夹卷效应影响，其中淡水强迫和平流对南海表盐的影响较大。

受季风、地形等影响，南海地区的降雨具有显著的季节变化。南海的边界上分布许多狭长的山脉，如南海东部菲律宾群岛上的山脉和西南部中南半岛的安南山脉。受地形的影响，南海降雨在空间上呈不均匀分布。在南海西南部，冬季降雨强于夏季降雨，而吕宋岛以西，夏季降雨强于冬季降雨。随着夏季风的爆发，降雨带向北移动，当夏季西南季风和东边界的山脉接触时，富含水汽的空气被抬升，使得吕宋岛以西产生强对流和降雨，并持续到9月份。中南半岛安南山脉东侧的海区，降雨量显著低于周边海区，其处于山脉的背风面降雨显著减少[10]。秋末冬初，降雨带南移，南海北部蒸发量较大。东北季风遇到中南半岛的安南山脉，南海西部沿岸降雨明显增加，而吕宋岛以西的海区，基本没有降雨发生。冬季和春季，南海海盆的降雨稀少，只有加里曼丹岛附近有少量降雨，而南海北部冬季的蒸发明显。

图2所示，冬季南海除南部外，大部分海域蒸发大于降水，这与盐度的分布有很好的对应关系（见图1）。夏季在吕宋岛以西，降雨强于蒸发，与该区的低盐度对应。总体来讲，南海淡水通量的分布与表层盐度的分布有较好的对应关系，说明淡水通量对南海表层盐度季节变化影响显著。

图1 南海表层盐度的季节变化（单位：PSU）

图2 净淡水通量的季节变化（蒸发减降水，单位：m/month）

2.2 吕宋岛以西表层盐度季节变化及其机制分析

在吕宋岛以西，表层盐度5月达到最大。随着5月份南海夏季风爆发，受西南季风和地形的影响，吕宋岛以西5月份开始有0.4 mm/h的强降雨，盐度在6月份开始降低，盐度对淡水通量的响应时间有一个月的滞后。随着夏季降雨的增加，吕宋以西盐度持续下降，8月份达到最小值，这说明了吕宋岛以西夏季出现的低盐水与强降雨有关。8月后，降水减弱而蒸发开始加强，表层盐度在9月份开始增大。11月份至次年的4月份，蒸发大于降雨，吕宋岛以西的表层盐度持续升高。本文下一步将基于OFES数据对吕宋岛以西的表层盐度的季节变化的机制进行诊断。

基于OFES数据对吕宋岛以西的表层盐度变化的诊断分析表明，水平平流和淡水强迫对表层盐度有明显的贡献，其中淡水强迫占主导，垂向平流对此处表层盐度的贡献很小（见图3）。1~3月，吕宋岛以西的表层盐度增加，盐度的增加主要与淡水通量有关，也就是与强的蒸发有关；四月份表层盐度下降，盐度的下降主要与水平平流有关；5~9月，表层盐度一直在下降，这与此处5~9月份强降雨有关，其中5~7月，水平平流对盐度的下降有贡献。如图4所示。10月到次年的1月，表层盐度逐渐增加，而淡水强迫的贡献较小。水平平流在8月到次年1月对表层盐度有正的贡献，说明10月到次年1月的表层盐度升高与水平平流有关，水平平流主导表层盐度的增加。综上所述，2~9月，吕宋岛以西的表层盐度变化受淡水强迫主导；而在10月到次年1月，水平平流主导；次表层的盐度对表层盐度贡献较小。如图5所示。

图3 吕宋岛以西的表层盐度月平均变化（单位：PSU）

图4 吕宋岛以西降雨和蒸发的月平均变化（单位：m/month）

图5 吕宋岛以西表层盐度收支

3 结论

南海表层盐度的季节变化明显，高值区位于南海北部吕宋海峡以西，这与黑潮入侵、蒸发搅拌以及次表层高盐水上升到表层等有关，其中冬季黑潮入侵最强，表层盐度最高，夏季黑潮入侵最弱和降雨较强，表层盐度达到最低值。吕宋岛以西的表层盐度，在夏季达到全年最小值，这是与地形效应产生降雨有关。盐度收支分析表明，吕宋岛以西的表层盐度在2~9月，淡水强迫占主导作用；而在10月到次年1月，水平平流主导；垂向平流对表层盐度贡献较小。