珠江口冲淡水扩展变化及机制研究

本文利用1978~1984年南海北部的逐月调查资料，分析珠江口冲淡水的扩展特征及其扩展变化。资料分析显示，在风及入海径流量等因素的影响下，珠江口冲淡水的扩展具有季节变化和年际变化。夏季珠江口冲淡水在河口外的扩展形态可划分出四种扩展形态，包括向海扩展型、粤东扩展型、粤西扩展型及似对称扩展型。同时根据珠江入海月平均流量与冲淡水扩展面积的相关分析可知，珠江口入海流量的大小决定了河口冲淡水在口外的扩展大小，流量的季节变化决定了冲淡水扩展大小的季节变化，而流量的年变化影响着冲淡水扩展的年变化。根据海域风场与冲淡水扩展形态的对比分析表明，风的季节变化和日变化影响着冲淡水扩展方向的变化，风场影响控制了珠江口冲淡水不同的扩展形态。夏季在E~SE向风的作用下，珠江口冲淡水扩展表现为粤西扩展型；而珠江口冲淡水扩展为粤东扩展型时，南海北部的月平均风场为SSW~SW向风。冲淡水扩展倾向于向海扩展型时，海域吹S风为主，且风速较小。 在资料分析的基础上，本文利用ECOM模式对冲淡水扩展的动力机制进行进一步探讨。模式试验结果表明，理想情况下，珠江河口冲淡水向外海突出，冲淡水扩展形态为向海扩展型；珠江入海流量的大小决定冲淡水扩展范围的大小，入海流量大，冲淡水扩展的范围大。不同方向的盛行风是珠江河口冲淡水扩展形态和动力的决定因子。在东北风、东风和东南风的作用下，河口冲淡水形态为粤西扩展型，风持续时间长，冲淡水扩展形态表现为极端粤西扩展型。在西南季风的影响下，河口冲淡水的扩展方向明显相反，冲淡水扩展形态表现为典型的粤东向离岸扩展型。S、SSE风约束了河口冲淡水向口外的扩展，冲淡水扩展形态表现为轻微的粤东向扩展。在偏E风与偏S风交替作用下，表层冲淡水在一定时刻会出现似对称形态。 在对南海北部潮汐潮流研究的基础上，本文进一步模拟了潮汐潮流对珠江口冲淡水扩展的影响。模型试验结果显示，珠江口周期性的潮流运动所造成的低盐水的净水平输运很小，其主要作用更多体现在对冲淡水与周围高盐水体的混合上，在很大程度上限制了低盐水向海或向两侧方向的扩展。 在模型试验的基础上，本文进一步模拟了在多种动力因子作用下夏季珠江口冲淡水的扩展演化规律。模式计算表明，珠江口冲淡水扩展形态的演变受多种因素影响，而风是其中影响冲淡水扩展演化最重要的因子。 将考虑斜压效应和不考虑斜压效应的模式计算结果进行比较，结果显示珠江口冲淡水扩展对粤东、粤西沿岸流的形成和发育影响明显。夏季珠江口冲淡水的扩展可促进粤东沿岸流的进一步发育，粤东沿岸流强化。而影响粤西沿岸流的主要因子是风应力和珠江口冲淡水的西向扩展，无风或弱风时，粤西西向流主要是由于冲淡水与周围水体的压力差所产生的密度流经过地转调整作用形成的；否则是SE~NE风与珠江口冲淡水的西向扩展同时影响粤西沿岸流的西向流动。