热带气旋引发长江流域海面盐度变化,对海洋渔业有什么影响?
每年夏季,长江冲淡水会在黄海和东海形成一片巨大的低盐海域,盐度甚至低于28 psu,这种淡水扩张虽然对陆地生态系统有益,但是这种过低盐度的淡水会导致鱼类、贝类的大量死亡。然而,最新的研究发现,热带气旋竟然可以通过改变海洋盐度,能够显著抑制长江冲淡水的扩展,其中的机制是什么呢?对渔业资源又会有什么样的影响呢?
热带气旋与长江冲淡水
长江是我国最长的河流,在每年夏季6–8月,会向东海排放大量淡水,这些淡水在河口附近与海水混合,形成一片低盐度的“冲淡水”,并随季风向东扩散,有时甚至能抵达济州岛附近。最早在1996年,就有报导济州岛附近就因长江冲淡水的异常扩张,引发了一场大规模的底栖生物死亡事件。
为什么低盐度会威胁渔业?大多数海洋生物适应了盐度较高的环境约34 psu,而长江冲淡水的盐度可低至28 psu以下,这种突然的盐度下降会导致海洋生物渗透压失衡,鱼类和贝类难以调节体内水分,导致生理紊乱甚至死亡。此外,淡水层导致封层增强,阻碍深层富氧水的上升,可能引发局部缺氧。
而热带气旋又对会如何影响长江冲淡水呢?它们如何影响海洋盐度呢?是哪些物理过程主导热带气旋引起的盐度变化呢?
为了探究这些问题,研究利用,2015–2022年SMAP遥感盐度数据,结合现场实际浮标数据进行验证,然后利用ECOM-si三维模型,模拟热带气旋对长江冲淡水的影响。
2015–2022年的数据显示,有台风的年份:盐度平均比无台风情况高0.8–2.9 psu;而无台风的年份,长江冲淡水异常扩张,盐度异常低,与1996年灾害情况类似。
研究发现,热带气旋会引起长江冲淡水区域盐度显著增加,其核心机制之一是风驱动的垂直混合。当热带气旋过境时,强风会使表层海水剧烈搅动,将原本稳定的冲淡水区域分层结构打破,导致深层高盐冷水上涌,迅速提高局部盐度。冲淡水核心区最大盐度增加量为6.5 psu,从28 psu升至34.5 psu。不仅如此,低盐区的面积也答复缩减,从5.68万平方公里缩减至0.99万平方公里,面积收缩约83%。
在水平方向上,热带气旋的另外一个重要影响就是改变表层海流,受东南风驱动,热带气旋将周围高盐水推向长江口,同时将冲淡水吹向西北方向,导致东南部盐度增加,西南部由于吹来的冲淡水,抵消了热带气旋引起的垂直混合,甚至可能出现短暂下降。
研究表明,热带气旋可能通过周期性“增盐”,阻止低盐水的长期滞留,从而对海洋渔业有一定的促进作用。但热带气旋本身也会风暴潮、巨浪等灾害,局部增盐只是它的的外在体现,还是要特别注意热带气旋的影响。
图:海面盐度 (SSS) 和温度 (SST) 对超强台风利奇马的响应
a利奇马过境前的海盐空间分布图。带点的彩色实线表示利奇马的路径;图中绘出了28和30 psu等盐线以及28和29 °C等温线。b与( a )相同,但利奇马过境之后。洋红色星星表示浮标B111和B6001的位置,它们分别位于黄海和东海。c利奇马引起的海盐变化。图中绘出了+3和+5 psu等盐线。d – f与( a – c )相同,但表示的是海表温度( SST)的空间分布图。缩写:TS 热带风暴,C1 1类,C2 2类,C3 3类,C4 4类。
❓思考题:热带气旋对长江冲淡水的影响最大的是哪一过程?
A.降雨稀释盐度
B.垂直混合增加盐度
C.吸引更多淡水入海
D.降低海水温度
参考答案:(点击查看)
B.
解析:研究表明,垂直混合是盐度增加的主因,而水平平流的影响因区域而异,可能增盐或减盐。
参考文献:Shoude Guan, Mengya Huang, I-I Lin, Hui Wu, Yaoting Lin, Ziyi Wu, Yihan Zhang, Fei-Fei Jin, Weili Wang, Xin Hong, Cheng Li, Zhenmin Liu, Xiaopei Lin, Wei Zhao & Jiwei Tian ,Widespread sea surface salinification induced by tropical cyclones over the Changjiang River Plume. Communications Earth & Environment volume 6, Article number: 337 (2025) ,doi.s43247-025-02317-x