林麗娜，陳紅霞，劉娜

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2013年夏季普里茲灣變性繞極深層水涌升陸架特征分析

林麗娜1，2，3，陳紅霞3*，劉娜3

(1.中國(guó)科學(xué)院 南海海洋研究所，廣東 廣州 510301；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3. 國(guó)家海洋局第一海洋研究所，山東 青島 266061)

摘要：基于中國(guó)南極科學(xué)考察水文調(diào)查資料，本文發(fā)現(xiàn)了變性繞極深層水(MCDW)涌升普里茲灣陸架的現(xiàn)象，并給出了其分布特征及運(yùn)動(dòng)過(guò)程。中國(guó)第29次南極科學(xué)考察獲得的CTD要素分布中，MCDW涌升陸架過(guò)程清晰可見(jiàn)。在詳細(xì)給出普里茲灣及鄰近海域MCDW的物理特性及其空間分布的基礎(chǔ)上，綜合前人研究成果，分析了MCDW涌升陸架過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)特征。指出在研究海域內(nèi)，MCDW主要通過(guò)73.00°E斷面涌升至陸架；在涌升過(guò)程中，受灣口東向流影響涌升路徑向東南偏移，至75.00°E附近匯入灣內(nèi)的氣旋式環(huán)流，隨南向流進(jìn)入和影響灣內(nèi)；在73.00°E斷面上，涌升的MCDW呈舌狀分布，并向南逐漸抬升，-1.00℃等溫線最南到達(dá)67.10°S附近，向上擴(kuò)展最高到270 m左右；在67.25°S的緯向?yàn)晨跀嗝嫔?，MCDW主要在73.50°～75.00°E之間、150～350 m的范圍內(nèi)進(jìn)入陸架，不存在明顯的東西向過(guò)渡過(guò)程。

關(guān)鍵詞：普里茲灣；繞極深層水；涌升陸架；氣旋式環(huán)流

1引言

南極底層水是南大洋底層的低溫、高鹽、高密度水團(tuán)，占據(jù)全球水團(tuán)的30%～40%，南極底層水的生成對(duì)全球翻轉(zhuǎn)環(huán)流有重要的貢獻(xiàn)[1—2]，同時(shí)也是熱量和CO2重要的匯[3]。南極底層水來(lái)自于高鹽陸架水，是由區(qū)域性的海冰生成析鹽和冰架-海洋相互作用生成的，高密度陸架水在陸坡處下沉，與周圍水團(tuán)混合生成南極底層水。至今為止，已經(jīng)確定的南極底層水的生成地主要有4個(gè)海域：威德?tīng)柡！⒘_斯海、阿德利地和達(dá)恩利角附近海域。其中羅斯海和威德?tīng)柡Ｊ亲钤绨l(fā)現(xiàn)的底層水形成源地[4—5]；對(duì)這兩個(gè)海域而言，大的海灣和廣闊的陸架被認(rèn)為是形成使高密度陸架水有足夠的下沉力的必要條件。但這一認(rèn)識(shí)在發(fā)現(xiàn)阿德利地南極底層水生成后[6]被打破；阿德利地底層水的形成與沿岸冰間湖有直接關(guān)系，海冰生成為底層水的形成提供了足夠的鹽分。而隨后發(fā)現(xiàn)的達(dá)恩利角也是南極底層水生成地[7]則表明，相對(duì)較窄、具有有限的高密水存儲(chǔ)能力的陸架也可以單獨(dú)通過(guò)冰間湖海-冰生成過(guò)程而產(chǎn)生南極底層水，因此較小的冰間湖海區(qū)也有可能生成底層水。

1977年Jacobs等[8]在恩德比地—普里茲灣60.00°E附近海域底層發(fā)現(xiàn)寒冷、高氧的南極底層水，由于這種水團(tuán)并沒(méi)有在37.00°E附近海域發(fā)現(xiàn)，因此排除了這種水團(tuán)是從威德?tīng)柡|移過(guò)來(lái)的可能性，并且推斷這種底層水是由東部普里茲灣海域生成。雖然達(dá)恩利角底層水生成地的發(fā)現(xiàn)可以解釋這種水團(tuán)的存在，但普里茲灣作為南極大陸的第三大海灣，同時(shí)毗鄰埃默里冰架，具備與威德?tīng)柡?、羅斯海等南極底層水形成源地類似的條件，仍然是底層水源地的一個(gè)強(qiáng)有力的候選者。近年來(lái)，確定普里茲灣是否是南極底層水的源地，并提出可靠的科學(xué)依據(jù)成為極地海洋學(xué)研究的焦點(diǎn)之一。

繞極深層水(Circumpolar Deep Water，CDW)的南向涌升是南極邊緣海上層海洋的一種典型現(xiàn)象。在研究威德?tīng)柡５讓铀纬蓡?wèn)題上，Gill[9]、Foster和Carmack[5]等認(rèn)為，CDW的涌升和向陸架海域的南伸對(duì)南極底層水的形成有著重要的意義，同時(shí)也關(guān)系到南極表層水的北向擴(kuò)展范圍以及南極陸坡鋒的強(qiáng)度和位置。在普里茲灣，CDW的南向涌升會(huì)與上層的冬季水和陸架水混合形成變性繞極深層水(Modified Circumpolar Deep Water，MCDW)。MCDW是一種過(guò)渡水團(tuán)，性質(zhì)介于CDW和陸架水之間，在周期性潮汐作用和其他因素作用下，MCDW有可能入侵到陸架邊緣的底部，與那里的高鹽陸架水混合，形成低溫、高鹽、高密度的普里茲灣底層水[10—11]。這種高密度底層水有可能越過(guò)陸架邊緣的?？玻仃懫孪蛏顚舆\(yùn)動(dòng)，為南極底層水的形成提供了必要的條件。

基于中國(guó)南極科考資料，前人已對(duì)普里茲灣海域CDW開(kāi)展了較為全面的研究，但缺乏CDW向南可以伸展到普里茲灣陸架區(qū)域的直接證據(jù)。已有研究表明，CDW在灣口西側(cè)65.00°S附近海域涌升現(xiàn)象明顯，最明顯的深度為50～200 m層，暖水涌升將冬季冷水分割成南北兩部分，并在其中形成孤立的暖水塊[12]；普里茲灣附近CDW主要位于陸坡及其以北海區(qū)，并主要在100～2 000 m之間從北向南擴(kuò)展，其高溫核(T>1.20℃)和高鹽核(S>34.70)在75.00°E斷面上最為深厚，向南擴(kuò)展得最遠(yuǎn)[13]；樂(lè)肯堂等[14]基于兩個(gè)航次的調(diào)查資料，認(rèn)為CDW可以南進(jìn)到67.00°S以南，并推斷高溫、高鹽的CDW在某些情況下有可能擴(kuò)展到普里茲灣陸架上。而實(shí)際上，如果嚴(yán)格按照CDW同時(shí)需要滿足的溫鹽指標(biāo)來(lái)看，CDW只能向南推進(jìn)到66.50°S附近的陸坡附近，而變性較大的CDW的前沿混合水也只能影響到陸架上67.00°S左右[15]。

在前人研究成果的基礎(chǔ)上，本文利用中國(guó)第29次南極考察在普里茲灣及鄰近海域獲得的實(shí)測(cè)水文數(shù)據(jù)，明確了普里茲灣及鄰近海域內(nèi)MCDW的物理特性及空間分布，并分析了MCDW涌升陸架過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)特征。

2數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介

2013年1-3月中國(guó)第29次南極考察在普里茲灣及鄰近海域共進(jìn)行了63個(gè)站位的定點(diǎn)CTD調(diào)查，采用的儀器為美國(guó)海鳥(niǎo)公司生產(chǎn)的SBE-911 CTD，其數(shù)據(jù)溫度精度為0.001℃，電導(dǎo)率精度為0.000 3 S/m，儀器在航次前、后均經(jīng)過(guò)校正。

第29次南極考察水文調(diào)查站位具體分布如圖1所示。從圖中可以看出本航次調(diào)查區(qū)域緯度范圍為64.50°～69.16°S，經(jīng)度范圍為68.00°～78.00°E。在這一航次中主要完成了6條觀測(cè)斷面的調(diào)查，分別是68.00°E、70.50°E、73.00°E、75.50°E、78.00°E經(jīng)向斷面和位于普里茲灣灣口的67.25°S緯向橫斷面。

在5條經(jīng)向斷面中，70.50°E、73.00°E、75.50°E斷面特別是73.00°E斷面是我國(guó)南極考察中重復(fù)觀測(cè)最為充分的斷面。在這些斷面上，站間距從北向南分別為(1/2)°、(1/6)°、(1/4)°，其中在67.50°S以北的深水海區(qū)站間距最大，67.00°～67.50°S之間的陸坡海區(qū)站位最為密集。

67.25°S緯向斷面是繼第27次南極考察之后我國(guó)南極考察第二次在灣口設(shè)置的橫向斷面，由于第27次考察在該斷面壓力傳感器出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)精度受到影響，因此可以說(shuō)第29次南極考察在該斷面獲得的數(shù)據(jù)是我國(guó)迄今為止在該斷面獲取的第一份高精度數(shù)據(jù)。該斷面橫跨普里茲灣灣口，對(duì)研究灣口的水團(tuán)交換和通量大小有重要作用。此外，該斷面與經(jīng)向斷面呈十字交叉形式，這與以往相比，加大了在灣口的觀測(cè)能力，為從經(jīng)向和緯向兩個(gè)角度研究MCDW的運(yùn)動(dòng)特征提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖1　中國(guó)第29次南極考察CTD站位分布Fig.1　The distribution of CTD stations in the 29th Chinese Antarctica Research Expedition

32013年夏季普里茲灣附近MCDW涌升陸架特征分析

CDW的示性指標(biāo)為0.50℃≤T≤2.00℃、34.50≤S≤34.75[16]，對(duì)于陸架水，迄今為止還沒(méi)有一個(gè)明確的溫鹽特征界定，鑒于陸架水與冬季水是分處于陸架區(qū)和海盆區(qū)的性質(zhì)類似的水團(tuán)[17]，因此本文參考冬季水的示性指標(biāo)(T<-1.50℃、34.20≤S≤34.56)[16]，定義陸架水的溫鹽特征為T<-1.50℃，S>34.20。作為CDW和陸架水的過(guò)渡水團(tuán)，對(duì)MCDW的示性指標(biāo)最為保守的估計(jì)范圍應(yīng)為-1.50℃≤T≤0.50℃，S>34.20。

實(shí)際上，MCDW在涌升陸架過(guò)程中不斷與陸架水混合，其溫鹽特征有顯著的變化，因此難以對(duì)其溫鹽指標(biāo)給出更為精確的界定。此外，MCDW作為變性的CDW，高溫高鹽不僅是其本質(zhì)特征，也是在陸架上判別MCDW的主要依據(jù)，因此在基于MCDW示性指標(biāo)估計(jì)范圍的基礎(chǔ)上，需根據(jù)具體情況如結(jié)合與周圍水團(tuán)的差異來(lái)識(shí)別與分析MCDW。同時(shí)由于MCDW示性指標(biāo)中溫度指標(biāo)比鹽度指標(biāo)更具體，且涌升現(xiàn)象中溫度要素比鹽度要素變化幅度更大，特征更明顯，因此前人在研究MCDW時(shí)以溫度要素為主[18—20]。其中日本海洋學(xué)家Yabuki等[20]在分析普里茲灣海域MCDW時(shí)以-1.00℃等值線作為判斷MCDW范圍的主要指標(biāo)，為便于比較分析本文也將-1.00℃作為分析MCDW特征的一個(gè)主要參數(shù)。

3.1經(jīng)向斷面MCDW特征分析

73.00°E經(jīng)向斷面通過(guò)普里茲灣灣口，緊鄰灣口最深處，是灣內(nèi)外物質(zhì)交換的通道，也是MCDW最有可能涌升陸架的位置。本次調(diào)查在該斷面設(shè)置的站位分布范圍為65.00°～68.50°S，斷面溫度和鹽度分布分別如圖2所示。兩個(gè)圖中最明顯的共同特征是有一相對(duì)高溫高鹽的MCDW水舌涌升陸架，水舌的核心大約在67.00°S的420 m處，核心最高溫度達(dá)到0.23℃，最高鹽度為34.62。就溫度分布來(lái)看，-1.50℃等溫線垂向擴(kuò)展至深度100 m，最南延伸至67.60°S；-1.00℃等溫線垂向擴(kuò)展至270 m左右，最南延伸至67.10°S，垂向涌升溫度梯度為-0.003℃/m。與溫度分布相比較，在鹽度分布圖上鹽度舌的強(qiáng)度相對(duì)較弱，而范圍相當(dāng)，34.50等值線擴(kuò)展至200 m左右。由圖2位勢(shì)密度分布圖中可以看出，暖水舌范圍內(nèi)位勢(shì)密度有顯著波動(dòng)，表明水舌附近垂向穩(wěn)定性較弱，推測(cè)這是導(dǎo)致暖水舌在67.25°S約220 m深度上有隔斷現(xiàn)象的原因。

在站位剖面圖中，也能很清楚的看到水舌的涌升。圖3為P5-07站(73.00°E，67.00°S)和P5-08站(73.00°E，67.25°S)的溫鹽密剖面圖，由圖可見(jiàn)P5-07站300～500 m和P5-08站100～200 m范圍內(nèi)均有明顯的溫、鹽增大現(xiàn)象，且溫度剖面較鹽度更顯著。在P5-07站位上，MCDW在420 m深處溫、鹽、密同時(shí)達(dá)到最大值，分別為0.23℃、34.62、27.79 kg/m3，而在P5-08站位處MCDW在198 m溫、鹽、密數(shù)值最高，分別為-1.00℃、34.50、27.76 kg/m3。水舌兩側(cè)的強(qiáng)溫鹽梯度在剖面圖中也很顯著，P5-07站387～407 m溫、鹽梯度分別為0.044℃/m、0.004 m-1，425～440 m溫、鹽梯度分別為-0.093℃/m、-0.007 m-1；P5-08站96～198 m溫、鹽梯度分別為0.007℃/m、0.001 m-1，198～220 m溫、鹽梯度分別為-0.029℃/m、-0.001 m-1。且密度曲線在上述深度上波動(dòng)較劇烈，這增加了垂向混合擴(kuò)散的可能性。

圖2　73.00°E斷面位溫、鹽度和位勢(shì)密度分布Fig.2　Potential temperature，salinity and potential density along section 73.00°E

圖3　73°E斷面P5-07站(67°S，73.00°E)和P5-08站(67.25°S，73.00°E)溫鹽密剖面Fig.3　Vertical distribution of potential temperature，salinity and potential density at station P5-07 and P5-08

圖4　75.50°E斷面位溫和鹽度分布Fig.4　Potential temperature and salinity along section 75.50°E

此外，在75.50°E斷面上也發(fā)現(xiàn)了符合MCDW溫鹽特征的水團(tuán)，這一斷面上的溫、鹽分布如圖4所示。從圖中可見(jiàn)在67.00°～68.00°S范圍內(nèi)100～300 m深度上存在一個(gè)-1.50℃≤T≤-1.20℃的溫度明顯高于周圍水體的MCDW暖水團(tuán)，鹽度在34.40～34.50之間，水團(tuán)核心溫度最高為-1.20℃，核心鹽度最高為34.50。

與73.00°E斷面相比，水團(tuán)溫、鹽數(shù)值均顯著降低，核心最高溫度由0.23℃降到-1.20℃，核心最高鹽度由34.62降到34.50。且MCDW范圍有所減小，與周圍背景場(chǎng)的差異減弱，如在鹽度分布圖中僅能從34.50等值線分布中分辨出MCDW涌升現(xiàn)象。更值得注意的是，與73.00°E斷面上顯著且連續(xù)的水團(tuán)涌升現(xiàn)象不同，66.50°～67.00°S范圍內(nèi)-1.50℃等溫線和34.50鹽度等值線的分離表明，在75.50°E斷面陸架上的MCDW與繞極深層水涌升的水團(tuán)分離，孤立存在于普里茲灣陸架上。據(jù)此尚不能判斷這一水團(tuán)是直接通過(guò)75.50°E斷面涌升至陸架還是來(lái)源于其他海域。

3.2緯向?yàn)晨跀嗝鍹CDW特征分析

橫跨普里茲灣灣口的緯向斷面PA布設(shè)于67.25°S，70.50°～76.33°E范圍內(nèi)，圖5為PA斷面溫鹽分布圖。如圖所示這一斷面溫度分布特征是：表層溫度東高西低；躍層深度位于50 m附近，在71.00°E海域躍層抬升露出水面；在71.00°～72.00°E，150 m和250 m深度上，出現(xiàn)溫度為-2.00℃的低溫水；71.50°～75.50°E范圍內(nèi)150～350 m深度上存在一個(gè)與周圍水團(tuán)相比相對(duì)高溫的暖水團(tuán)，這一溫度高于-1.50℃的水團(tuán)將陸架冷水分為兩部分，暖水特征符合MCDW的特性；350 m以下是溫度低于-1.75℃的陸架冷水。

由圖5斷面鹽度分布可見(jiàn)，斷面上的鹽度分布特征為：表層鹽度東低西高；躍層深度也位于50 m附近，但在71.00°E附近海域躍層下沉至150 m左右；鹽度整體隨深度線性增加，但在150～350 m深度上出現(xiàn)一個(gè)與周圍水團(tuán)相比相對(duì)高鹽(S>34.50)的水團(tuán)，高鹽水團(tuán)的范圍與溫度斷面上符合MCDW特性的暖水團(tuán)相對(duì)應(yīng)，因此認(rèn)為這一T>-1.5℃，S>34.50的水團(tuán)為涌升至陸架的MCDW。

由圖5可見(jiàn)，PA斷面的MCDW在自西向東方向上存在兩個(gè)核心。第一個(gè)核心大致位于67.25°S，72.17°E附近的240 m深度上，核心溫度和鹽度分別為-0.85℃、34.53；第二個(gè)核心大致位于67.25°S，73.83°E附近的300 m處，核心溫度和鹽度分別為-0.59℃、34.55。第二個(gè)核心與第一個(gè)核心相比，溫度和鹽度更高、范圍更大。這表明在67.25°S灣口緯向斷面上，MCDW主要在71.50°～75.50°E范圍內(nèi)150～350 m深度上進(jìn)入陸架，其中在東部73.50°～75.00°E強(qiáng)度最強(qiáng)。

圖5　灣口PA斷面位溫和鹽度分布Fig.5　Potential temperature and salinity along section PA

2006年Yabuki等[20]利用普里茲灣灣口67.50°S緯向斷面數(shù)據(jù)分析指出，溫度范圍在-1.70～-1.50℃的符合MCDW特征的水團(tuán)主要出現(xiàn)在75.00°～76.00°E范圍內(nèi)100～200 m深度上，MCDW進(jìn)入陸架的位置主要在75.00°～76.00°E。與67.50°S斷面上MCDW分布特征相比，中國(guó)第29次南極考察航次67.25°S斷面上的MCDW進(jìn)入陸架的深度更深、范圍更大，位置西移。這種分布特征的差異一方面可能是由調(diào)查時(shí)間的不同造成的，另一方面兩個(gè)調(diào)查斷面的緯度位置也有0.25°的偏差。這種差異說(shuō)明MCDW的涌升有顯著的年際變化特征，并且在向南涌升過(guò)程中位置和范圍都會(huì)不斷發(fā)生變化。

3.3垂向不同層面上MCDW分布特征

MCDW涌升陸架的現(xiàn)象在水平分布圖中也很顯著。以斷面分析結(jié)果為基礎(chǔ)，這里選取250 m和400 m兩個(gè)典型層面來(lái)分析MCDW的平面分布特征，圖6、圖7分別為400 m和250 m層面的溫、鹽平面分布圖。

圖6　400 m層溫、鹽平面分布Fig.6　Horizontal contoured distribution of temperature and salinity at 400 m

圖7　250 m層溫、鹽平面分布Fig.7　Horizontal contoured distribution of temperature and salinity at 250 m

400 m層溫、鹽分布圖中，在(67.00°S，73.00°E)附近，有一個(gè)符合MCDW溫鹽特征的高溫高鹽帶，將溫度低于-1.00℃的冷水隔開(kāi)，在兩側(cè)形成很強(qiáng)的溫鹽鋒面。高溫高鹽帶的核心溫度約為0℃，鹽度為34.60。若以-0.50℃等值線作為400 m層MCDW的外邊緣線，則可以得到相對(duì)完整的MCDW范圍。其范圍大致在66.65°～67.20°S，72.00°～74.00°E附近，面積約為5 400 km2。

由于在涌升過(guò)程中不斷與低鹽冷水混合，MCDW的溫度和鹽度均逐漸降低。若以-1.00℃等溫線作為外邊緣線標(biāo)準(zhǔn)，如圖7所示，在250 m層上MCDW出現(xiàn)在67.10°～67.30°S，73.50°～75.00°E范圍內(nèi)，面積約為1 400 km2。水團(tuán)中心在67.25°S，74.50°E附近，核心溫度約為-0.80℃，鹽度為34.53。與400 m相比，水團(tuán)溫度降低，鹽度減小，位置向東南偏移。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)溫度高于-1.50℃的水團(tuán)在250 m層也占據(jù)相當(dāng)大的范圍，這些也屬于與陸架水融合后的MCDW。說(shuō)明MCDW在涌升過(guò)程中，逐漸與低溫低鹽的陸架水混合，并且向東南偏移，在涌升過(guò)程中范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.4平面動(dòng)力高度場(chǎng)分析

為了進(jìn)一步研究MCDW進(jìn)入陸架后的運(yùn)動(dòng)特征，本文計(jì)算了陸架區(qū)的動(dòng)力高度分布，所用數(shù)據(jù)為深度小于1 000 m的位于陸架及陸架邊緣的站位數(shù)據(jù)。依據(jù)前文73.00°E斷面分析的MCDW涌升核心，這里選取250 m層作為研究層面，此外考慮到盡可能利用陸架上的所有站位數(shù)據(jù)，選取參考面為400 m。

圖8為普里茲灣陸架區(qū)250～400 m動(dòng)力高度分布圖。依據(jù)南半球地轉(zhuǎn)流平行于等位勢(shì)線且高值在左的特征，從圖中可以看出在75.00°E附近有一個(gè)很強(qiáng)的南向流，這一結(jié)果與Yabuki等[20]利用日本南極鯨研究計(jì)劃數(shù)據(jù)分析的200×104～400×104Pa動(dòng)力高度場(chǎng)所得結(jié)論一致。海流沿經(jīng)向進(jìn)入灣內(nèi)，并在向東南運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中逐漸轉(zhuǎn)向，在埃默里冰架前緣有轉(zhuǎn)為自東向西的趨勢(shì)，形成普里茲灣內(nèi)的氣旋式環(huán)流，這一氣旋式環(huán)流特征已得到前人研究成果[21—22]的驗(yàn)證。在(67.00°S，73.00°E)附近的普里茲灣灣口主要是東向流，這一結(jié)果與高郭平等[23]和林麗娜等[24]利用其他航次中國(guó)南極考察CTD數(shù)據(jù)計(jì)算的73.00°E斷面地轉(zhuǎn)流特征相符。

計(jì)算得到的250 m流場(chǎng)分布也印證了MCDW在陸架上的運(yùn)移路徑。MCDW沿73.00°E斷面涌升至陸架，在涌升過(guò)程中受東向流的影響，向東南偏移；這與75.50°E斷面孤立存在的暖水區(qū)和250 m層(67.00°S，74.00°E)附近出現(xiàn)的暖水區(qū)相對(duì)應(yīng)。當(dāng)MCDW運(yùn)移至75.00°E斷面附近后，隨南向流進(jìn)入和影響灣內(nèi)；這與灣口67.25°S緯向斷面上MCDW在73.50°～75.00°E范圍內(nèi)涌升陸架最強(qiáng)的現(xiàn)象是一致的。

圖8　250～400 m動(dòng)力高度分布(單位：10-1m2/s2)Fig.8　Horizontal contoured distribution of dynamic height at 250 m relative to 400 m (unit:10-1m2/s2)

4結(jié)論

本文利用2013年夏季中國(guó)第29次南極考察在普里茲灣及鄰近海域獲取的CTD水文調(diào)查數(shù)據(jù)，明確了清晰的MCDW涌升陸架現(xiàn)象，分析了MCDW的分布特征和涌升陸架的運(yùn)動(dòng)路徑，主要得出如下結(jié)論：

(1)2013年夏季涌升的MCDW在73.00°E斷面上呈舌狀分布，并向南逐漸抬升，水舌兩側(cè)溫鹽梯度較強(qiáng)且垂向穩(wěn)定性較弱。-1.00℃等溫線最南到達(dá)67.10°S附近，向上擴(kuò)展最高到270 m左右，垂向涌升溫度梯度為-0.003℃/m，34.50鹽度等值線擴(kuò)展至200 m左右。

(2)在67.25°S灣口緯向斷面上，MCDW核心最高溫度和鹽度分別為-0.59℃、34.55，主要在71.50°～75.50°E之間、150～350 m的范圍內(nèi)進(jìn)入陸架，其中在東部73.50°～75.00°E強(qiáng)度最強(qiáng)。

(3)在400 m層，MCDW大致出現(xiàn)在66.65°～67.20°S，72.00°～74.00°E范圍內(nèi)，面積約為5 400 km2。至250 m層MCDW溫度降低，鹽度減小，位置向東南偏移，出現(xiàn)在67.10°～67.30°S，73.50°～75.00°E范圍內(nèi)，面積約為1 400 km2。

(4)MCDW主要通過(guò)73.00°E斷面涌升至陸架，在涌升陸架過(guò)程中，受灣口東向流影響涌升路徑向東南偏移，至75.00°E附近匯入灣內(nèi)的氣旋式環(huán)流，隨南向流進(jìn)入和影響灣內(nèi)，為高鹽陸架水的形成提供鹽分。

受數(shù)據(jù)資料觀測(cè)時(shí)段的限制，本文僅對(duì)2013年夏季普里茲灣MCDW涌升陸架特征進(jìn)行了初步分析，而弄清冬季MCDW涌升陸架特征同樣非常重要。原因是由于冬季結(jié)冰析鹽及冰間湖現(xiàn)象的發(fā)生，造成大量的鹽分注入普里茲灣陸架，促使高鹽陸架水的生成，而涌升至陸架的MCDW與高鹽陸架水混合，更有利于生成南極底層水。因此未來(lái)亟需更為豐富的錨碇和大面觀測(cè)資料用于深入研究。

致謝：感謝國(guó)家海洋局極地考察辦公室、國(guó)家海洋局極地研究中心為本文的開(kāi)展提供現(xiàn)場(chǎng)考察平臺(tái)與調(diào)查資料，感謝中國(guó)第29次南極科學(xué)考察全體隊(duì)員為獲取數(shù)據(jù)所付出的辛勤勞動(dòng)。

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收稿日期：2015-01-30；

修訂日期：2015-06-23。

基金項(xiàng)目：中國(guó)極地科學(xué)戰(zhàn)略研究基金項(xiàng)目——普里茲灣變性繞極深層水陸架涌升現(xiàn)象分析與研究(20140307)；海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)——極地海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用示范(201405031)；國(guó)家高科技研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)課題——冰架熱水鉆關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)研發(fā) (2011AA090401)；南北極環(huán)境綜合考察與評(píng)估專項(xiàng)——2014年度南極周邊海域物理海洋和海洋氣象專項(xiàng)(CHINARE2014-01-01)，2014年度南極綜合環(huán)境分析與評(píng)價(jià)(CHINARE2014-04-01)；國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)課題——南大洋海-冰-氣相互作用及其對(duì)南印度洋的影響(2010CB950301)。

作者簡(jiǎn)介：林麗娜(1987—)，女，山東省煙臺(tái)市人，博士研究生，主要從事極地研究。E-mail：linln@fio.org.cn *通信作者：陳紅霞，博士，副研究員。E-mail：chenhx@fio.org.cn

中圖分類號(hào):P728.2; P731

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：0253-4193(2016)01-0046-10

An analysis on the upwelling of modified circumpolar deep water over the shelf region of Prydz Bay in the summer of 2013

Lin Li’na1，2，3，Chen Hongxia3，Liu Na3

(1.SouthChinaSeaInstituteofOceanology，ChineseAcademyofSciences，Guangzhou510301，China;2.UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China;3.FirstInstituteofOceanography，StateOceanicAdministration，Qingdao266061，China)

Abstract:Based on the hydrological data obtained in CHINARE cruises，the Upwelling of Modified Circumpolar Deep Water (MCDW) over the shelf region of Prydz Bay is found. Its distribution characteristic and movement are analyzed. The distribution of CTD elements obtained in the 29th CHINARE cruise captured the Upwelling of MCDW over the shelf region of Prydz Bay clearly. Based on the description of the physical characteristics and distribution of MCDW in the Prydz Bay region，the Upwelling of MCDW over the Shelf Region of Prydz Bay is analysed with previous research results. The intrusion of MCDW into the bay is mainly by the way of 73.00°E. In the upwelling process，MCDW moves to southeast and comes into the bay near 75.00°E joining in the cyclonic circulation. MCDW is clearly depicted in the section of 73.00°E as a southward water tongue. The water warmer than -1.00℃ is up to 270 m and moves to the 67.10°S. The section crosses Prydz Bay zonally near 67.25°S shows that MCDW appears at 150～350 m between 73.50°～75.00°E. It is suggested that MCDW is supplied to Prydz Bay mainly by way of 73.50°～75.00°E near the section of 67.25°S．

Key words:Prydz Bay; Modified Circumpolar Deep Water; upwelling; cyclonic circulation

林麗娜，陳紅霞，劉娜. 2013年夏季普里茲灣變性繞極深層水涌升陸架特征分析[J]. 海洋學(xué)報(bào)，2016，38(1): 46-55，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2016.01.005

Lin Li’na，Chen Hongxia，Liu Na. An analysis on the upwelling of modified circumpolar deep water over the shelf region of Prydz Bay in the summer of 2013[J]. Haiyang Xuebao，2016，38(1): 46-55，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2016.01.005