東海海平面變化的綜合分析

王龍，王晶＊，楊俊鋼

（1.中國海洋大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島266100；2.國家海洋局 第一海洋研究所，山東 青島266061）

1 引言

隨著全球氣候變暖，海平面在不斷上升。海平面上升造成的海岸侵蝕、風(fēng)暴潮災(zāi)難、鹽水入侵和洪澇災(zāi)害給人類生存環(huán)境帶來巨大的威脅，海平面上升已經(jīng)成為全球性重大環(huán)境問題。

我國是個海洋大國，擁有18 000 k m長的大陸岸線和14 000 k m長的島嶼岸線，約有70%以上的大城市和50%以上的人口集中在東部沿海地區(qū)，這些地區(qū)是我國經(jīng)濟最發(fā)達(dá)的地區(qū)，同時由于地勢較低和地質(zhì)原因也是受海平面上升影響最嚴(yán)重的脆弱地區(qū)。海平面上升將加劇沿海地區(qū)的自然災(zāi)害，影響沿海地區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展，因此海平面變化值得我們深入研究。

關(guān)于我國海域海平面變化的研究，喬新和陳戈［1］基于11 a高度計數(shù)據(jù)對中國海平面變化進行了初步研究發(fā)現(xiàn)，我國海域海平面變化以1 a周期為主，平均上升速率為5.92 mm／a，不同海區(qū)海平面上升速率不同。丁蓉蓉等［2］研究了南海海平面和比容海平面變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，南海SSH以4.7 mm／a的速率上升，SSL以4.2 mm／a的速率上升，SSL變化對SSH變化起主導(dǎo)作用，此外經(jīng)向風(fēng)應(yīng)力也是SSH變化的重要因素。劉秦玉等［3］對南海北部SSH變化原因進行初步分析后認(rèn)為南海北部SSH的變化應(yīng)歸因于南海局地的動力、熱力強迫和黑潮的影響，黑潮對南海北部SSH平均態(tài)的影響要大于對SSH異常場的影響。劉秦玉等［4］利用POM模式研究了南海海平面季節(jié)變化時發(fā)現(xiàn)，在1、3、5月南海SSH異常值與7、9、11月異常值相反，風(fēng)的季節(jié)變化是南海SSH季節(jié)變化的主要原因。榮增瑞等［5］研究了全球和南海海平面變化以及與厄爾尼諾的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)全球和南海海平面的低頻變化都與厄爾尼諾密切相關(guān)，并且指出ENSO可以通過南海季風(fēng)和北太平洋環(huán)流的變化來影響南海的海平面。劉雪源等［6－7］研究黃海、渤海和東海海平面異常（SLA）低頻信號與ENSO的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，兩者具有顯著相關(guān)性，并且推出ENSO可以通過風(fēng)應(yīng)力對SLA低頻信號進行調(diào)制。

目前關(guān)于南海海平面變化季節(jié)信號和低頻信號的研究較多，而對東海海平面變化季節(jié)信號和低頻信號的研究較少，需要進一步對東海海平面變化進行研究，以便全面掌握其變化規(guī)律。本文利用1993年1月至2011年12月的衛(wèi)星高度計數(shù)據(jù)，對東海海平面變化的季節(jié)信號、線性趨勢和低頻信號進行了綜合分析，并結(jié)合風(fēng)應(yīng)力數(shù)據(jù)、海表面溫度數(shù)據(jù)和Ishii溫鹽數(shù)據(jù)等對季節(jié)信號的驅(qū)動機制以及比容海平面變化的低頻信號與海平面變化的低頻信號之間的關(guān)系進行了探討，進一步研究了東海海平面的變化規(guī)律。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)集

SLA數(shù)據(jù)是來源于法國國家空間中心（CNES）AVISO數(shù)據(jù)中心提供的融合多顆衛(wèi)星高度計（ERS－1／2，Topex／Posedion，ENVISAT 和Jason－1／Jason－2）的MSLA網(wǎng)格化數(shù)據(jù)，時間跨度為1993年1月至2011年12月，時間間隔為1個月，網(wǎng)格為（1／3）°×（1／3）°墨卡托投影，參考框架為CLS01平均海平面，其中CLS01由7 a（1993—1999年）的TP，5 a的ERS－1／2和2 a的Geosat數(shù)據(jù)處理得到。

風(fēng)應(yīng)力數(shù)據(jù)來自哥倫比亞大學(xué)的氣候數(shù)據(jù)圖書館，水平分辨率為0.5°×0.5°，時間跨度為1960—2009年，其緯向風(fēng)應(yīng)力和經(jīng)向風(fēng)應(yīng)力分別用taux和tauy表示。南方濤動指數(shù)SOI同樣來自哥倫比亞大學(xué)的氣候數(shù)據(jù)圖書館，其是太平洋塔希提島海平面與印度洋達(dá)爾文島海平面的氣壓異常之差，代表ENSO現(xiàn)象的大氣效應(yīng)。

海表面溫度數(shù)據(jù)來自美國國家海洋大氣管理局的最佳內(nèi)插海面溫度分析（NOAA optimum interpolation sea surface temperature analysis）數(shù)據(jù)集，下載地址：ftp：／／ftp.emc.ncep.noaa.gov／c mb／sst／oi month＿v2／，海表面溫度數(shù)據(jù)空間分辨率為1°×1°，時間跨度為1981—2012年，時間間隔為1個月。

Ishii溫鹽數(shù)據(jù)是由Ishii等編制的1945－2011年海表面以下1 500 m范圍內(nèi)的月平均客觀分析的溫度和鹽度數(shù)據(jù)，此分析基于 WOD05／WOA05，IRD熱帶太平洋全球溫鹽數(shù)據(jù)、COBE海表面溫度以及ARGO浮標(biāo)數(shù)據(jù)。本文選用的Ishii溫鹽數(shù)據(jù)來自UCAR（University Corporation for At mospheric Research），時間跨度為1945—2011年，水平分辨率為1°×1°，垂直方向有24個標(biāo)準(zhǔn)層，時間間隔為1個月。

2.2 海平面異常綜合分析方法

結(jié)合文獻(xiàn)［8－9］的方法，將海平面變化構(gòu)造成如下模式：

式中，Asl是月平均海平面異常時間序列；Aacos（watφa）代表年信號；Asacos（wsat－φsa）代表半年信號；B是時間為0時的SLA；C是線性速率；ε2－7（t）是周期為2～7 a的低頻信號（也稱年際間信號）；ε0（t）為殘余信號。方程中的線性項和周期項通過最小二乘法獲得，低頻信號和殘余信號通過濾波獲得。

2.3 比容海平面異常（SSL）的計算方法

比容海平面異常計算公式［10］如下：

式中，（x，y）是位置；t是時間；z是深度；Ssl（x，y，t）是（x，y）位置t時間的比容海平面異常；ρ0（x，y，z）是（x，y，z）位置的參考密度，是（x，y，z）位置平均溫度、平均鹽度、壓強的函數(shù)；ρ（x，y，z，t）是（x，y，z）位置t時間的密度，是溫度T，鹽度S，壓強的函數(shù)。ρ0（x，y，z）和ρ（x，y，z，t）的計算參照1980年國際海水狀態(tài)方程（EOS80），其中的溫度、鹽度來自Ishii溫度、鹽度數(shù)據(jù)集；參考密度是通過1993—1999年間海水的平均溫度和平均鹽度計算得到的。

3 季節(jié)性海平面變化

海平面季節(jié)變化通常由年信號和半年信號組成，因此分析東海季節(jié)性海平面變化的時候，我們可以通過獲得的年信號和半年信號來研究其變化規(guī)律。Gill［11］、Gill和 Niile［12］認(rèn)為季節(jié)性海平面變化由大氣壓力、風(fēng)影響和比容膨脹的變化來驅(qū)動。Vinogradov等［13］認(rèn)為海表面風(fēng)場和熱流是熱帶和中緯度地區(qū)季節(jié)性海平面變化的主要驅(qū)動力。在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，我們推測東海季節(jié)性海平面變化的驅(qū)動機制，并結(jié)合風(fēng)應(yīng)力數(shù)據(jù)和海表面溫度數(shù)據(jù)進行了驗證。

3.1 海平面變化的季節(jié)信號

通過對東海海平面異常時間序列的功率譜分析（圖1）我們發(fā)現(xiàn)東海海平面變化的半年周期比較微弱，可以忽略不計，因此在分析東海海平面的季節(jié)變化時，僅考慮了年周期。我們?nèi)サ艄剑?）中半年信號項，并利用最小二乘法得到了東海海平面變化的年信號和線性項，即公式（1）的Aacos（wat－φa）和B＋Ct兩部分。

圖1 東海海平面異常功率譜

東海海平面變化年信號振幅平均值為11.45 c m，其分布具有明顯的區(qū)域特征（見圖2a）。最大振幅為19.65 c m，出現(xiàn)在臺灣海峽；最小振幅為2.45 c m，出現(xiàn)在臺灣省東北以及臺灣省以東海域?？傮w來看，東海年信號的振幅分布呈現(xiàn)出北高、南低的趨勢。

東海海平面變化年信號峰值出現(xiàn)的時間分布同樣具有顯著的區(qū)域特性（見圖2b）。在開闊海域年信號峰值在8—10月出現(xiàn)，而且從南到北逐漸延后。在沿岸海域年信號峰值在9—12月出現(xiàn)，呈現(xiàn)出與開闊海域完全相反的變化趨勢，峰值出現(xiàn)時間從南向北逐漸提前。在開闊海域和沿岸海域年信號峰值出現(xiàn)時間的差異表明兩者之間年信號的主要驅(qū)動機制的不同。黑潮流域的峰值時間呈明顯的黑潮形態(tài)分布，表明黑潮在此流域?qū)δ晷盘栍绊戄^大。臺灣省東北海域年信號峰值在11月份出現(xiàn)，與此區(qū)域的冷渦有

關(guān)［14］。

東海海平面變化年信號的顯著性是通過年信號解釋方差占總方差的比例來評價的，比例越大，年信號越顯著。圖2c是東海年信號解釋方差比例的區(qū)域分布圖，可以發(fā)現(xiàn)東海年信號的顯著性存在區(qū)域差異。解釋方差比例較大的區(qū)域主要集中在28°N以北，122°E以東的開闊海域，方差解釋比例在80%以上；解釋方差比例較小區(qū)域主要集中在長江入?？?、臺灣省東北以及以東海域。選取圖2c中A、B、C三個位置，并對三個位置的時間序列進行功率譜分析，如圖2d所示。A點能量主要集中在年頻率上，年信號顯著；B點能量主要集中在1，2，以及2a以上的頻率上，與臺灣省東北海域常年存在的冷渦——上升流有關(guān)［14］；C點能量主要集中在4～12個月頻率上，主要受西太平洋大氣對流季節(jié)內(nèi)振蕩的影響［15］。

3.2 季節(jié)性海平面變化的驅(qū)動機制

東海連通南海和黃海，跨越30°N的大氣輻散帶，處于海陸過渡帶東亞季風(fēng)氣候區(qū)。Cabanes等［16］認(rèn)為海水熱膨脹和風(fēng)驅(qū)動的海水堆積是海平面上升的主要影響因素，考慮到東海顯著的季風(fēng)氣候以及太陽輻射對海平面變化的普遍影響，我們推測風(fēng)驅(qū)動的海水堆積和海水熱膨脹是東海季節(jié)性海平面變化的主要驅(qū)動機制，并結(jié)合海面風(fēng)應(yīng)力和海表面溫度對東海季節(jié)性海平面變化進行了分析，驗證了兩種驅(qū)動機制在東海季節(jié)性海平面變化中的作用。

通過區(qū)域平均得到了東海海表面溫度的時間序列，利用多元線性回歸法得到了東海海表面溫度的年信號如圖3a、b，其中線性回歸系數(shù)達(dá)到了0.984 4，表明東海海表面溫度變化的年信號占總的變化的絕大部分。

通過區(qū)域平均得到了東海平均緯向風(fēng)應(yīng)力距平和平均經(jīng)向風(fēng)應(yīng)力距平（下面分別用taux和tauy表示，taux正值代表西風(fēng)，tauy正值代表南風(fēng)）的月平均時間序列，利用線性擬合得到了緯向風(fēng)應(yīng)力距平和經(jīng)向風(fēng)應(yīng)力距平的年信號如圖4a、b。圖4c、d分別是緯向風(fēng)應(yīng)力距平年信號和經(jīng)向風(fēng)應(yīng)力年信號的解釋方差比例的區(qū)域分布圖，如圖所示，東海區(qū)域的經(jīng)向風(fēng)應(yīng)力具有更顯著的年周期信號。

圖5顯示了東海海平面變化的季節(jié)信號（年信號）在四季的區(qū)域分布，四季的年信號通過公式（1）的年信號部分在每個季節(jié)的3個月的平均得到，其中定義1—3月為冬季，4—6月為春季，7—9月為夏季，10—12月為秋季。

結(jié)合圖3～5，從空間分布和時間演變兩個方面對東海海平面變化季節(jié)信號的驅(qū)動機制進行了分析。分析了風(fēng)驅(qū)動的海水堆積和海水熱膨脹對東海海平面變化季節(jié)信號在各個季節(jié)區(qū)域分布的影響，分析結(jié)果如下：

在冬季（見圖5a）taux為負(fù)值（東風(fēng)），東風(fēng)引起的海水堆積使28°N以南緯向風(fēng)應(yīng)力年信號顯著的沿岸海域海平面呈東低、西高分布。tauy為負(fù)值（北風(fēng)），北風(fēng)引起的海水堆積以及海表面溫度的北低、南高分布共同作用使沿岸海域和開闊海域海平面都呈現(xiàn)出北低、南高的分布特征。

在春季（見圖5b）taux為正值（西風(fēng)），西風(fēng)引起的海水外流使沿岸海域海平面呈西低、東高分布。tauy為正值（南風(fēng)），南風(fēng)引起的海水堆積使沿岸海域海平面呈北高、南低分布，而海表面溫度的北低、南高分布沒有使沿岸海域海平面呈北低、南高分布，表明沿岸海域風(fēng)驅(qū)動對海平面分布的影響較大；在開闊海域海平面沒有因為南風(fēng)而呈北高、南低分布，表明開闊海域海表面溫度指示的海水熱膨脹對海平面分布的影響更大。

在夏季（見圖5c）taux為正值（西風(fēng)），西風(fēng)引起的海水外流使沿岸海域海平面仍然是西低東高分布。tauy為正值（南風(fēng)），沿岸海域海平面仍呈北高、南低分布，這表明沿岸海域風(fēng)驅(qū)動對海平面分布的影響較

大，與春季一致；在開闊海域海平面呈北高南低、分布，與南風(fēng)驅(qū)動的海平面分布一致，與海表面溫度的分布相反，這表明在開闊海域夏季時風(fēng)驅(qū)動對海平面分布的影響更大。

在秋季（見圖5d）taux為負(fù)值（東風(fēng)），東風(fēng)引起的海水堆積使沿岸海域海平面呈東低、西高分布。tauy為負(fù)值（北風(fēng)），沿岸海域海平面北低、南高，與北風(fēng)和海表面溫度驅(qū)動的海平面分布一致，兩者共同影響沿岸海平面分布；在開闊海域海平面仍呈北高、南低分布，表明風(fēng)驅(qū)動和海表面溫度指示的海水熱膨脹都不足以改變夏季時積累的南北分布趨勢。

上述分析結(jié)果表明，風(fēng)驅(qū)動的海水堆積和海水熱膨脹共同影響著東海海平面變化季節(jié)信號的區(qū)域分布，而且在不同季節(jié)、不同區(qū)域兩者所起到的作用不同，主導(dǎo)地位也不斷轉(zhuǎn)變?？傮w來說，沿岸海域海平面變化季節(jié)信號的區(qū)域分布受風(fēng)驅(qū)動的影響更大，在開闊海域海平面變化季節(jié)信號的區(qū)域分布受風(fēng)和海水熱膨脹的共同驅(qū)動。

風(fēng)驅(qū)動的海水堆積和海水熱膨脹不僅影響著東海海平面變化季節(jié)信號的區(qū)域分布，還影響著季節(jié)轉(zhuǎn)變時海平面的變化趨勢，通過下面對季節(jié)轉(zhuǎn)變時風(fēng)驅(qū)動的海水堆積和海水熱膨脹對海平面變化季節(jié)信號影響的分析，進一步研究了二者對東海海平面變化季節(jié)信號時間轉(zhuǎn)變的驅(qū)動機制。

在冬季到春季的過渡中東風(fēng)變?yōu)槲黠L(fēng)導(dǎo)致的海水外流使沿岸海域海平面下降，而溫度上升導(dǎo)致的海水熱膨脹沒有使沿岸海域海平面上升，這表明沿岸海域在從冬季到春季時海平面變化主要由海面風(fēng)驅(qū)動；北風(fēng)變?yōu)槟巷L(fēng)沒有導(dǎo)致開闊海域海平面的北高、南低分布，而溫度上升導(dǎo)致的熱膨脹使海平面總體升高，表明開闊海域從冬季到春季時海平面變化主要由海水熱膨脹驅(qū)動。

春季到夏季的過渡中雖然持續(xù)的西風(fēng)導(dǎo)致的海水外流沒有使沿岸海域海平面繼續(xù)下降，但仍使海平面呈現(xiàn)出西低、東高的分布，溫度上升使沿岸海域海平面總體上升，因此沿岸海域從春季到夏季，風(fēng)和海水熱膨脹同時驅(qū)動海平面變化，海水熱膨脹占主導(dǎo)地位；持續(xù)的南風(fēng)導(dǎo)致的海水堆積使開闊海域海平面呈北高、南低分布，海水熱膨脹使海平面總體上升，因此在開闊海域從春季到夏季風(fēng)和海水熱膨脹同時驅(qū)動海平面變化。

在夏季到秋季的過渡中由西風(fēng)變?yōu)闁|風(fēng)導(dǎo)致的海水堆積使沿岸海域海平面上升，而溫度下降沒有導(dǎo)致海平面下降，表明在沿岸海域從夏季到秋季海平面變化主要由風(fēng)驅(qū)動；由南風(fēng)變?yōu)楸憋L(fēng)沒有導(dǎo)致開闊海域海平面的北低、南高分布，溫度下降導(dǎo)致開闊海域海平面總體下降，這表明在開闊海域從夏季到秋季海平面變化主要由海水熱膨脹驅(qū)動。

在秋季到冬季的過渡中持續(xù)的東風(fēng)導(dǎo)致的海水堆積沒有使沿岸海域海平面上升，但仍使海平面呈西高、東低分布，而溫度下降導(dǎo)致海平面下降，因此在沿岸海域從秋季到冬季風(fēng)和海水熱膨脹同時驅(qū)動海平面變化，海水熱膨脹占主導(dǎo)地位；持續(xù)的北風(fēng)導(dǎo)致開闊海域海平面呈北低、南高分布，溫度下降導(dǎo)致開闊海域海平面總體下降，因此在開闊海域從秋季到冬季風(fēng)和海水熱膨脹同時驅(qū)動海平面變化。

上述分析結(jié)果表明，風(fēng)驅(qū)動的海水堆積和海水熱膨脹共同影響著東海海平面變化季節(jié)信號的時間演變，而且在不同時間、不同區(qū)域兩者所起到的作用不同，主導(dǎo)地位也不斷轉(zhuǎn)變?？傮w來說，沿岸海域海平面季節(jié)信號的時間演變受風(fēng)驅(qū)動的海水堆積和海水熱膨脹的共同影響，在開闊海域海平面季節(jié)信號的時間演變受海水熱膨脹的影響更大。

通過對風(fēng)驅(qū)動的海水堆積和海水熱膨脹影響東海季節(jié)性海平面變化機制的分析，我們發(fā)現(xiàn)雖然風(fēng)引起的海水堆積和海水熱膨脹對東海季節(jié)性海平面變化的驅(qū)動機制在不同時間、不同區(qū)域存在明顯差異，但是結(jié)合海面風(fēng)和海水熱膨脹可以比較完整地解釋其變化規(guī)律，因此風(fēng)驅(qū)動的海水堆積和海水熱膨脹是東海季節(jié)性海平面變化的主要驅(qū)動機制。通過對圖5b、d黑潮流域年信號的觀察發(fā)現(xiàn)，在春秋季節(jié)黑潮流域的年信號分布有一定類似黑潮的走勢，因此黑潮對東海海平面的季節(jié)信號也具有一定的調(diào)制作用。

4 海平面變化的線性趨勢

通過區(qū)域海平面變化的平均獲得了東海平均海平面異常的時間序列，并且線性擬合得到了東海海平面的上升速率（見圖6a）。東海海平面平均上升速率為3.28 mm／a，與劉雪源等［6］所得數(shù)值吻合。東海海平面整體呈上升趨勢，上升速率具有顯著的區(qū)域特性（見圖6b）。東海海平面絕大部分處于上升趨勢，上升速率最大值位于長江入海口以及臺灣省以東（23.5°N，127°E）附近，長江水注入以及臺灣省以東暖流造成兩個區(qū)域的上升速率最大值。上升速率較大值出現(xiàn)在東南沿岸海域以及臺灣省東北的黑潮流域，這表明黑潮以及沿岸海洋環(huán)境對海平面上升速率具有一定的影響。東海海平面下降區(qū)域位于26.5°N，130°E附近。

圖6 東海海平面線性趨勢

5 年際間海平面變化

將東海海平面異常時間序列中的季節(jié)信號和線性趨勢剔除，然后通過2～7 a的帶通濾波得到了東海年際間海平面變化信號。根據(jù)公式（2），利用Ishii溫度、鹽度數(shù)據(jù)計算了東海比容海平面異常（SSL），并通過區(qū)域平均得到了東海區(qū)域平均比容海平面異常的時間序列，然后進行2～7 a的濾波得到了東海年際間比容海平面變化信號。利用2～7 a的帶通濾波得到了SOI的低頻信號。

劉雪源等［6］對東海海平面變化的低頻信號分析指出：東海海平面變化的低頻信號與SOI低頻信號以及海面風(fēng)應(yīng)力的低頻信號顯著相關(guān)，ENSO可以通過海面風(fēng)應(yīng)力對年際間海平面變化進行調(diào)制，但是僅依靠海面風(fēng)應(yīng)力無法完整解釋ENSO對東海海平面變化低頻信號的調(diào)制作用。為了研究ENSO影響東海年際間海平面變化的其他機制，我們分析了東海年際間海平面變化信號與SOI低頻信號同步相關(guān)系數(shù)的區(qū)域分布。

圖7為東海年際間海平面變化信號與SOI低頻信號同步相關(guān)系數(shù)的區(qū)域分布圖。如圖7所示，30°N以南年際間海平面變化信號與SOI低頻信號呈正相關(guān)，而且在黑潮流域的同步相關(guān)性較大。Yamagata等［17］研究指出，厄爾尼諾影響熱帶區(qū)域的海洋和大氣變化可通過黑潮的變化表現(xiàn)在中高緯度，因此ENSO通過黑潮對東海年際間海平面變化進行調(diào)制。黑潮主要由高溫、高鹽的海水組成，而海水的溫度、鹽度是比容海平面的主要影響因素，兩者具有一定的相關(guān)性，因此推測ENSO通過年際間比容海平面變化對年際間海平面變化進行調(diào)制，并對此進行了相關(guān)性驗證。

圖7 SLA和SOI低頻信號同步相關(guān)系數(shù)的區(qū)域分布

年際間比容海平面變化與年際間海平面變化的時間序列及互相關(guān)函數(shù)如圖8a、b所示。年際間比容海平面變化與年際間海平面變化的同步相關(guān)系數(shù)為0.55，二者顯著相關(guān)；互相關(guān)函數(shù)分析指出，兩者的時間延遲為0時，相關(guān)性最好。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，年際間比容海平面變化與年際間海平面變化具有顯著的相關(guān)性，前者對后者具有顯著的調(diào)制作用。

圖8 SLA和SSL低頻信號的相關(guān)性分析

年際間比容海平面變化和SOI低頻信號相關(guān)性進行分析如圖9a、b所示。年際間比容海平面變化與SOI的同步相關(guān)系數(shù)為0.25，而且當(dāng)前者比后者延遲3個月時，兩者的相關(guān)性最好，延遲時間與年際間海平面變化跟SOI低頻信號相關(guān)性最好時的延遲時間基本一致，年際間比容海平面變化與SOI具有一定的相關(guān)性。ENSO可以通過黑潮等環(huán)流來影響年際間比容海平面變化，又由于年際間比容海平面變化對海平面變化的顯著調(diào)制作用，其進而對東海年際間海平面變化產(chǎn)生影響，因此ENSO可以通過東海年際間比容海平面變來化對年際間海平面變化進行調(diào)制。

圖9 SSL和SOI低頻信號的相關(guān)性分析

6 結(jié)論

利用1993年1月到2011年12月衛(wèi)星高度計數(shù)據(jù)對東海海平面變化進行了綜合性分析，并結(jié)合海面風(fēng)應(yīng)力、Ishii溫鹽數(shù)據(jù)和海表面溫度等對驅(qū)動機制進行了探討。

（1）東海海平面變化半年信號較弱，東海季節(jié)性海平面變化主要由年信號組成。年信號幅度均值為11.45 c m，最大值出現(xiàn)在臺灣海峽，在臺灣省東北及以東區(qū)域幅值較小。年信號達(dá)到峰值的時間在沿岸和開闊海域不同，在開闊海域在8—10月份達(dá)到峰值，并且呈從南向北逐漸延后的趨勢分布，而在沿岸海域在9—12月份達(dá)到峰值，呈從南向北逐漸提前的趨勢分布。

（2）東海季節(jié)性海平面變化主要受海面風(fēng)和海水熱膨脹驅(qū)動，而且在不同時間、不同區(qū)域兩種驅(qū)動機制作用不同，主導(dǎo)地位也不斷變化?？傮w來說，在東海沿岸海域季節(jié)性海平面變化的區(qū)域分布受海面風(fēng)驅(qū)動的影響較大，季節(jié)轉(zhuǎn)變由風(fēng)和海水熱膨脹共同驅(qū)動；在開闊海域季節(jié)性海平面變化在季節(jié)轉(zhuǎn)變方面主要受海水熱膨脹影響，在區(qū)域分布方面受海面風(fēng)及海水熱膨脹共同影響，其中夏季時海面風(fēng)驅(qū)動的影響尤為強烈。在黑潮流域黑潮對東海季節(jié)性海平面變化也具有一定的調(diào)制作用。

（3）1993—2011年東海海平面平均上升速率為3.28 mm／a，具有顯著的區(qū)域特性。上升速率最大值位于長江入?？谝约?3.5°N，127°E附近；上升速率較大值出現(xiàn)在東南沿岸海域以及臺灣省東北的黑潮流域，這表明黑潮以及沿岸海域環(huán)境條件對海平面上升速率具有一定的影響；東海海平面下降區(qū)域位于26.5°N，130°E附近。

（4）東海年際間海平面變化與年際間比容海平面變化呈顯著相關(guān)，同步相關(guān)性為0.55；東海年際間比容海平面變化與SOI低頻信號具有一定的相關(guān)性，最大相關(guān)系數(shù)為0.3，時間延遲為3個月，與東海年際間海平面變化延后時間基本吻合。ENSO可以通過大氣環(huán)流和黑潮洋流等對東海海域年際間比容海平面變化產(chǎn)生影響，年際間比容海平面變化進而對東海年際間海平面變化產(chǎn)生調(diào)制作用，因此ENSO可以通過年際間比容海平面變化對東海年際間海平面變化進行調(diào)制。

致謝：感謝法國國家空間局（CNES）、哥倫比亞大學(xué)氣候數(shù)據(jù)圖書館（IRI／LDEO Cli mate Data Library）、美國國家環(huán)境預(yù)報中心（National Centers for Environmental Prediction）、美國國家海洋大氣管理局（NOAA）以及大氣研究大學(xué)聯(lián)盟（University Corporation for At mospheric Research）為本文提供數(shù)據(jù)支持！

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