南極普里茲灣73°E斷面地轉(zhuǎn)流及水文特征分析＊

林麗娜，陳紅霞，劉 娜

（1.國(guó)家海洋局 第一海洋研究所，山東 青島266061；2.海洋環(huán)境科學(xué)與數(shù)值模擬國(guó)家海洋局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島266061）

自1984－2011年，我國(guó)共進(jìn)行了27次南極考察。自1989年中國(guó)在普里茲灣東岸建立中山站開始，普里茲灣及鄰近海域就成為歷次南大洋考察的重點(diǎn)海域，同時(shí)也成為了海洋學(xué)家的研究熱點(diǎn)。自1994年第11次南極考察起，配有先進(jìn)儀器裝備的“雪龍”號(hào)破冰船首航，代替了原有的“極地”號(hào)抗冰船，從而開始了我國(guó)在極地海域精確的海洋學(xué)觀測(cè)。

普里茲灣是南極大陸附近的第三大海灣，因其特定的“瓶頸”式的地理環(huán)境和海底地形特點(diǎn)，使與其相鄰的陸架海水有對(duì)南極大陸極冷事件的長(zhǎng)久記憶［1］。前人研究表明：普里茲灣及鄰近海域主要存在四種水團(tuán)，分別為南極表層水、繞極深層水、陸架水和南極底層水［2］，其中繞極深層水所占體積最大且自北向南有強(qiáng)烈的涌升現(xiàn)象［3］，陸架水亦有顯著的北擴(kuò)現(xiàn)象［4］；在陸架水和繞極深層水之間，存在著距離南極大陸最近，受大陸影響最大的鋒面－陸緣水邊界［5］；普里茲灣海區(qū)北部主要為向東的南極繞極流，近岸區(qū)域存在向西的沿岸流，在普里茲灣中則存在順時(shí)針的環(huán)流［6］。這些水文特征體現(xiàn)了普里茲灣及鄰近海域獨(dú)特的海洋過程，是極地海洋環(huán)境的重要組成部分，對(duì)極地海洋乃至全球海洋和氣候變化都可能有著重要的影響［7］。

與全球其它海區(qū)相比，普里茲灣及鄰近海域的水文調(diào)查資料相對(duì)較少，且考察工作多是在南半球的夏季進(jìn)行，研究工作也多是針對(duì)單次調(diào)查結(jié)果開展，缺少對(duì)普里茲灣多年水文狀況的系統(tǒng)對(duì)比性研究。73°E斷面穿過普里茲灣灣口，是歷次普里茲灣考察的重點(diǎn)斷面，布設(shè)站位較為固定，近年來積累了最為豐富的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料。本文章將利用多個(gè)航次南極科學(xué)考察獲得的普里茲灣及鄰近海域73°E斷面CTD調(diào)查資料，進(jìn)行斷面上地轉(zhuǎn)流分布特征和強(qiáng)度、各項(xiàng)通量以及典型水文特征的多年變化分析，并通過與前人研究結(jié)果的比較，總結(jié)其內(nèi)在規(guī)律與典型特征。

1 資料和方法

1.1 資料來源

在整理分析27次南極考察以前普里茲灣及鄰近海域73°E斷面CTD資料的基礎(chǔ)上，去除數(shù)據(jù)不完整、斷面站位過少以及站位有效觀測(cè)深度過淺的航次數(shù)據(jù)，挑選出第15、16、18、21、25、26和27次資料作為研究的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。調(diào)查時(shí)間為1998－12－2011－01，共79個(gè)CTD站位，具體分布情況見表1和圖1。

選用的各航次調(diào)查經(jīng)向范圍有所不同：其中第15次經(jīng)向范圍最大，為62°00′～68°54′S；而第25次范圍最小，為65°00′～68°30′S。圖1是各航次在73°E斷面上站位分布的詳細(xì)情況。由圖可見，調(diào)查站位大多分布在經(jīng)向整度和半度的位置上；而在66°00′～67°00′S之間，調(diào)查站位最為密集，最多時(shí)有6個(gè)站位（第21航次）；此外，15、16、18、21、26這5個(gè)航次的經(jīng)向范圍基本一致，均為62°00′～68°00′S，具有很好的可比性。下面將選擇這幾個(gè)航次作為分析斷面海盆區(qū)（66°30′S以北）地轉(zhuǎn)流和典型水文特征變化的重點(diǎn)研究對(duì)象，而選擇全部7個(gè)航次作為分析斷面陸架區(qū)（66°30′S以南）地轉(zhuǎn)流和典型水文特征變化的研究對(duì)象。

表1 7航次73°E斷面調(diào)查時(shí)間、范圍統(tǒng)計(jì)表Table 1 The surveying range and time along the 73°E section during the seven cruises

圖1 7航次73°E斷面站位分布圖Fig.1 Location of the stations along the 73°E section in the seven cruises

1.2 地轉(zhuǎn)流計(jì)算方法——?jiǎng)恿Ω叨确?/h3>

近年來，海流計(jì)算出現(xiàn)了多種方法，如動(dòng)力高度法、逆方法、β螺旋方法和P矢量法等。其中動(dòng)力高度法是目前單斷面資料處理的唯一手段，同時(shí)也是一種可以充分利用溫鹽資料的有效方法。其計(jì)算公式如下［8］：

設(shè)在與海流垂直的斷面上有A、B兩站，兩站之間的距離為L(zhǎng)。任意選取兩個(gè)等壓面p1和p0。

式中，v為等壓面上的地轉(zhuǎn)流速；ΔD為兩等壓面間的動(dòng)力高度差；f為科氏參數(shù)；Δp為壓強(qiáng)間隔；為Δp范圍內(nèi)的比容平均值。這里需要說明的是，此種方法只能計(jì)算出A站和B站相對(duì)于流速零面的地轉(zhuǎn)流速的平均值。根據(jù)靜壓方程dp＝ρgdz，ρg≈1.014×4pa·m－1因此計(jì)算時(shí)可近似的用深度表示壓力［8］（實(shí)際應(yīng)為壓強(qiáng)，可能是文獻(xiàn)筆誤），即Δp＝104Δz。詳細(xì)推導(dǎo)過程可查閱本文參考文獻(xiàn)，這里不多加贅述。

1.3 體積通量和熱通量計(jì)算方法

將兩站位之間深度間隔為1m作為一個(gè)網(wǎng)格，體積通量和熱通量的計(jì)算公式如下：

其中，∑表示對(duì)該斷面所有網(wǎng)格求和；Ai為第i個(gè)網(wǎng)格的面積；為第i個(gè)網(wǎng)格的緯向地轉(zhuǎn)流速；cp為海水定壓比熱，單位為J·kg－1K－1。和為斷面上第i個(gè)網(wǎng)格的平均密度和平均溫度，溫度采用絕對(duì)溫標(biāo)，0℃＝273.15K。

由于本文章所用CTD數(shù)據(jù)均為全深度數(shù)據(jù)，各航次在普里茲灣附近的深水區(qū)觀測(cè)深度基本都超過3 000m，參照以往的研究［9］，在地轉(zhuǎn)流計(jì)算中取3 000m為流速零面。

2 結(jié)果與討論

2.1 73°E斷面緯向地轉(zhuǎn)流特征和相應(yīng)的通量變化

2.1.1 緯向地轉(zhuǎn)流特征

從環(huán)流研究的角度出發(fā)，普里茲灣及其鄰近洋區(qū)可以分為3個(gè)緯度帶：包括普里茲灣在內(nèi)的陸架區(qū)、輻散帶和東向的繞極流區(qū)［1］。從圖2可以看出，整體上73°E斷面也大致分為這三個(gè)部分，其中陸架區(qū)和輻散帶占主要部分。由于在普里茲灣區(qū)輻散帶和繞極流區(qū)不易區(qū)分，因此將這兩個(gè)區(qū)域合稱為海盆區(qū)。下面以66°30′S為界，將斷面分為陸架區(qū)和海盆區(qū)兩個(gè)部分做重點(diǎn)討論。

對(duì)于普里茲灣陸架海域，這里指66°30′S以南，以1.0cm·s－1等值線所達(dá)到的最大深度作為地轉(zhuǎn)流影響的深度范圍，以流速超過1.0cm·s－1的跨度作為地轉(zhuǎn)流的流幅寬度。從圖2a～g可以看出：1）灣口附近為東向流，流幅約為1個(gè)緯距，表層流速最大，最大流速多年變化范圍為4.0～9.3cm·s－1，最大流速中心位置在66°42′～67°12′S之間變化。其中第26次最大流速值最大，達(dá)到9.3cm·s－1，最大流速中心位置在66°48′S，影響深度達(dá)到387m；第21次最大流速值最小，僅為4.0cm·s－1，影響深度為315m；第18次流的影響深度最淺，僅達(dá)到188m；2）68°00′S附近為西向流，但并不是每個(gè)航次都會(huì)出現(xiàn)，在調(diào)查范圍達(dá)到68°00′S的5個(gè)航次中，有4個(gè)航次出現(xiàn)，分別為15、18、25和26次，這說明這一西向流是相對(duì)不穩(wěn)定的，有一定的年際變化。從7個(gè)航次73°E斷面地轉(zhuǎn)流特征統(tǒng)計(jì)表（表2）中還可以發(fā)現(xiàn)，這一西向流動(dòng)相對(duì)較弱，位置均在68°00′S以南，最大流速均出現(xiàn)在表層，且位置在斷面南側(cè)，多年變化范圍為1.0～3.2cm·s－1。第25次影響深度最大，達(dá)到458m；第15次這一西向流最強(qiáng)，最大流速為3.2cm·s－1，影響深度為216m，中心位置在68°48′S，這也是7個(gè)航次中73°斷面向南延伸最遠(yuǎn)的位置。因此可以推測(cè)這一西向流的最大流速位置應(yīng)在68°48′S以南。

斷面陸架區(qū)呈現(xiàn)出這一北部為東向流、南部為西向流的流動(dòng)特征，也印證了普里茲灣內(nèi)部確實(shí)存在一個(gè)明顯的氣旋式流渦。對(duì)于這一特征，前人已經(jīng)做了很多的工作：Grigor’yev［6］、Smith［10］以及 Middleton［11］等均發(fā)現(xiàn)普里茲灣有順時(shí)針環(huán)流的存在；于洪華等［12］利用中國(guó)第九次南大洋普里茲灣CTD資料，采用等密度面上的深度分布及等壓面上的動(dòng)力高度分布的方法，也發(fā)現(xiàn)在普里茲灣存在一個(gè)氣旋式渦，并且中心位于（73°E，68°00′S）附近；史久新等［13］通過數(shù)值模擬亦發(fā)現(xiàn)夏季普里茲灣內(nèi)存在一個(gè)近乎封閉的氣旋式環(huán)流或流渦，并指出這個(gè)氣旋式環(huán)流在各個(gè)層次上都存在，且表層最大流速出現(xiàn)在灣頂附近，為3.3cm·s－1。

南極輻散帶是西向的沿岸流與東向的南極繞極流之間的過渡地帶，是南極繞極流與南極沿岸流和有關(guān)的中尺度流渦相互作用的表征［14］，以多渦結(jié)構(gòu)為主。樂肯堂等［15］通過分析中國(guó)第六次和第七次南極考察資料，認(rèn)為在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)南極輻散帶位于63°30′～66°00′S區(qū)間內(nèi)，其分布的基本特征為西側(cè)偏南而東側(cè)偏北。

在66°30′S以北的海盆區(qū)，從圖2a～d和圖2f可以看出，第15、16、18、21和26這5個(gè)航次斷面地轉(zhuǎn)流主要以東向流為主，且除了第26次以外，都是單核結(jié)構(gòu)，最大流速均出現(xiàn)在表層。5個(gè)航次的最大東向流速均超過4.5cm·s－1，深度超過1 800m。其中第16次繞極流最強(qiáng)，最大流速為6.3cm·s－1，影響深度為2 250m；而第26次繞極流最弱，最大流速為4.7cm·s－1，影響深度為2 173m。研究范圍內(nèi)的繞極流流軸隨年份的不同存在顯著變化：第15次和第18次流軸在64°30′S附近；第16次和第21次則向北偏移了大約1個(gè)緯距，在63°30′S附近；第26次地轉(zhuǎn)流場(chǎng)則比較特殊，為雙核結(jié)構(gòu)，流軸分別在63°30′S附近和65°00′S附近，且65°00′S附近流核中心并不在表層而在500m附近。注意到64°30′S的站位只有第26次和第27次進(jìn)行了觀測(cè)，因此這種流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的真實(shí)性和形成原因有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

此外，海盆區(qū)內(nèi)繞極流多年最大流幅在3個(gè)緯距左右，各年份輻散帶東向繞極流南邊界基本一致，均在65°36′～65°48′S附近。從圖2d～g還可以看出，在海盆區(qū)與普里茲灣灣口之間即66°00′S附近，存在一支西向流。西向流流幅變化較小，為0.5個(gè)緯距左右；最大流速多年變化范圍為0.9～3.8cm·s－1，最大影響深度可達(dá)700m。這一西向流應(yīng)屬于南極沿岸流的一部分，這與Smith等［10］的動(dòng)力計(jì)算結(jié)果和史久新等［13］的數(shù)值模擬結(jié)果基本一致。此外，蒲書箴等［16］通過分析動(dòng)力高度場(chǎng)也發(fā)現(xiàn)，在65°30′S附近有一個(gè)流的切變，在65°00′～66°00′S有一個(gè)類似氣旋式的渦旋結(jié)構(gòu)。這一海流的流向并不穩(wěn)定，在第15、16和18次，這一區(qū)域的表層及次表層附近亦出現(xiàn)了東向流動(dòng)，最大超過1.0cm·s－1，這可能與極地東風(fēng)的時(shí)間變化與輻散帶的多渦結(jié)構(gòu)有關(guān)；也可能與站位設(shè)置的疏密有關(guān)，早前的航次在陸坡的站位設(shè)置較稀疏。

表2 研究斷面上7個(gè)航次地轉(zhuǎn)流特征統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistics of the geostrophic current features along the 73°E section during the seven cruises

圖2 研究斷面上7個(gè)航次73°E斷面地轉(zhuǎn)流分布（cm·s－1）Fig.2 Distributions of the geostrophic currents along the 73°E section during the seven cruises（cm·s－1）

2.1.2 通過斷面的地轉(zhuǎn)體積通量和熱量通量變化

利用式（2）～（3）分別計(jì)算了7個(gè)航次期間通過73°E斷面上的地轉(zhuǎn)體積通量和熱量通量，同樣以自西向東為正方向。為與前文斷面地轉(zhuǎn)流的分區(qū)相對(duì)應(yīng)，將陸架區(qū)和海盆區(qū)分別計(jì)算，具體結(jié)果如表3所示。斷面上海水地轉(zhuǎn)體積和熱量通量與斷面上的地轉(zhuǎn)流速分布直接相關(guān)，且隨時(shí)間有顯著的變化。斷面總的體積輸運(yùn)均向東，從表中前5個(gè)航次可得，62°00′～68°30′S附近多年平均總體積通量為1.52×107m3·s－1，第26次體積通量最大，為1.80×107m3·s－1；第15次體積通量最小，為1.34×107m3·s－1。在海盆區(qū)即62°00′～66°30′S，多年平均總體積通量為1.47×107m3·s－1，其中東向輸運(yùn)1.59×107m3·s－1；西向輸運(yùn)－1.2×106m3·s－1，西向輸運(yùn)第15次最大，為－1.6×106m3·s－1，其余年份均小于－1.0×106m3·s－1，第18次僅為－0.07×106m3·s－1。在陸架區(qū)即66°30′S以南，輸運(yùn)較弱，多年平均總體積通量為0.5×106m3·s－1，其中東向輸運(yùn)0.7×106m3·s－1；西向輸運(yùn)－0.2×106m3·s－1。第18次陸架區(qū)地轉(zhuǎn)體積通量接近0，說明向東與向西的輸運(yùn)達(dá)到了平衡，這亦反映了陸架區(qū)上環(huán)流的渦旋結(jié)構(gòu)。

62°00′～68°30′S穿過73°E斷面的總地轉(zhuǎn)熱輸運(yùn)均為東向輸運(yùn)，且在數(shù)值上與體積輸運(yùn)基本成比例，多年平均總熱通量為1.64×1016W，變化范圍在1.50×1016W～1.83×1016W 之間，第16次即2000年熱輸運(yùn)量最大，為1.83×1016W。海盆區(qū)和陸架區(qū)亦均為東向輸運(yùn)，其中海盆區(qū)多年平均總熱通量為1.60×1016W，變化范圍為1.47×1016W～1.76×1016W，相對(duì)比較穩(wěn)定；陸架區(qū)多年平均總熱通量?jī)H為4.00×1014W，變化范圍為0.00W～7×1014W，量值較小，且年際間差別較大。

表3 7個(gè)航次73°E斷面體積通量和熱量通量表Table 3 Geostrophic volume flux and heat flux across the 73°E section during the seven cruises

2.2 73°E斷面上典型水文特征分析

2.2.1 CWB的強(qiáng)度與變化

陸緣水邊界（continental water boundary，CWB）又稱為南極陸坡鋒，是由于繞極深層水在南侵過程中不斷涌升，在接近南極大陸附近與北向擴(kuò)展的南極冷水之間形成的一個(gè)較強(qiáng)的鋒面［12］，也是距離南極大陸最近的一個(gè)鋒面，近年來多用其取代南極輻散帶作為南極繞極流和沿岸流的分界。實(shí)際上，這兩者的位置基本上是一致的，只不過南極輻散帶是在動(dòng)力場(chǎng)中定義的，而CWB則以次表層的溫度梯度極大值為指征［7］。于洪華等［12］利用中國(guó)第九次南大洋普里茲灣 CTD資料，發(fā)現(xiàn)73°E斷面 CWB位于65°02′24″～66°02′24″S之間的次表層中，平均強(qiáng)度為0.024℃·km－1，深度約在80～600m層；蒲書箴等［16］利用中國(guó)第15次即1998/1999年南大洋普里茲灣CTD資料，分析了70°E、73°E和75°E三條經(jīng)向斷面上CWB的強(qiáng)度和空間變化，發(fā)現(xiàn)73°E斷面CWB的經(jīng)向?qū)挾葹?.79緯距，中心位置在64°42′36″S，平均強(qiáng)度為0.020℃·km－1，深度約在100～1 500m層。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，CWB的鋒面位置與動(dòng)力高度槽的槽線位置和流場(chǎng)的切邊線位置相一致。與于洪華等結(jié)果相比，均發(fā)現(xiàn)在73°E斷面上CWB平均強(qiáng)度最強(qiáng)，垂直厚度最厚，但也有明顯的年際變化，蒲認(rèn)為繞極長(zhǎng)波的發(fā)展和運(yùn)動(dòng)是導(dǎo)致CWB鋒面強(qiáng)度變化的原因之一；高郭平等［9］根據(jù)2002，2000和1999年中國(guó)南極考察和1992年澳大利亞南極考察CTD資料，分析了73°E斷面CWB的變化，指出其強(qiáng)度變化范圍為0.024～0.032℃·km－1，歷年位置基本在64°00′～64°30′S之間變化，2000年較為偏北至63°30′S。

本研究沿用前人的定義［16］，定義CWB中心位置在100m層－1～1℃等溫線之間，寬度為100m層－1～1℃等溫線之間的距離，100m層鋒面強(qiáng)度為2℃/CWB寬度，同理200m層鋒面強(qiáng)度為2℃/200m層－1～1℃等溫線之間的距離。但有的航次，1℃等溫線未達(dá)到100m層，這種情況則以1℃等溫線達(dá)到的最小深度作為判斷CWB寬度和強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)深度。

圖3a～e為統(tǒng)一截取的1 000m以淺的位溫（左）、鹽（右）度圖，表4為5個(gè)航次CWB位置和強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表，結(jié)合來看，CWB的多年經(jīng)向范圍在63°00′36″～65°07′12″S之間，其中第21次和第26次（2004－12和2009－12）向北擴(kuò)展至63°00′36″S，與前人研究相比，向北移動(dòng)程度最大，由于這兩個(gè)航次是所研究航次中僅有的初夏調(diào)查航次，所以由此推斷CWB在南半球的初夏北移強(qiáng)度最強(qiáng)。此外，CWB多年經(jīng)向?qū)挾茸兓秶鸀?.58～1.38個(gè)緯距，中心位置在63°28′12″～64°41′24″S之間變化，與輻散帶東向繞極流流軸變化一致。100m層強(qiáng)度變化范圍為0.013～0.031℃·km－1，100m層和200m層平均強(qiáng)度變化范圍為0.015～0.020℃·km－1，其中第18次寬度最窄，只占0.58個(gè)緯距，且強(qiáng)度最強(qiáng)，100m層強(qiáng)度達(dá)到0.031℃·km－1；第26次CWB強(qiáng)度在200m層最強(qiáng)，為0.026℃·km－1，與前文特殊的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，其形成原因在這里亦不做探討。

圖3 5個(gè)航次73°E斷面1 000m以淺位溫（℃）、鹽度分布Fig.3 Distributions of the potential temperature（℃）and salinity along the 73°E section during five cruises

表4 5個(gè)航次73°E斷面CWB位置和強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表Table 4 Statistics of the position and strength of CWB during five cruises

2.2.2 陸架上層水的北擴(kuò)和深層水的涌升

陸架上層水的北向輸運(yùn)與繞極深層水的南向涌升是夏季普里茲灣及鄰近上層海域比較典型的兩種現(xiàn)象，對(duì)普里茲灣水文特征有重要的影響：一方面陸架冷水的北擴(kuò)與深層暖水的涌升增大了二者之間的溫度梯度，出現(xiàn)梯度極大值，使陸緣水邊界的鋒面強(qiáng)度在該處明顯加強(qiáng)［17］；另一方面，繞極深層水能否與陸架低溫低鹽水混合并沖破普里茲灣的“門檻”沿陸坡下沉，是普里茲灣能否形成南極底層水的關(guān)鍵因素，也是近年來的研究熱點(diǎn)。

陸架水的北擴(kuò)，表現(xiàn)在50m附近水層有一冷水舌自陸架區(qū)水平向北楔入，在表層水和繞極深層水之間形成一溫度均勻?qū)?；垂直方向上溫度梯度小，溫度最低，與表層冬季水性質(zhì)相近，但鹽度偏大。蒲書箴等［4］認(rèn)為這種現(xiàn)象可能是南極輻散帶以南的南極表層水向南輸運(yùn)，進(jìn)入普里茲灣陸架區(qū)而形成的北向補(bǔ)償流。本文章以－1.6℃的等溫線向北楔入的最低緯度作為衡量陸架水北擴(kuò)的程度，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表5，從表中可以發(fā)現(xiàn)－1.6℃等溫線向北擴(kuò)展的范圍大約在62°54′～65°12′S之間，第26次（2009－12）北擴(kuò)至最低緯度62°54′S；其次為第21次（2004－12），擴(kuò)展至63°18′S；第15次（1999－01）擴(kuò)展程度最弱，－1.6℃等溫線只是向北略有凸出，僅限于65°12′S以南的海域。由此可以推測(cè)，在普里茲灣夏季，73°E斷面上陸架水北擴(kuò)的程度在初夏最強(qiáng)，且北擴(kuò)陸架水體積也較大，隨著時(shí)間的推移，北擴(kuò)的強(qiáng)度減弱，但各年份各有不同。

繞極深層水的溫鹽范圍為0.5℃≤T≤2℃，34.5≤S≤34.75，是普里茲灣區(qū)中占據(jù)最大范圍的水團(tuán)。其涌升現(xiàn)象從成因上來說屬風(fēng)生上升流，形成過程是一個(gè)補(bǔ)償過程［13］。在這里以各年份繞極深層水核心最高溫度、核心最高鹽度、涌升程度、厚度和向南擴(kuò)展程度來表征繞極深層水的變化，具體情況見表5，由于第25次和第27次調(diào)查范圍的限制，在這里不作為比較對(duì)象。從表中可得，普里茲灣夏季73°E斷面上62°00′S以南海區(qū)，繞極深層水的核心最高溫度在1.90～1.98℃之間，深度在400m左右；核心最高鹽度達(dá)到34.73～34.78，深度在900～1 000m。第18次繞極深層水核心溫度最高，同時(shí)核心鹽度也最大。若以0.5℃等溫線所包圍的區(qū)域作為繞極深層水的范圍，則繞極深層水的厚度在2 000～2 100m，第15次繞極深層水最高涌升至68m；第26次繞極深層水深度達(dá)到5a來最大深度2 242m。此外，在所研究的7個(gè)航次中有5個(gè)航次期間0.5℃等溫線伸展至陸架，這大大增加了其與陸架高鹽水混合下沉形成南極底層水的可能性。

表5 7個(gè)航次73°斷面繞極深層水各項(xiàng)特征統(tǒng)計(jì)表Table 5 Statistics of CDW features along the 73°E section during the seven cruises

3 結(jié)論

1）73°E斷面在62°00′S以南的緯向地轉(zhuǎn)流總體呈相間帶狀分布，主要分為兩個(gè)部分：一是66°30′S以南的陸架區(qū)，灣口附近為東向流，最大流速多年變化范圍為4.0～9.3cm·s－1；68°00′S附近為西向流，在調(diào)查范圍達(dá)到68°00′S的5個(gè)航次中，有4個(gè)航次出現(xiàn)，強(qiáng)度相對(duì)較弱且不穩(wěn)定，多年變化范圍為1.0～3.2cm·s－1；二是66°30′S以北的海盆區(qū)，東向流占主要地位，最大流速多年變化范圍為4.7～6.3cm·s－1，流軸分別在63°50′S和64°50′S附近；以此向南與灣口之間，出現(xiàn)一支西向流，流動(dòng)較弱且流向不穩(wěn)定，最大流速多年變化范圍為0.9～3.8cm·s－1。

2）73°E斷面上海水地轉(zhuǎn)體積通量和熱量通量與斷面上的地轉(zhuǎn)流速分布直接相關(guān)，且隨時(shí)間有顯著的變化。1998－2011年7次南極考察期間，73°E斷面上62°00′S總的地轉(zhuǎn)體積通量和熱量通量均向東。62°00′～68°30′S范圍內(nèi)5個(gè)航次的多年年平均體積通量和熱量通量分別為1.52×107m3·s－1和1.64×1016W。海盆區(qū)和陸架區(qū)亦均為東向輸運(yùn)，其中在海盆區(qū)，多年年平均體積通量和熱量通量分別為1.47×107m3·s－1和1.60×1016W；在陸架區(qū)分別為0.5×106m3·s－1和4.00×1014W。

3）73°E斷面上陸緣水邊界的多年經(jīng)向變化范圍在63°00′36″～65°07′12″S之間，在初夏調(diào)查航次期間北向擴(kuò)展最大，均擴(kuò)展至63°00′36″S。鋒面中心位置在64°28′12″～64°41′24″S之間，平均強(qiáng)度變化范圍為0.015～0.020℃·km－1。

4）73°E斷面上陸架上層水多年北向擴(kuò)展范圍在62°54′～65°12′S之間變化，在初夏航次擴(kuò)展程度最強(qiáng)；繞極深層水的性質(zhì)比較穩(wěn)定，多年高溫核為1.90～1.98℃，多年高鹽核為34.73～34.78，最高涌升至68m，在7次考察期間有5次0.5℃等溫線擴(kuò)展至陸架。二者運(yùn)動(dòng)的時(shí)空變化直接影響到陸緣水邊界強(qiáng)度和位置的變化。

5）第26次73°E斷面輻散帶溫鹽場(chǎng)和相應(yīng)的地轉(zhuǎn)流場(chǎng)比較特殊，地轉(zhuǎn)流場(chǎng)為雙核結(jié)構(gòu)，流軸分別在63°30′S附近和65°00′S附近，且65°00′S附近流核中心并不在表層而在500m附近；CWB強(qiáng)度在200m層最強(qiáng)，為0.026℃·km－1。注意到64°30′S的站位只有第26次和第27次進(jìn)行了觀測(cè)，且第27次斷面范圍較小，因此建議以后調(diào)查增加64°30′S站位，以便分析這種現(xiàn)象的真實(shí)性和形成原因。

（References）：

［1］PU S Z，DONG Z Q.Progress in physical oceanographic studies of Prydz Bay and its adjacent oceanic area［J］.Chinese J.Polar Res.，2003，15（1）：53－64.蒲書箴，董兆乾.普里茲灣附近物理海洋學(xué)研究進(jìn)展［J］.極地研究，2003，15（1）：53－64.

［2］LE K T，SHI J X，YU K L.An analysis on water masses and thermohaline structure in the region of Prydz Bay，Antarctica［J］.Oceanologia et Limnologia Sinica，1996，27（3）：1－8.樂肯堂，史久新，于康玲.普里茲灣區(qū)的水團(tuán)和熱鹽結(jié)構(gòu)的分析［J］.海洋與湖沼，1996，27（3）：1－8.

［3］YU H H，SU J L，MIAO Y T.Upwelling of deep water and formation of bottom water near Prydz Bay［C］∥ZHOU X J，LU L H.Studies on the Interaction between the Antarctica and Global Climatic Environment.Beijing：China Meteorological Press，1996：140－147.于洪華，蘇紀(jì)蘭，苗育田.南極普里茲灣近海域深層水的涌升和底層水的形成［C］∥周秀驥，陸龍驊.南極與全球氣候環(huán)境相互作用和影響的研究.北京：氣象出版社，1996：140－147.

［4］PU S Z，DONG Z Q，HU X M，et al.Water masses and their northward extension in the upper ocean of Prydz Bay，Antarctica［J］.Chinese J.Polar Res.，2000，12（3）：157－168.蒲書箴，董兆乾，胡筱敏，等.普里茲灣海域的夏季上層水及其北向運(yùn)動(dòng)［J］.極地研究，2000，12（3）：157－168.

［5］LIANG X S，SU J L.Progress in physical oceanographic studies of the specific area in the Southern Ocean［C］∥ZHOU X J，LU L H.Studies progress on the Interaction between the Antarctica and Global Climatic Environment.Beijing：Sciene Press，1995：55－73.梁湘三，蘇紀(jì)蘭.南大洋特定洋區(qū)物理海洋學(xué)研究進(jìn)展［C］∥周秀驥，陸龍驊.南極與全球氣候環(huán)境相互作用和影響研究進(jìn)展.北京：科學(xué)出版社，1995：55－73.

［6］GRIGORYEV Y A.Circulation of the surface waters in Prydz Bay［J］.Soviet Antarctic Expedition，1967，7：53－58.

［7］SHI J X，ZHAO J P.Advances in Chinese studies on water masses circulation and sea ice in the Southern Ocean（1995－2002）［J］.Advances in Marine Science，2002，20（4）：116－126.史久新，趙進(jìn)平.中國(guó)南大洋水團(tuán)、環(huán)流和海冰研究進(jìn)展（1995－2002）［J］.海洋科學(xué)進(jìn)展，2002，20（4）：116－126.

［8］YE A L，LI F Q.Physical Oceanography［M］.Qingdao：Qingdao Ocean University Press，1992.葉安樂，李鳳岐.物理海洋學(xué)［M］.青島：青島海洋大學(xué)出版社，1992.

［9］GAO G P，DONG Z Q，SHI M C.Variation of Hydrographic Features Along 73°E Section near Prydz Bay［J］.Journal of Ocean University of Qingdao，2003，33（4）：493－502.高郭平，董兆乾，侍茂崇.南極普里茲灣附近73°E 斷面水文結(jié)構(gòu)及多年變化［J］.青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，33（4）：493－502.

［10］SMITH N R，ZHAO D，KERRY K R，et al.Water masses and circulation in the region of Prydz Bay，Antarctica［J］.Deep－Sea Research PartA，1984，31（9）：1121－1147.

［11］MIDDLETON J H，HUMPHRIES S E.Thermohaline structure and mixing in the region of Prydz Bay，Antarctica［J］.Deep－Sea Research Part A，1989，36（8）：1255－1266.

［12］YU H H，SU J L，MIAO Y T.Characteristics of hydrographic structure and source of bottom water in the Prydy Bay and vicinity sea area［J］.Acta Oceanologica Sinica，1998，20（1）：11－20.于洪華，蘇紀(jì)蘭，苗育田.南極普里茲灣及其鄰近海域的水文結(jié)構(gòu)特征和底層水的來源［J］.海洋學(xué)報(bào)，1998，20（1）：11－20.

［13］SHI J X，LE K T，YU K L.Anumerical study of the ice－ocean interaction in the region of Prydz Bay，A ntarctica（Ⅱ）－Circulation［J］.Studia Marina Sinica，2000，42：22－37.史久新，樂肯堂，于康玲.普里茲灣及其鄰近海區(qū)冰－海相互作用的數(shù)值研究Ⅱ－環(huán)流［J］.海洋科學(xué)集刊，2000，42：22－36.

［14］LE K T，SHI J X，YU K L，et al.Some thoughts on the spatiotemporal varitations of water masses and circulations in the region of Prydz Bay，Antarctica［J］.Studia Marina Sinica，1998，40：43－54.樂肯堂，史久新，于康玲，等.普里茲灣區(qū)水團(tuán)和環(huán)流時(shí)間變化的若干問題［J］.海洋科學(xué)集刊，1998，40：43－54.

［15］LE K T，SHI J X.A study of circulation and mixing in the region of Prydz Bay，Antarctica［J］.Studia Marina Sinica，1997，38：39－51.樂肯堂，史久新.普里茲灣區(qū)環(huán)流與混合的研究［J］.海洋科學(xué)集刊，1997，38：39－51.

［16］PU S Z，HU X M，DONG Z Q，et al..Features of physical oceanography in the oceans near the Prydz Bay during the 1998/1999austral summer［J］.Acta Oceanologica Sinica，2006，25（6）：1－14.

［17］PU S Z，HU X M，DONG Z Q，et al.Features of Circumpolar Deep Water，Antarctic Bottom Water and their movement near Prydz Bay［J］.Acta Oceanologica Sinica，2002，24（3）：1－8.蒲書箴，胡筱敏，董兆乾，等，普里茲灣附近繞極深層水和底層水及其運(yùn)動(dòng)特征［J］，海洋學(xué)報(bào)，2002，24（3）：1－8.