三沙湾夏、冬季节温、盐分布特征及影响因素分析 - 图文

三沙湾夏、冬季节温、盐分布特征及影响因素分析

林宏阳1,2, 安佰超1, 陈照章2，*, 孙振宇2, 陈海阳2, 朱佳2, 黄凌风3

（1. 厦门大学海洋与地球学院, 2. 近海海洋环境科学国家重点实验室(厦门大学), 3. 厦门大学环境与生态

学院，福建 厦门361102）

摘要：利用2012年8月和2013年1月在三沙湾开展的两个航次调查所获得的温度、盐度资料，分析三沙

湾夏季和冬季温度、盐度的水平和垂直分布特征。结果表明，三沙湾夏、冬季节在湾口均为低温高盐水、湾顶为高温低盐水，这主要是受陆地径流的影响导致的。但是，湾顶与湾口的温、盐差异在冬季相比夏季要小很多。温度差在冬季变小主要是受太阳辐射的季节差异导致的，而盐度差变小则是由于浙闽沿岸水在冬季向南转向经潮流进入三沙湾导致的。温、盐的断面分布图表明三沙湾冬季海水混合相对均匀，混合层深度比夏季要深，这与季风强度的季节差异有关。

关键词：三沙湾；温度；盐度；季节变化 中图分类号：P 731.1

三沙湾位于福建省东北部沿海，是宁德市境内的一个封闭型海湾，主要由官井洋、东吾洋、三都澳、盐田港等次级海湾组成（图1）。三沙湾内水域开阔，海湾总面积（扣除岛屿）约675 km2，但其仅在海湾东南部有一峡口（即东冲口）与外海相连，且口门宽仅约3 km，因此历来是避风良港[1-2]。三沙湾是我国著名的大黄鱼产卵场，近年来由于富营养化等问题，湾内水质、生态环境均受到不同程度的影响，因此过去对于三沙湾的研究主要集中在海洋生物学、化学、生态学等方面[3-5]。

对三沙湾的温盐分布、水动力条件及与外海的水交换等物理海洋学特征的研究，对于提出海湾水质的物理修复方案具有重要指导意义。目前对于三沙湾水文方面的研究比较少，主要集中在海湾的潮汐特征、围垦对航道的影响等[6-7]，而且所用的观测资料十分有限。因此，更全面的现场观测对于了解三沙湾的水文状况是十分必要的。

本文主要基于2012年8月和2013年1月两个航次的实测盐度(电导)-温度-深度仪（conductivity-temperature-depth，CTD）资料，比较分析三沙湾在夏、冬季节温度和盐度的水平和垂直分布特征及其可能的影响因素。

收稿日期：2015-06-01

基金项目：国家海洋局公益项目（-2） *通信作者：

1 观测数据及处理

2012年8月22日和2013年1月26日，厦门大学分别组织开展了三沙湾夏季、冬季航次包括大面CTD观测在内的综合调查，调查区域和站位基本覆盖整个三沙湾海区（见图1）。夏季航次的调查站位比冬季航次略多4个（在图1中用三角形标记）；每个站位进行调查时均有下放CTD，收集该站点的温、盐垂直剖面数据。CTD收集的温、盐剖面数据经质量控制后，在垂向上插值到每0.5 m一层。为得到每一层的温、盐水平分布特征，我们将该层所有站点的观测数据利用克里金插值法[8]（Kriging Interpolation）插值到18’’×18’’的网格上，搜索半径设为10个网格间距（即约3’）。为验证网格化插值结果对所选取的插值方法的敏感性，我们也采用距离平方反比法[9]（Inverse distance squared）对观测数据进行插值，发现两种方法得到的结果相近（图未示），只是用克里金插值法得到的结果相对更为平滑一些。

夏、冬季节均进行过调查的站点用圆点表示，而仅在夏季进行过调查的站点用三角形表示；

星号表示水位观测位置东冲（DC）站。 图1 三沙湾相关岛屿、水道名称及航次站位图

Fig. 1 Map of the Sansha Bay labelled with selected islands, channels and the sampling stations

在潮汐作用明显的海域，潮流对于港湾中的温、盐分布通常具有重要影响，因此我们也结合三沙湾中布放的水位计的观测数据分析上述两个航次开展期间的涨、落潮情况。由于湾内各处达到高潮或低潮的时间相差不多，因此我们只选取位于海湾南部峡口处布放的东冲站（图1中的星号）水位计观测数据进行分析。2012年8月22日和2013年1月26日前后东冲站的水位观测结果如图2（a）和（c）所示，从中可看出三沙湾内潮汐类型主要为正规半日潮。两个航次开展时对应的时间范围在图中用粗线方框表示，各站位调查时对应的即时水位用灰色圆点表示。图2（a）和（c）中方框内的部分分别在图2（b）和（d）中进行放大显示。从图2 可清楚地看出各站调查开展时的涨、落潮情况。另外，图2表明两次观测期间潮差均约为5.5 m。

（a）、（c）中的方框表示夏、冬季航次观测时间。框内实心圆圈表示各站位观测实施时东冲站的水位及对应的时间。（b）和（d）分别为（a）和（c）图中方框放大显示的结果。 图2 夏、冬季航次前、后东冲站的水位观测结果

Fig. 2 Sea level observations collected at Station Dongchong during the days before and after the

summer and winter cruises

2 夏、冬季温、盐水平分布特征

本节我们先分别描述三沙湾夏季和冬季温、盐在不同深度的水平分布特征，再比较不同季节的差异及其成因。

2.1 夏季

三沙湾夏季的温、盐在不同深度的水平分布特征如图3所示。从图3（a）可看出三沙湾夏季表层温度介于27~31 °C之间；具体地说，湾口处表层温度约27 °C，湾顶处（如盐田港）则超过30 °C，即表层温度呈现“内高外低”的特征。温度梯度的方向与湾内各水道的地理方位大致一致，如三都岛南、北部海域温度梯度大致呈东西向，而在盐田港和东冲水道则呈南北向。三都岛南部海域的温度梯度最强，达到约0.4 °C/km。垂向变化上，5 m和10 m层的温度水平分布特征（图3（b）和（c））与表层在大范围上大致相近，即均呈现“内高外低”的特征。不同的地方主要表现在：1）较深层的海水温度较低；2）在10 m层，三都岛南、北部海域的温度梯度略有增强。

三沙湾夏季表层盐度介于22~33之间（图3（d））：湾口处盐度较高，接近33；湾顶处盐度较低，特别是三都岛西北部海域和盐田港湾顶，仅约22~23，即表层盐度呈现“内低外高”的特征。与温度梯度分布相似，盐度梯度方向也与各水道的地理方位大致相同，且在三都岛南部海域梯度最大。垂向上，5 m和10 m层的盐度水平分布特征（图3（e）和（f））也与表层大致相近。

比较图3的温度和盐度分布特征可以看出，三沙湾夏季湾口主要为低温高盐水、湾顶为高温低盐水；这主要是受陆地径流的影响导致的。三沙湾西北侧有赛江、霍童溪等中、小溪流注入[6]，这可以解释海湾西北侧的低盐特征（图3）。从图3还可看出在官井洋附近（S13和S16站附近；站点位置见图3（d））有一向南延伸的高温低盐的舌状结构（如图3（a）黑色粗虚线示意图），这在表层温度和10 m层的盐度分布图中尤为明显。从图2（b）可看出当进行S13站调查时，水位正逐渐下降且接近距平为0的时间点，这说明该站调查进行时正处于落潮流较强的时候，因此湾内水体正加速往外流，可能是造成上述舌状结构的原因。

（a）~（c）温度、（d）~（f）盐度；（a，d）0 m、（b，e）5 m、（c，f）10 m。（d）中的黑

色三角形表示用于进行网格化插值的站点。 图3 三沙湾夏季温度（°C）、盐度在不同深度的水平分布图

Fig. 3 Horizontal distributions of summertime temperature and salinity at different layers in the

Sansha Bay

2.2 冬季

三沙湾冬季的温、盐在不同深度的水平分布特征如图4所示，从中可看出表层温度介于12~13°C之间（图4（a））。与夏季表层温度分布类似，冬季表层温度依然大致“内高外低”的特征，但是最高温度出现的位置有所不同；例如，夏季盐田港最高温度出现在湾顶，而冬季则出现在湾中部。冬季表层温度梯度的方向大致与夏季相近，但幅度弱很多；例如，梯度最强的三都岛南部海域的表层温度梯度幅值约0.1 °C/km，仅为夏季的25%。垂向上，温度除总体略微变低外，“内高外低”的水平分布特征没有发生改变（图4（b）和（c））。最大的变化发生在10 m层的温度梯度方向上（图4（c））：盐田港、三都岛南部海域的温度梯度方向在表层分别呈南北向、东西向，而这一方向在10 m层则刚好相反；冬季温度梯度方向的这一垂向变化在夏季没有出现。