基于长期观测的辽东湾口东部海域水动力特征研究

赵骞，王梦佳，丁德文，陈伟斌



基于长期观测的辽东湾口东部海域水动力特征研究

赵骞1，2，王梦佳3，1，丁德文2，陈伟斌1

(1.国家海洋环境监测中心 海洋动力室，辽宁 大连 116023；2.国家海洋局第一海洋研究所 海岛海洋带研究中心，山东 青岛 266061；3.上海海洋大学 海洋科学学院，上海 201306)

摘要：辽东湾口东部海域是辽东湾与渤海中部进行物质和能量交换的主要通道之一。本文利用坐底式海床基平台获取的近8个月的水动力连续观测资料，通过谱分析和调和分析方法对该海域的潮汐、潮流特征进行分析，并讨论了余流及底层温度的季节变化规律。研究结果表明：该海域潮汐属于不规则半日潮，平均潮差为0.95 m，最大可能潮差为2.27 m。潮流属于不规则半日潮流，M2分潮流为其优势分潮流。主要分潮流运动形式为往复流，最大流速方向为西南-东北向。余流的季节性特征较为明显：秋季，余流流速在中层达到最大，流向以西南向为主；冬季，余流流速垂向变化较小，并呈西南偏西向流动；春季，流速随深度增加而减小，流向从表层至底层呈现逆时针旋转的特征。受底层潮流、水平温度梯度及海面温度日变化的影响，底层温度表现出短期的高频变化特征：秋季，短期振荡以半日周期信号为主；冬季，全日周期信号较为显著；春季，短期振荡的现象较弱。

关键词：辽东湾；潮流；余流；底层温度；谱分析；调和分析

1引言

辽东湾是渤海的三大海湾之一，也是我国纬度最高的海湾，湾内流动受外海流系、季风及径流的影响。辽东湾承载着来自辽宁省沿岸及辽河流域的入海污染物，受冷空气的影响，每年深秋至翌年初春有季节性海冰生成。研究辽东湾环流的时空结构，不仅有助于丰富对渤海环流的认识，为渤海及辽东湾海洋环境综合防治提供科学依据；也对完善海冰模型的动力学机制，开展海冰防灾减灾具有重要意义[1]。

有关辽东湾环流的研究，最初来自1958-1960年全国海洋综合调查的结果。赵保仁等[2]通过对观测资料的再分析认为，调查期间的辽东湾环流除1959年8月表现为逆时针环流外，其他时间均表现为顺时针形态，并可从辽东湾底质分布特征中得到进一步验证。20世纪80年代中后期，随着辽东湾沿岸海洋开发活动的逐步增多，在辽东湾近岸海域开展了一系列多船海流观测[3—5]，此外也基于石油平台对辽东湾中南部和渤海中部的海流开展连续观测[6—7]，得到了辽东湾局部海域的海流特征。除了上述基于欧拉观点的测流方法外，江文胜等[8]采用在渤海底层投放人工水母的方法来研究渤海环流，结果表明夏季辽东湾底部存在一逆时针环流。但总的来说，对辽东湾的环流还未形成一致的结论。

近年来，基于声学多普勒原理的测流技术被逐步引入到近岸海洋环境观测中[9—10]；研究人员亦设计了一系列防拖网的海床基以保障近岸海流观测更安全、长期的实施[11]。但迄今为止该项技术在辽东湾还应用较少，仅在金普湾开展了春季为期半个月的应用[12]。本文利用辽东湾口东部海域海床基平台获得的近8个月的水动力连续观测资料，分析了该海域的潮汐、潮流特征，并进一步阐明不同季节的余流特征及底层温度的变化规律和影响机制，从而为渤海环流及长期物质输运研究提供参考。

2资料来源

2010年9月至2011年4月期间，在辽东湾口东部海域开展了基于坐底式海床基平台的长期连续观测，观测点距大连西部海岸约14 km，平均水深约为34.7 m(图1)，观测仪器包括一台WHS 600 kHz的声学多普勒海流剖面仪(ADCP)和一台温盐仪。其中，ADCP用于测量水位、垂向剖面流速和流向，其声学换能器距海底约为0.5 m，向上发射声波脉冲，深度单元长度为1 m，采样时间间隔为30 min；考虑到ADCP换能区高度及观测底盲区等因素，实测海流最底层距海底约2.61 m；ADCP的压力传感器在监测海流时同步测量水位变化，采样时间间隔为30 min。温盐仪用于观测海底温度，其放置深度距海底约0.5 m，采样时间间隔与ADCP一致。仪器回收后，经信号转化处理和数据质量控制，共获得近8个月的水位、海流剖面和底层温度连续观测资料。

图1　观测站位及周边海域地形Fig.1　Observed station and topography of surrounding sea area

3结果与讨论

3.1潮汐

3.1.1潮汐功率谱

从观测点近8个月的海面高度变化可以看出(图2a)，海面高度的振动幅度较为平稳，基本在平均海面上下1 m内振动，少数情况下振幅可达1.5 m左右，说明观测期间辽东湾口海域的潮差较小。潮汐功率谱的分析结果表明(图2b)，在频率小于0.1周/h频段内的能量较大，半日周期(M2、S2)和全日周期(K1、O1)处的峰值明显。其中，最大峰值对应着周期为12.42 h的M2半日分潮，次峰值对应着周期为23.93 h的K1全日分潮。此外，在1/3 d、1/4 d、1/5 d和1/6 d的潮频率处也存在着较为明显的峰值，但其能量相比半日潮和全日潮小的多。

3.1.2潮汐调和分析

利用Pawlowicz等[13]提供的MATLAB程序包T_TIDE V1.3对上述海面高度资料进行调和分析，并选取全日分潮(O1、K1)、半日分潮(M2、S2)和浅水分潮(M4、MS4)的调和常数列于表1。可以看出，M2分潮的振幅最大，为0.435 m；K1分潮次之，为0.216 m；O1分潮和S2分潮的振幅较小，分别为0.174 m和0.152 m；而浅水分潮M4和MS4的振幅仅为0.018 m和0.014 m。本文调和常数的计算结果与历史资料[14]相比存在一定差异，其中，M2分潮振幅相差0.085 m，迟角相差12°；K1分潮振幅相差0.021 m，迟角相差4.5°，其原因是该点调和常数的历史资料来自潮汐模型再分析结果，而本文的计算结果来自长期观测数据。另外，根据潮汐类型的分类法[15]，计算(HK1+HO1)/HM2值为0.90，表明该海域潮汐属于不规则半日潮型。

图2　海面高度变化(a)及功率谱(b)Fig.2　Sea surface height variation (a) and its power spectrum(b)

根据潮汐调和常数，可以近似计算出平均潮差和最大可能潮差。因辽东湾顶部海域属于不规则半日潮海区，平均潮差和最大可能潮差按公式

(1)

和

(2)

计算[16]，由此可以得出：该海域平均潮差为0.95 m，最大可能潮差为2.27 m。

表1　潮汐调和常数

3.2海流

3.2.1海流矢量旋转谱

为了研究观测期间辽东湾口东部海域海流随频率的变化特性，计算了各层海流矢量的旋转谱(图3)。由图可见，各层海流矢量旋转谱中都存在显著的潮周期谱峰，且半日周期成分对应的峰值大于全日周期成分的峰值。对于半日周期，表层和中层的顺时针谱峰高于逆时针谱峰，而底层则相反；对于全日周期，表层的顺时针谱峰高于逆时针谱峰，中层两者谱峰基本相同，而底层表现为逆时针谱峰更高的情况。可见，该海域海流的能量主要集中于半日和全日周期处；垂向上，半日分潮流在中上层按顺时针方向旋转，在底层则按逆时针方向旋转；全日分潮流在表层按顺时针方向旋转，在中层顺时针与逆时针旋转分量大小相当，在底层则按逆时针方向旋转。此外，由于观测地点水深相对较浅且离岸较近，对应着局地惯性振动的周期为19.1 h的谱峰并不明显。

图3　海流矢量旋转谱Fig.3　Rotation spectrum of current vectora.表层，b.中层，c.底层；红色实线代表逆时针，蓝色虚线代表顺时针a.Surface layer，b.middle layer，c.bottom layer；the red solid curve represents counter-clockwise，blue dashed curve represents clockwise

3.2.2潮流椭圆及特征值

对辽东湾口东部海域实测海流资料进行潮流调和分析，并根据相关公式[15]计算得到O1、K1、M2、S2四个主要分潮的椭圆要素(表2)。结果表明，M2分潮流是该海域优势分潮流，其最大流速表层可达53.54 cm/s，中层略小，为52.22 cm/s，底层最小，为37.75 cm/s；其次为K1分潮流，表层、中层和底层的最大流速分别为26.17 cm/s、23.88 cm/s和16.66 cm/s；O1和S2分潮流相对较小，最大流速表层分别为20.68 cm/s和17.03 cm/s，中层分别为17.96 cm/s和16.16 cm/s，底层为11.97 cm/s和11.38 cm/s。垂向上，4个主要分潮流的最大流速整体上表现为从表层至底层递减的趋势，且越靠近海底减小的趋势越明显，这可能是因为海底的摩擦作用所致。

旋转率k又称为椭圆率，是潮流运动形式的反映。当k>0时，潮流呈逆时针方向旋转；反之呈顺时针方向旋转。习惯上，定义当|k|<0.22时为往复流，|k|>0.22时为旋转流。从表2和图4可以看出，表层O1、K1、M2和S2分潮流的旋转率都为负值，且旋转率的绝对值小于0.1，说明各分潮流均按顺时针方向旋转且呈现往复流特征；中层M2和S2分潮流的旋转率为负值，分别为-0.032、-0.019，虽然O1分潮流的旋转率也为负值，但接近于0，而K1分潮流的旋转率为正值且几乎为0，说明各分潮流均呈现往复流特征，且M2、S2和O1分潮流按顺时针方向旋转，而K1分潮流按逆时针方向旋转；底层各分潮流的旋转率又都转为正值，但旋转率绝对值都小于0.13，因此各分潮流均按逆时针方向旋转且仍呈现往复流特征。总的来说，各分潮流的旋转率绝对值都小于0.22，因此都为往复流型；旋转率随深度的增加而增大，表现为在中层以上，各分潮流的潮流椭圆随深度增加越来越扁，且旋转方向基本为顺时针；而在中层以下，各分潮流的潮流椭圆又越来越圆，且旋转方向转为逆时针为主，基本与Fang和Ichiye[17]的研究结果相吻合。

各分潮流的最大流速方向基本为偏东北-西南向，但存在一定的垂向差异。其中，半日分潮流最大流速方向的垂向变化较小，偏转不超过2°；全日分潮流最大流速方向的垂向变化相对较大，随着深度增加向左偏，K1和O1的方向改变量分别为7.15°和11.08°。根据相关研究[17]可知，分潮流最大流速方向的垂向变化取决于分潮角频率σ和科氏参量f，当σf时，变动较小，本文全日分潮流和半日分潮流最大流速方向的垂向变化趋势也符合这一规律。

根据潮流类型的分类法，计算表层、中层和底层的(WK1+WO1)/WM2值分别为0.88、0.80和0.76，由此可以判断该海域潮流属于不规则半日潮流型。根据《海港水文规范》[18]计算得到本海域表层、中层和底层的最大可能流速分别为142.37 cm/s、132.62 cm/s和91.56 cm/s，最大可能流速方向分别为28.72°、28.21°和6.42°，由计算结果可知该海域流速较大，属于强潮流区。

表2　潮流椭圆要素

图4　 潮流椭圆垂向分布Fig.4　Vertical distributions of tidal current ellipse从上行到下行分别为表层、中层和底层的潮流椭圆；虚线代表顺时针旋转，实线代表逆时针旋转Ellipses of tidal currents in surface layer，middle layer and bottom layer，respectively，from top to bottom；dashed line represents clockwise rotation，solid line represents counter-clockwise rotation

3.2.3余流

实测海流可分成三部分：

(3)

其中，VTotal代表实测海流；VTidal代表潮致海流部分(SNR>1，包括正压和斜压部分)；V′代表各种随机高频信号；VR代表余流，是实测海流中剔除周期性变化的潮流及随机信号后得到的海水低频流动，它对物质的长期输运和扩散具有重要作用。对于不含潮部分VR+V′，我们通过低通滤波或时段平均的方式获得各种意义下的余流。

将海流的不含潮部分进行25 h的滑动平均，得到各层日平均余流的时间序列(图5)。可以看出，表、中、底三层余流的u和v分量均表现出一定的随机性，即在0值附近上下摆动；其合成流速也表现出一定的波动性，秋冬季较大(最大流速大于13 cm/s)，春季较小(最大流速约为9 cm/s)，且表层和中层值大于底层。将海流的不含潮部分按秋季(9-11月)、冬季(12-2月)和春季(3-4月)进行平均，得到海面以下5 m处至近海底(海面以下约32 m)季节平均意义下的余流(图6)。结果表明，2010年秋季，余流方向基本为偏西南向，表现出离岸流的特征，且从表层至中层呈顺时针旋转，中层至底层呈逆时针旋转；流速从表层至中层明显增大，最大流速达到4.1 cm/s，从中层到底层的过程中，由于海底摩擦作用的加大，流速在近底层减小至1.5 cm/s以下。2010年冬季，余流方向主要集中在西南偏西向，并且在5～10 m水层之间呈明显的逆时针旋转，而在10 m层以下表现为一定的顺时针流动，最后在近底层趋于正西向；余流流速从表层至底层的变化幅度较小，范围介于2.5～3.5 cm/s之间。数值模拟的结果表明，冬季金州湾存在一顺时针涡旋[19]，本文的观测点位于该涡旋南部，余流向西指向渤海中部海域，这与模拟结果较为吻合。2011年春季，表层余流受偏南风的影响，呈西北偏西向流动，随着深度增加，余流方向发生显著改变，至水深11 m处开始转向西偏南向，随后在水深24 m处转为南向，最后至近底层海流呈偏东南向流动；流速从表层至近底层表现为减小的趋势，最大流速为3.4 cm/s，最小流速为2.4 cm/s。

总体而言，该海域季节平均的余流流速较小，其量值仅为M2优势分潮流最大流速的1/10左右，这与邻近金普湾海域的余流观测结果一致[12]。余流方向和垂向结构的季节性差异十分明显，其中冬季由于海水垂向混合均匀，正压效应明显，余流流速和流向的垂向差异较小；而春秋季海水的斜压效应明显，余流的垂向变化较大。从本文的研究结果可以推测：辽东湾的顺时针环流系统[2]在秋冬季是存在的，但其流速较小；而春季只存在于中层。

图5　余流时间序列Fig.5　Time series of residual currenta.表层，b.中层，c.底层；黑线、红线和蓝线分别代表余流流速、流速东分量和流速北分量a.Surface layer，b.middle layer，c.bottom layer；the black，red and blue line denote velocity，east component of velocity and north component of velocity of the residual current respectively

图6　季节平均余流的垂向分布Fig.6　Vertical distribution of seasonal mean residual current

3.3底层温度

在海流分析的基础上，本文进一步分析了辽东湾口东部海域底层温度的变化特征。可以看出：除存在显著的季节性变化趋势外，底层温度还表现出明显的日变化特征，但其变化规律与海面温度的日变化并不一致(图7)。底层温度功率谱(图8)的分析结果表明，冬季功率谱的平均能量最大，秋季次之，春季最小，对应着底层温度的季节性变化趋势及强度。底层温度的变化表现出明显的半日和全日周期振动信号，明显的谱峰均出现在频率0.081 cph、0.039 cph和0.042 cph附近，对应着M2半日分潮、O1和K1全日分潮。从各季节来看，秋季M2半日分潮的峰值明显大于全日分潮，此时底层温度主要表现出半日周期振荡的特征；冬季，K1全日分潮的峰值稍大于M2半日分潮的峰值，底层温度兼具半日和全日周期振荡的特征，且全日周期振荡更为明显；春季，谱峰特征相对较弱，但仍可以看出底层温度具备半日周期振荡的特征。

出现上述现象的原因是：秋季(特别是9月)，该海域海底温度仍保留着夏季的分布特征，温度水平梯度较大且南北向梯度大于东西向[14]，潮流南北运移所引起的热量输运对局地温度的影响较大。由前文分析可知底层潮流以M2分潮为主(最大流速为37.75 cm/s)，因此秋季海底温度的日变化表现出半日周期为主的信号。冬季，海底温度水平梯度较小，潮流南北运移对局地温度的影响有所减弱，因此冬季半日周期信号的谱峰略小于秋季结果；另一方面，冬季海水垂向混合均匀，海底温度受海面气温周日变化的影响程度增大，所以表现出较强的全日周期信号。春季，随着气温逐步升高表层海水亦开始升温，海水的垂向混合作用减弱，从而导致海底温度受海面气温周日变化的影响有所减小；此时海底温度保留着冬季的分布特征，水平梯度亦较小，导致全日与半日周期振动信号均有所减弱。

图7　底层温度季节变化与对应季节平均的日变化Fig.7　Seasonal variation of bottom temperature and average diurnal variation for different seasonsa，b，c分别代表秋季、冬季和春季实测底层温度的变化；d，e，f分别代表秋季、冬季和春季经季节平均后的底层温度日变化a，b，c represents the variation of observed bottom temperature in autumn，winter and spring，respectively；d，e and f represents seasonal-averaged diurnal variation of bottom temperature in autumn，winter and spring，respectively

图8　底层温度功率谱Fig.8　Power spectrum of bottom temperature

4结论

通过对辽东湾口东部海域近8个月的连续水位、海流和底层温度观测资料进行分析，得到如下结论：

(1)潮汐属于不规则半日潮，具有显著的半日周期和全日周期振动，潮差较小，平均潮差为0.95 m，最大可能潮差为2.27 m。

(2)垂向各层潮流均为不规则半日潮流，且M2分潮流最为显著，K1分潮流次之。各分潮流最大流速方向基本为西南-东北向，潮流呈现往复流特征，与辽东湾口东部沿岸平行，旋转率随深度的增加而增大，半日分潮流在中上层以上为顺时针旋转，靠近底层时呈现逆时针旋转，全日分潮流在表层至中层过程中逐渐由顺时针旋转转为往复运动，靠近底层时又转为逆时针旋转。半日分潮流的最大流速方向的垂直变化较小，底层比表层略为偏右；而全日分潮流的最大流速方向的垂直变化较大，其中，O1分潮流底层的最大流速方向比表层向左偏转了11.08°。最大可能流速介于91～143 cm/s，流速较大，属于强潮流区。

(3)垂向各层余流分布存在显著的季节变化特征。2010年秋季，余流以西南向流动为主，流速值随深度的增加先增大后减小，在中层达到最大值；2010年冬季，余流流速垂向变化很小，呈西南偏西向流动。

2011年春季，流速随深度增加表现为减小的趋势，流向从表层至底层表现逆时针旋转的特征。研究结果表明辽东湾的顺时针环流系统在秋冬季是存在的，但其流速较小；而春季只在中层存在。

(4)底层温度除存在显著的季节性变化趋势外，还表现出短期的高频变化特征。底层温度的短期振荡受潮流、水平温度梯度及海面温度变化三重因素的影响：秋季，以半日周期为主；冬季，全日周期较为显著；春季，短期振荡现象较弱。

由于本次海床基观测持续至2011年4月底结束，因此我们无法对该海域5-8月的水动力特征进行分析。今后应在该海域重点开展夏半年的长期连续观测，以完善对辽东湾口水动力季节变化特征的认识。

致谢：在论文写作过程中香港科技大学刘志强博士给予了启发性的建议；审稿专家对本文初稿提出了建设性的意见。谨致谢忱！

参考文献：

[1]唐茂宁，刘钦政，刘煜，等.渤海海冰季节演变的数值模拟[J].海洋预报，2010，27(2)：48-52．

Tang Maoning，Liu Qinzheng，Liu Yu，et al.The numerical simulation of sea ice in the Bohai Sea[J].Marine Forecasts，2010，27(2)：48-52．

[2]赵保仁，庄国文，曹德明.渤海的环流、潮余流及其对沉积物分布的影响[J].海洋与湖沼，1995，26(5)：466-473．

Zhao Baoren，Zhuang Guowen，Cao Deming.Circulation，tidal residual currents and their effects on the sedimentations in the Bohai Sea[J].Oceanologia et Limnologica Sinica，1995，26(5)：466-473．

[3]吴冠，王锡侯，刘恒魁.辽东湾顶浅海区海流分布特征[J].海洋通报，1991，10(5)：8-13．

Wu Guan，Wang Xihou，Liu Hengkui.Characteristics of current distribution in shallow water area at Liaodong Bay-head[J].Marine Science Bulletin，1991，10(5)：8-13．

[4]张彦龙.芷锚湾附近海域潮流及余流分析[J].海洋通报，1997，16(1)：92-96．

Zhang Yanlong.Analysis of tidal and residual currents in the sea area near the Zhimao Bay[J].Marine Science Bulletin，1997，16(1)：92-96．

[5]Qiao L L，Bao X W，Wu D X.The observed currents in summer in the BohaiSea[J].Chinese Journal of Oceanology and Limnology，2008，26(2)：130-136．

[6]匡国瑞，张琦，戴煜芝.渤海中部长期流的观测与余流分析[J].海洋湖沼通报，1991，2：1-11．

Kuang Guorui，Zhang Qi，Dai Yuzhi.Observation of long-term current and analysis of residual current in the central Bohai Sea[J].Transactions of Oceanology and Limnology，1991，2：1-11．

[7]娄安刚，王学昌，吴德星，等.渤海中部一个月实测潮流资料分析[J].海洋科学，2002，26(11)：23-27．

Lou Angang，Wang Xuechang，Wu Dexing，et al.Analysis of one month’s current data observed in middle of Bohai Sea[J].Marine Science，2002，26(11)，23-27．

[8]江文胜，吴德星，高会旺.渤海夏季底层环流的观测与模拟[J].青岛海洋大学学报，2002，32(4):511-518．

Jiangwensheng，Wu Dexing，Gao Huiwang.The observation and simulation of bottom circulation in the Bohai Sea in summer[J].Journal of Ocean University of Qingdao，2002，32(4)：511-518．

[9]曾定勇，倪晓波，黄大吉.南麂岛附近海域潮汐和潮流的特征[J].海洋学报，2012，34(3)：1-10．

Zeng Dingyong，Ni Xiaobo，Huang Daji.Harmonic analysis of tide and tidal current near Nanji Island，Zhejiang Province[J].Haiyang Xuebao，2012，34(3)：1-10．

[10]Zhu X H，Ma Y L，Guo X Y，et al.Tidal and residual currents in the Qiongzhou Strait estimated from shipboard ADCP data using a modified tidal harmonic analysis method[J].Journal of Geophysical Research：Oceans，2014，119：1-22．

[11]于凯本，刘忠臣，魏泽勋，等.浅水区抗拖网ADCP海床基的研制[J].海洋技术，2012，31(1)：41-44．

Yu Kaiben，Liu Zhongchen，Wei Zexun，et al.Design of trawl resistant seabed based system with ADCP in shallow water[J].Ocean Technology，2012，31(1)：41-44．

[12]胡展铭，史文奇，张淑芳，等.金普湾春季海床基实测海流分析[J].海洋环境科学，2013，33(2)：220-225．

Hu Zhanming，Shi Wenqi，Zhang Shufang，et al.Current observed in spring by seabed platform in Jinpu Bay[J].Marine Environmental Science，2013，33(2)：220-225．

[13]Pawlowicz R，Beardsley B，Lentz S.Classical tidal harmonic analysis lncluding error estimates in MATLAB using T_TIDE[J].Computers and Geosciences，2002，28：929-937．

[14]陈达熙，孙湘平，浦泳修，等.渤海黄海东海海洋图集(水文)[M].北京：海洋出版社，1992．

Chen Daxi，Sun Xiangping，Pu Yongxiu，et al.Marine Atlas of Bohai Sea，Yellow Sea，East China Sea (Hydrology)[M].Beijing: China Ocean Press，1992．

[15]方国洪，郑文振，陈宗镛，等.潮汐和潮流的分析和预报[M].北京：海洋出版社，1986：9-11．

Fang Guohong，Zheng Wenzhen，Chen Zongyong，et al.Prediction and analysis of tides and tidal currents[M].Beijing：China Ocean Press，1986：9-11．

[16]黄祖珂，黄磊.潮汐原理与计算[M].青岛：中国海洋大学出版社，2005：235．

Huang Zuke，Huang Lei.Principle and calculation of tide[M].Qingdao：China Ocean University Press，2005：235．

[17]Fang G H，Ichiye T.On the vertical structure of tidal currents in a homogeneous sea[J].Geophy J AstrSoc，1983(73)：65-82．

[18]JTJ213-98.海港水文规范[S].北京：人民交通出版社，1998．

JTJ213-98.Code of hydrology for sea harbour[S].Beijing: China Communications Press，1998．

[19]Fang Y，Fang G H，Zhang Q H.Numerical simulation and dynamic study of the wintertime circulation of the Bohai Sea[J].Chinese Journal of Oceanology and Limnology，2000，18(1)：1-9．

收稿日期：2015-02-04；

修订日期：2015-06-20。

基金项目：海洋公益性行业科研专项(201005008，201305043)；国家海洋局近岸海域生态环境重点实验室开放研究基金(201207)。

作者简介：赵骞(1978—)，男，江苏省苏州市人，副研究员，主要从事近海环境动力学研究。E-mail:qzhao@nmemc.org.cn

中图分类号:P736.2

文献标志码：A

文章编号：0253-4193(2016)01-0020-11

Study on hydrodynamic characteristics in the eastern part of Liaodong Bay Mouth based on long-term observation

Zhao Qian1，2，Wang Mengjia3，1，Ding Dewen2，Chen Weibin1

(1.DivisionofMarineDynamics，NationalMarineEnvironmentalMonitoringCenter，Dalian116023，China; 2.ResearchCenterforIslandandCoastZone，TheFirstInstituteofOceanography，StateOceanicAdministration，Qingdao266061，China; 3.CollegeofMarineSciences，ShanghaiOceanUniversity，Shanghai201306，China)

Abstract:The sea area in the eastern part of Liaodong Bay Mouth is a key passage through which the mass and energy are exchanged between the Liaodong Bay and the central Bohai Sea. In this paper，based on the eight-month continuous observed data obtained from the seabed based platform，we firstly analyzed the characteristics of tide and tidal current，and then discussed the seasonal variation regularities of residual current and sea bottom temperature in the sea area by means of spectral and harmonic analysis. The results were shown as follows: the tide in the sea area was an irregular semi-diurnal one with the mean tidal range 0.95 m and the maximum possible tidal range 2.27 m，respectively. The tidal current was an irregular semi-diurnal one，and the M2 tidal current constituent was dominant. The motion type of the principle tidal current constituents was rectilinear，with the maximum tidal velocity in the direction of southwest-northeast. The residual current showed remarkable seasonal features. In autumn，the residual current flowed southwestward and showed a parabolic-shaped profile，with the maximum velocity observed in the mid-layer. In winter，the residual current flowed in the direction of west-southwest with little variability of velocity in vertical. In spring，the residual current，showing a cyclonic spiral，was weakened from the surface to the bottom layers. Affected by tidal current，horizontal temperature gradient in the sea bottom and diurnal variation of SST，the high-frequency variation of bottom temperature was observed in the bottom layer. In autumn，the signal of semi-diurnal period was dominant，whereas in winter the signal of diurnal period was notable. These pulses of short-term variability were considerably suppressed in spring．

Key words:Liaodong Bay; tidal current; residual current; bottom temperature; spectral analysis; harmonic analysis

赵骞，王梦佳，丁德文，等. 基于长期观测的辽东湾口东部海域水动力特征研究[J]. 海洋学报，2016，38(1): 20-30，doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2016.01.003

Zhao Qian，Wang Mengjia，Ding Dewen，et al. Study on hydrodynamic characteristics in the eastern part of Liaodong Bay Mouth based on long-term observation[J]. Haiyang Xuebao，2016，38(1): 20-30，doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2016.01.003