費(fèi)岳軍，史軍強(qiáng)，堵盤(pán)軍，陳學(xué)恩

（1.國(guó)家海洋局東海預(yù)報(bào)中心，上海 100017；2.中國(guó)海洋大學(xué) 海洋環(huán)境學(xué)院，山東 青島 266100）

長(zhǎng)江口外東海海域岸線曲折、島嶼眾多，海底地形極其復(fù)雜。受外海潮汐作用影響，潮流作用明顯，屬于強(qiáng)潮海區(qū)，潮汐能資源豐富。同時(shí)，舟山海域水產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，是我國(guó)最大漁場(chǎng)舟山漁場(chǎng)所在海域。由于流場(chǎng)對(duì)該海域的初級(jí)生產(chǎn)力、物質(zhì)輸運(yùn)、生態(tài)結(jié)構(gòu)、環(huán)境保護(hù)等均有重要影響，因此，了解該海域的流場(chǎng)分布態(tài)勢(shì)及其變化特征不僅具有重要的科學(xué)價(jià)值，同時(shí)具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

對(duì)于該海域的潮流和余流特征，前人已經(jīng)做過(guò)不少研究：徐建平等（1984）根據(jù)實(shí)測(cè)資料揭示了浙江近海余流垂向結(jié)構(gòu)特征，為研究浙江沿岸上升流的形成機(jī)制和臺(tái)灣暖流的行蹤提供了較好的依據(jù)；史峰巖等（2000）用數(shù)值模擬的方法計(jì)算了長(zhǎng)江口及其鄰近海域余流特征；陳倩等（2003）依據(jù)近年來(lái)浙江海岸帶和海島調(diào)查的實(shí)測(cè)海流數(shù)據(jù)，研究了浙江近海的潮流、余流特征和分布規(guī)律；唐曉暉等（2004）在對(duì)多年觀測(cè)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上分析了長(zhǎng)江口鄰近海域冬夏水文特征。陳學(xué)恩等（2010）根據(jù)2009年8、9月間長(zhǎng)江口外東海海域2個(gè)站位的短期連續(xù)ADCP實(shí)測(cè)資料，采用調(diào)和分析、EOF分解、功率譜分析等方法，分析了該海域海流隨時(shí)間的變化趨勢(shì)和空間的結(jié)構(gòu)特征，并指出長(zhǎng)江口外海域M2為主要分潮，屬于正規(guī)半日潮，各層潮流呈現(xiàn)出旋轉(zhuǎn)流性質(zhì)，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針占優(yōu)；張慧等（2011）基于在浙閩海域獲得的連續(xù)觀測(cè)長(zhǎng)達(dá)40 d的逐季海流資料，深入分析了該海域余流的分布特征及季節(jié)變化規(guī)律，指出近岸區(qū)域余流受長(zhǎng)江沖淡水、浙閩沿岸流控制，外海余流則受臺(tái)灣暖流控制。這些成果加深了人們對(duì)舟山海域海流特征的了解和認(rèn)識(shí)。

圖1 觀測(cè)點(diǎn)位置（■）及地形

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，選取該海域代表性站點(diǎn) （122.998°E，30.013°N）（圖 1）連續(xù)一個(gè)月的實(shí)測(cè)海流資料作為研究對(duì)象，對(duì)該點(diǎn)海流特征進(jìn)行了深入的分析。由于該點(diǎn)位于舟山漁場(chǎng)中心區(qū)域，55m等深線經(jīng)過(guò)此點(diǎn)縱貫?zāi)媳保汩}沿岸流與臺(tái)灣暖流在此交叉影響，因此，對(duì)該站點(diǎn)海流的研究具有重要性、典型性和代表性。

1 數(shù)據(jù)

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文所用數(shù)據(jù)由國(guó)家海洋局東海預(yù)報(bào)中心提供。為布設(shè)在舟山海域（水深55m）的QF201大型綜合浮標(biāo)實(shí)測(cè)的一個(gè)月連續(xù)海流數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)垂向分辨率為5m/層，垂向測(cè)量范圍為5.5～50.5m，為了下文敘述方便，本文將5.5m層稱為表層，將50.5m層稱為底層。采樣間隔為1小時(shí)，時(shí)間跨度為北京時(shí)間2009年12月6日14點(diǎn)至2010年1月5日14點(diǎn)。期間共缺測(cè)36時(shí)次。通過(guò)與同時(shí)段內(nèi)地波雷達(dá)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和下放式聲學(xué)多普勒海流剖面儀（Ladcp）數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)并參考模式數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該浮標(biāo)所測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量普遍較好，只是在較少時(shí)刻出現(xiàn)異常值點(diǎn)，因此本文僅使用Grubbs檢驗(yàn)法（史靜濤等，2011）對(duì)浮標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，剔除無(wú)效數(shù)據(jù)。最后對(duì)空缺數(shù)據(jù)進(jìn)行插值補(bǔ)齊，得到連續(xù)的高質(zhì)量逐時(shí)海流數(shù)據(jù)。

1.2 流速時(shí)間序列

站點(diǎn)流速矢量時(shí)空分布如圖2所示。從圖中可以看出：（1）同一時(shí)刻，表層流速普遍較底層流速大，且北向流明顯占優(yōu)。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，表層流速最大值可以達(dá)到111.8 cm/s，平均值為41.4 cm/s，而底層流速最大值只有77.6 cm/s，平均值為36.9 cm/s。底層流速最大值和平均值分別只有表層的69.4%和89.2%。（2）流速、流向隨深度的變化趨勢(shì)基本一致，該站點(diǎn)各層的流動(dòng)呈現(xiàn)出明顯的正壓流動(dòng)特征。（3）各層流動(dòng)均具有顯著的周期性，潮流特征明顯。

圖2 流速矢量分布

此外，本文隨機(jī)選取連續(xù)25 h的流速并結(jié)合該點(diǎn)附近的潮位數(shù)據(jù)給出了該點(diǎn)的流速與潮位的分布，如圖3所示。從圖3可以看出，25 h內(nèi)該站點(diǎn)的潮位時(shí)間序列共出現(xiàn)了兩次高潮和兩次低潮，半日潮特征明顯。海流以南北向的V分量為主，東西向的U分量相對(duì)較弱。與潮位特征相似，25 h內(nèi)海流也表現(xiàn)出兩次漲落過(guò)程，具有明顯的半日周期。并且根據(jù)圖3顯示，水位的峰（谷）值區(qū)大致對(duì)應(yīng)流速V的高值區(qū)。由此可知，實(shí)測(cè)海流以潮流占優(yōu)，并且潮流的前進(jìn)波性質(zhì)比較明顯。從垂向上看，漲、落潮發(fā)生的時(shí)刻也不一致，在落潮期間，上層首先開(kāi)始轉(zhuǎn)流，而在漲潮期間，中下層首先開(kāi)始轉(zhuǎn)流（姚志剛等，2012）。另外，各層的漲潮流速要普遍大于落潮流速，漲落潮不對(duì)稱現(xiàn)象顯著。

圖3 潮位（上）以及流速東西分量U（中）和南北分量V（下）的時(shí)空序列分布

2 潮流特征分析

潮流計(jì)算采用了Pawlowicz等（2002）提供的潮流調(diào)和分析Matlab程序包。潮流調(diào)和分析（陳宗鏞，1980）可以將不同天文分潮的頻率固定，并將實(shí)際海水的流動(dòng)分解成由不同天文分潮的作用引起的流動(dòng)和非周期性質(zhì)的余流部分。只要時(shí)間序列足夠長(zhǎng)，就能夠?qū)㈩l率相隔很近的分潮完全進(jìn)行分離，得到各個(gè)天文分潮的潮流橢圓要素。本文所得各潮流要素是在95%的信度下得到的。根據(jù)公式K=（WK1+WO1）/WM2得到站點(diǎn)各層的K值介于0.156～0.178之間，均小于0.5，故各層的潮流類型均為正規(guī)半日潮流類型，其中M2和S2是最主要分潮。主要的分潮要素見(jiàn)表1。表中橢圓率的正值表示橢圓逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，負(fù)值表示橢圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。站點(diǎn)4個(gè)主要分潮的潮流橢圓結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 M 2、S2、K 1及O1潮流橢圓垂向分布

從表1及圖4中可以看出，各層M2潮流橢圓均呈順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)且橢圓主軸方向比較一致，基本上呈現(xiàn)出南—北向分布特點(diǎn)。具體來(lái)看，在15.5m以淺，主軸隨深度順時(shí)針偏轉(zhuǎn)。在15.5～35.5m層之間則逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)。35.5m層以下除最低層傾角較小外，又呈順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，但是整體偏轉(zhuǎn)角度都不大，在北偏東1.46°到北偏東4.02°的狹小范圍內(nèi)變動(dòng)。M2橢率絕對(duì)值除表層外，基本表現(xiàn)出隨深度減小的趨勢(shì)。整體變化范圍不大，介于0.52至0.57之間。最大值出現(xiàn)在15.5m層，最小值出現(xiàn)在40.5m層，具有一定的旋轉(zhuǎn)性，往復(fù)流性質(zhì)并不顯著。M2橢圓長(zhǎng)軸在5.5m層處達(dá)到最大值，最大值為44.3 cm/s，而短軸在剖面15.5m處達(dá)到最小值，最小值為19.5 cm/s。各層S2潮流橢圓均為順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，主軸均向北偏東方向偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度在40.5m處達(dá)到最小，僅為0.85°，接近正北向，在10.5m處偏轉(zhuǎn)達(dá)到最大，最大值為11.59°。主軸隨深度的偏轉(zhuǎn)方向并沒(méi)有明顯的規(guī)律性，順時(shí)針偏轉(zhuǎn)與逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)相間發(fā)生。S2分潮橢率絕對(duì)值基本呈隨水深減小趨勢(shì)，最小值出現(xiàn)在35.5m層，為0.46，35.5m以深至底層橢率略微增大并且較為一致，最大值出現(xiàn)在5.5m層，為0.56。S2橢圓長(zhǎng)軸在30.5m層處達(dá)到最大值，最大值為13.3 cm/s，而短軸在剖面10.5 m處達(dá)到最小值，最小值為5.5 cm/s。相對(duì)M2分潮，S2分潮的橢圓長(zhǎng)軸、短軸的量值均大幅減小。

K1分潮潮流橢圓除10.5m層表現(xiàn)出逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)外，其它各層均為順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。主軸基本呈西北—東南走向，除表層外，25.5m以淺主軸隨深度順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，25.5m以深則隨深度表現(xiàn)出逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)趨勢(shì)。K1分潮橢率絕對(duì)值均小于0.2，往復(fù)流特征明顯且在25.5m以淺隨深度變大，25.5m以深隨深度變化無(wú)明顯規(guī)律。K1潮流橢圓長(zhǎng)軸最大值出現(xiàn)在5.5m層，最大值為4.7 cm/s，橢圓短軸最小值也出現(xiàn)在5.5m層接近于0。各層O1分潮潮流橢圓均為順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。主軸呈西北—東南向分布。主軸偏轉(zhuǎn)方向隨水深搖擺不定，無(wú)明顯規(guī)律。O1分潮橢率的絕對(duì)值最小值出現(xiàn)在5.5m層處，僅為0.13，往復(fù)流特征明顯。最大值出現(xiàn)在15.5m層，為0.62，具有一定的旋轉(zhuǎn)性。O1潮流橢圓長(zhǎng)軸最大值和短軸最小值均出現(xiàn)在5.5m層。

3 余流特征分析

余流是指從實(shí)測(cè)海流中剔除周期性流以后的剩余水體的流動(dòng)。它直接指示著水體的運(yùn)移和交換情況，對(duì)海水中物質(zhì)的輸運(yùn)及擴(kuò)散起著重要作用。從原始海流中將調(diào)和分析得到的周期性潮流成分減掉，然后再進(jìn)行48 h低通濾波即得到了原始海流中各層次的余流的時(shí)間序列（王國(guó)龍等，2010）。

3.1 余流主軸

圖5給出了以站位位置為起點(diǎn)，余流矢端在水平面上的分布散點(diǎn)圖。散點(diǎn)圖的中心代表余流的平均值，矢量矢端的分散程度反映了余流的方差大小。用Kundu等（1976）提出的主軸分析法把余流分解到變化最大和最小的兩個(gè)正交方向上，得到站點(diǎn)余流的主軸方向?yàn)?18.7°（設(shè)正北方向?yàn)?°，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正）。與該處等深線走向基本一致。這說(shuō)明了地形也是制約該點(diǎn)余流分布的一個(gè)重要因素。定義局部直角坐標(biāo)系：x軸正方向取為余流主軸所指向的西南方向，取右手坐標(biāo)系，則y軸垂直于主軸，正方向指向東南，z軸正方向向上，原點(diǎn)取在海面上。以下分析無(wú)特別說(shuō)明均是在該局地坐標(biāo)系下進(jìn)行。

圖5 余流散點(diǎn)圖

表1 潮流橢圓參數(shù)

3.2 逐時(shí)余流

逐時(shí)余流刻畫(huà)的是余流的高頻時(shí)變特征。圖6是根據(jù)得到的逐時(shí)余流繪制的表層、中層（25.5m）及底層的余流前進(jìn)矢量圖。圖中每?jī)蓚€(gè)星號(hào)標(biāo)記之間代表24 h的時(shí)間跨度。圖7為觀測(cè)站點(diǎn)海表面風(fēng)矢量的時(shí)間分布（a）與余流失量時(shí)空分布圖（b）。由圖6、圖7可以看出，無(wú)論表層、中層還是底層，絕大多數(shù)觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)，余流均是沿西南-東北走向，并且由表及底，余流逐漸由西南偏向東北?？梢?jiàn)，余流無(wú)論在時(shí)間分布上還是在空間深度分布上均以西南-東北走向的流動(dòng)頻率為最高并且隨水深增加余流流向整體向右偏轉(zhuǎn)。在同一時(shí)刻各層余流流速大小變化不大，基本一致，底層略小于表層。各層級(jí)余流的時(shí)變趨勢(shì)也基本一致。余流矢量與風(fēng)矢量相比較可以明顯看出，在多數(shù)時(shí)段，余流對(duì)風(fēng)的響應(yīng)比較迅速，風(fēng)較強(qiáng)時(shí)余流也得到加強(qiáng)，風(fēng)較弱是，余流則相應(yīng)減弱。這種響應(yīng)現(xiàn)象隨著水深的的增加而減弱。在某些時(shí)段，隨著水深的增大，余流還表現(xiàn)出明顯的滯后效應(yīng)。但是，由圖7可以還看出，本文分析的上述結(jié)論只是與觀測(cè)時(shí)間內(nèi)的多數(shù)時(shí)段對(duì)應(yīng)。不可否認(rèn)，在個(gè)別時(shí)段上，余流的時(shí)空分布特征是有別于上述分析的，例如，在初始觀測(cè)的前100 h，就出現(xiàn)了底層的余流反而要比表層大、表底層余流方向相反、風(fēng)向與各層余流方向相反等現(xiàn)象。這也說(shuō)明了該區(qū)域余流時(shí)空變化的復(fù)雜性。

圖6 余流前進(jìn)矢量圖

圖7 海表面風(fēng)矢量（a）和余流失量（b）

為了客觀反映余流隨時(shí)間的變化程度，以及它們之間存在的空間差異，本文通過(guò)求取垂向每一層上余流時(shí)間序列的標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)進(jìn)行分析，標(biāo)準(zhǔn)差越大，余流隨時(shí)間的變化就越激烈（曾定勇 等，2012）。圖8即為站點(diǎn)余流U、V分量的標(biāo)準(zhǔn)差的空間分布。U分量在各層的標(biāo)準(zhǔn)差普遍較大，隨著隨水深先減小后變大。最大值出現(xiàn)在表層達(dá)到了0.1 m/s以上，底層為8.42 cm/s，最小值出現(xiàn)在35.5m層，也有7.1 cm/s。這說(shuō)明沿余流主軸方向，各層余流隨時(shí)間變化普遍比較劇烈，其中又以表層變化程度最大，其次為底層，中間各層次之。余流V分量的標(biāo)準(zhǔn)差相比U分量的標(biāo)準(zhǔn)差小得多，且垂向變化不顯著，說(shuō)明余流隨時(shí)間的變化主要沿著x方向，即沿余流主軸方向。

圖8 余流U、V分量標(biāo)準(zhǔn)差空間分布

從上述分析可以看出，沿岸方向整個(gè)垂向范圍內(nèi)余流的時(shí)間變化都很大，沒(méi)有穩(wěn)定的流向。

已有的水文分析和短期的測(cè)流結(jié)果表明，臺(tái)灣暖流在東海西部陸架終年存在并且沿50～100m等深線向北流動(dòng)（Su etal，1987），其位置在冬季比夏季更靠近岸，其寬度和速度在冬季比夏季都有所減?。℅uan etal,1982）。浙閩沿岸流流向夏季和臺(tái)灣暖流相同，沿岸線向東北流動(dòng)，冬季則反向，沿岸線向西南流動(dòng)。本站位于55m等深線附近，臺(tái)灣暖流和浙閩沿岸流均能延伸到此，且在冬季，這兩個(gè)流系的運(yùn)動(dòng)方向相反，本文所分析站點(diǎn)正處于浙閩沿岸流和臺(tái)灣暖流的交叉影響地帶，可以認(rèn)為臺(tái)灣暖流和浙閩沿岸流的此消彼長(zhǎng)在很大程度上控制著站點(diǎn)余流的時(shí)變特征，進(jìn)而導(dǎo)致余流方向的不穩(wěn)定。

圖9給出了觀測(cè)期間同步風(fēng)矢量（上）、余流U（中）、V（下）分量的時(shí)空分布特征。由圖9可以看出，在觀測(cè)期間的大多數(shù)時(shí)段，海表面風(fēng)均為偏北風(fēng)，只在少數(shù)觀測(cè)時(shí)段出現(xiàn)了持續(xù)時(shí)間較短且風(fēng)力較小的偏南風(fēng)天氣。對(duì)比同步風(fēng)場(chǎng)可以發(fā)現(xiàn)余流U分量，尤其是在近表層，對(duì)風(fēng)的響應(yīng)比較迅速。當(dāng)海面刮偏北風(fēng)時(shí)，余流U分量在近表層基本為余流主軸所指向的西南向，而在中下層方向變化較大。例如，在觀測(cè)的第60 h至第145 h，偏北風(fēng)持續(xù)作用在海面上，但是風(fēng)力普遍較小，平均風(fēng)力僅為4.2m/s，在20m以淺的水域，余流U分量基本為西南向，但在30m以深，方向則變?yōu)闁|北向。而在觀測(cè)的第200 h至第300 h之間，出現(xiàn)了連續(xù)的強(qiáng)北風(fēng)天氣，平均風(fēng)力達(dá)到了10.8m/s。在此期間，余流U分量的東北向流動(dòng)全部消失，強(qiáng)勁的西南向流貫穿整個(gè)垂向剖面，并且在近表層出現(xiàn)了一個(gè)持續(xù)時(shí)間與強(qiáng)北風(fēng)持續(xù)時(shí)間相當(dāng)?shù)臉O值達(dá)到10 cm/s以上的流核區(qū)，個(gè)別時(shí)刻流速甚至超過(guò)了15 cm/s。當(dāng)海面刮偏南風(fēng)時(shí)，對(duì)應(yīng)時(shí)間段內(nèi)各層余流U分量基本均指向東北方向，并且底層速度普遍大于表層。究其原因，本文認(rèn)為這主要是在海面風(fēng)的強(qiáng)迫作用下，西南向的浙閩沿岸流與東北向的臺(tái)灣暖流勢(shì)力此消彼長(zhǎng)的結(jié)果。觀測(cè)海域在中上層受浙閩沿岸流影響顯著，在中下層則受臺(tái)灣暖流影響顯著，當(dāng)海面刮偏北風(fēng)時(shí)，隨著風(fēng)力的增強(qiáng)，浙閩沿岸流勢(shì)力增強(qiáng)而臺(tái)灣暖流勢(shì)力相對(duì)減弱，西南向流的影響深度逐漸加深，當(dāng)風(fēng)力達(dá)到一定程度是，強(qiáng)勁的西南向流甚至?xí)灤┱麄€(gè)垂向剖面；當(dāng)海面吹刮偏南風(fēng)時(shí)，浙閩沿岸流受到消弱，在一定的風(fēng)力下則會(huì)使海表面流轉(zhuǎn)向東北與中下層的臺(tái)灣暖流方向趨于一致。從余流V分量的時(shí)空分布來(lái)看，分布較U分量要復(fù)雜，對(duì)風(fēng)的響應(yīng)程度也較弱，隨風(fēng)變化規(guī)律也沒(méi)有U分量明顯。這可能是由于V分量方向基本與等深線垂直，受地形影響較大的緣故，以及其他一些影響因子綜合作用的結(jié)果。不過(guò)這有待更深入的調(diào)查、更詳盡的資料所證實(shí)。另外，在量級(jí)上，余流V分量普遍比U分量小很多，這也說(shuō)明了該站點(diǎn)余流以U分量為主。

圖9 海表面風(fēng)矢量與余流

為了進(jìn)一步分析余流的變化特征及其與風(fēng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分別對(duì)余流的U、V分量做主成分分析（胡基福，1996），得到了各個(gè)模態(tài)U、V分量的時(shí)間變化規(guī)律。結(jié)果顯示，U、V分量的PC1分別可以解釋總方差的91.6%和87.2%，因此，只需對(duì)U、V分量的PC1進(jìn)行分析即可。分別對(duì)余流U、V分量的PC1做功率譜分析，結(jié)果分別如圖10（a）、（b）所示。發(fā)現(xiàn)余流U分量的PC1主要周期為 2.2～3 d、5～7.5 d、10 d和 15 d的波動(dòng)，說(shuō)明余流沿主軸方向分量在冬季存在天氣尺度及半月尺度的顯著周期變化。余流V分量的PC1主要周期為3.3～4.3 d、5 d、6 d和7.5 d的波動(dòng)，另外，還存在3～20 h不等的高頻波動(dòng)，這說(shuō)明垂直于余流主軸的分量表現(xiàn)出天氣尺度的周期變化。相對(duì)于余流U分量，表現(xiàn)出顯著的高頻特征。

圖10 余流U、V分量PC1功率譜圖（虛線為95%信度水平閾值線）

圖11 第一模態(tài)時(shí)間序列及標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)速

為了進(jìn)一步探討逐時(shí)余流與同步的海表面風(fēng)之間的關(guān)系，將經(jīng)過(guò)48 h低通濾波之后的逐時(shí)風(fēng)速在局地坐標(biāo)系中分解為U、V分量后分別與余流U、V分量的PC1比較，結(jié)果如圖11所示。風(fēng)速與余流U、V分量的相關(guān)系數(shù)分別為0.807 6和0.536 0。這說(shuō)明，對(duì)于U分量，余流與風(fēng)之間具有比較一致的變化，風(fēng)速U分量的大值往往對(duì)應(yīng)余流U分量PC1的大值，但是圖中也存在當(dāng)風(fēng)速變小，余流變大或風(fēng)速變大余流變小的時(shí)段。因此，對(duì)于U分量，風(fēng)是影響余流的一個(gè)重要因素，但不是唯一因素。對(duì)于V分量，其相關(guān)系數(shù)要小于U分量的相關(guān)系數(shù)，這說(shuō)明風(fēng)對(duì)余流V分量的影響要小于對(duì)U分量的影響。余流V的變化在觀測(cè)時(shí)間內(nèi)相當(dāng)一部分時(shí)段與風(fēng)的變化是不成正比的，這說(shuō)明風(fēng)至少不是影響余流V分量的主導(dǎo)因子，由于本文所掌握的數(shù)據(jù)有限，因此暫時(shí)不進(jìn)行更加深入的探討。

圖12 風(fēng)速U分量和沿岸方向的余流PC1交叉譜分析虛線表示95%置信度

對(duì)風(fēng)速U分量和沿岸方向余流PC1做交叉譜分析（劉天然等，2010），結(jié)果如圖12所示。兩者存在一個(gè)相關(guān)性很高的頻率區(qū)間，大約介于0.003 3～0.016 6之間，分別對(duì)應(yīng)2.5 d、4.2 d、6.3 d和12.6 d的周期變化。相關(guān)系數(shù)最大值在12.6 d的周期處取得，為0.904，位相滯后曲線表明，余流U分量滯后于風(fēng)速U分量約12.8 h。由于余流U分量的PC1占了沿岸方向余流的91.6%，因此，可以粗略地認(rèn)為沿岸方向的余流相對(duì)于風(fēng)的變化滯后了約12.8 h。

3.3 定常余流

將所得到的逐時(shí)余流進(jìn)行月平均即得到站點(diǎn)的定常余流垂向分布（于華明等，2008）。圖13左邊部分是余流U、V分量的垂向分布，右邊是在原坐標(biāo)系下的余流矢量的垂向分布。

如圖13所示，余流矢量在垂直方向上明顯地呈兩個(gè)流系控制特征，這也與本文對(duì)逐時(shí)余流的分析結(jié)論相一致。余流呈現(xiàn)出由西南逐漸向東北順時(shí)針偏轉(zhuǎn)的空間分布結(jié)構(gòu)，上層流速與下層流速方向相反，以水深25.5 m為界，上層呈現(xiàn)偏南方流動(dòng)，下層則是偏北方流動(dòng)。流速在近表層10.5m處達(dá)到最大值為4.46 cm/s，最小值出現(xiàn)在20.5m層為1.86 cm/s。除表層外，流速隨深度先減小后增大。通過(guò)垂向平均定常余流得到了余流全流，大小為1.4 cm/s，流速方向?yàn)楸逼?4°。

圖13 余流U、V分量的垂向分布（左）與矢量垂向分布（右）

U分量的垂向分布大致以水深26m為中心，呈現(xiàn)出較規(guī)則的反對(duì)稱結(jié)構(gòu)。26m以淺，西南向流，流速先從表層增大至10.5m層，然后迅速減小25.5m層，最小僅為0.21 cm/s。26m層以深，則表現(xiàn)為東北向流且隨深度逐漸增大，在底層?xùn)|北向流速達(dá)到最大值為3.43 cm/s。V分量在15.5m以淺呈現(xiàn)出微弱的離岸流（東南向），在15.5m以深均為向岸流，流速先增大后減小，在35.5m層處達(dá)到最大為2.75 cm/s。

4 結(jié)論

由上文對(duì)實(shí)測(cè)海流資料的分析表明，該站位余流明顯地呈浙閩沿岸流與臺(tái)灣暖流交替控制特征，已有的水文分析和短期的測(cè)流結(jié)果亦表明本文研究站點(diǎn)處于浙閩沿岸流與臺(tái)灣暖流交匯中心海域。因此，本文所得到的對(duì)該站位的分析研究結(jié)果可以在很大程度上代表浙閩沿岸流與臺(tái)灣暖流交匯海域的基本海流特征。

本文通過(guò)對(duì)浙閩沿岸流與臺(tái)灣暖流交匯海域一個(gè)月的浮標(biāo)實(shí)測(cè)海流資料進(jìn)行分析，得到如下結(jié)論：

（1）觀測(cè)期間，站位表層流速普遍大于底層流速，且北向流占優(yōu)。各層的流動(dòng)呈現(xiàn)出明顯的正壓流特征及周期性特征。實(shí)測(cè)海流以潮流占優(yōu)，并且潮流的前進(jìn)波性質(zhì)比較明顯。25 h內(nèi)海流也表現(xiàn)出兩次的漲落過(guò)程，具有明顯的半日周期，漲落潮不對(duì)稱現(xiàn)象顯著。

（2）潮流調(diào)和分析表明，各層的潮流類型均為正規(guī)半日潮流類型，其中M2和S2是最主要分潮，表現(xiàn)出一定的旋轉(zhuǎn)流特征。

（3）對(duì)逐時(shí)余流的統(tǒng)計(jì)表明，無(wú)論表層、中層還是底層，在絕大多數(shù)觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)，余流均是沿西南-東北走向，并且由表及底，余流逐漸由西南偏向東北。余流的主軸方向?yàn)?18.7°，與該海域等深線走向基本一致。地形是制約余流的一個(gè)重要因素。

（4）對(duì)逐時(shí)余流分析表明，余流隨時(shí)間的變化主要沿著余流主軸方向。臺(tái)灣暖流和浙閩沿岸流的此消彼長(zhǎng)在很大程度上控制余流的空間分布特點(diǎn)。研究站位處于浙閩沿岸流和臺(tái)灣暖流的交界地帶，所以導(dǎo)致余流方向不穩(wěn)定。在多數(shù)時(shí)段，余流對(duì)風(fēng)的響應(yīng)比較迅速。風(fēng)是影響沿岸余流的一個(gè)重要因素但不是唯一因素。風(fēng)對(duì)向岸余流與離岸余流作用有限。相對(duì)于沿岸余流分量，向岸余流與離岸余流表現(xiàn)出顯著的高頻特征。余流U分量滯后于風(fēng)速U分量約12.8 h。

（5）對(duì)定常余流的分析表明，定常余流呈現(xiàn)出由西南逐漸向東北順時(shí)針偏轉(zhuǎn)的空間分布結(jié)構(gòu)，上層流速與下層流速方向相反。該站位的余流全流，大小為1.4 cm/s，流速方向?yàn)楸逼?4°。

Guan B，Mao H，1982.A note on circulation of the East China Sea.Chin JOceanol.Limnol，1：5-16.

Kundu，Allen JS，1976.Some three-dimensional characteristics of low-frequency current fluctuations near the Oregon coast.Phys.Oceanogr，6：181-199.

Pawlowiczr， Beardsleyb， Lentzs， 2002.Classical tide harmonic analysis including estimates in MATLAB using T-TIDE.Computers and Geosciences，28：929-937.

Su JL，Pan YQ，1987.On the shelf circulation north of Taiwan.Acta.Oceanol.Sin，6 （Suppl.I）：1-20.

陳倩，黃大吉，章本照，2003.浙江近海潮流和余流的特征.東海海洋，21（4）：1-14.

陳學(xué)恩，展鵬，胡學(xué)軍，等，2010.夏季長(zhǎng)江口外東海海域?qū)崪y(cè)海流資料分析.中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，40（8）：34-42.

陳宗鏞，1980.潮汐學(xué).北京：科學(xué)出版社.

胡基福，1996.氣象統(tǒng)計(jì)原理與方法.青島海洋大學(xué)出版社.

劉天然，魏皓，趙亮，等，2010.北部灣春季季風(fēng)轉(zhuǎn)換時(shí)期兩潛標(biāo)站余流分析.熱帶海洋學(xué)報(bào)，29（3）：10-16.

史峰巖，朱首賢，朱建榮，等，2000.杭州灣、長(zhǎng)江口余流及其物質(zhì)輸運(yùn)作用的模擬研究Ⅱ冬季余流及其對(duì)物質(zhì)的運(yùn)輸作用.海洋學(xué)報(bào)（中文版），22（6）：1-12.

史靜濤，周智海，2011.海洋站數(shù)據(jù)質(zhì)量控制技術(shù)探討.海洋技術(shù)，30 （1）：114-117.

唐曉暉，王凡，2004.長(zhǎng)江口鄰近海域夏、冬水文特征分析.海洋科學(xué)集刊，（46）：42-66.

王國(guó)龍，吳中鼎，袁延茂，等，2010.經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法在潮余流分離中的應(yīng)用.海洋測(cè)繪，30（2）：42-45.

許建平，潘玉球，曹欣中，等，1984.浙江近海區(qū)IV斷面余流結(jié)構(gòu)初步分析.海洋通報(bào)，6（3）：1-6.

姚志剛，鮑獻(xiàn)文，李娜，等，2012.基于船載ADCP觀測(cè)對(duì)羅源灣灣口斷面潮流及余流的分析.海洋學(xué)報(bào)，34（6）：1-10.

于華明，鮑獻(xiàn)文，朱學(xué)明，2008.夏季北黃海南部定點(diǎn)高分辨率實(shí)測(cè)海流分析.海洋學(xué)報(bào)，30（4）：12-20.

曾定勇，倪曉波，黃大吉，2012.冬季浙閩沿岸流與臺(tái)灣暖流在浙南海域的時(shí)空變化.中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué)，42（7）：1123-1134.

張慧，堵盤(pán)軍，鄭曉琴，2011.浙閩海域余流特征分析.海洋通報(bào)，30（2）：153-158.