摘要: 受人类活动和全球变化的影响,河口和近海海域的低氧以及酸化等环境问题日益突出,近年来已成为科学研究的热点问题并受到社会广泛关注。本文通过梳理底栖有孔虫壳貌微观特征对海域低氧及酸化环境指示的研究现状,总结了壳体特征(壳径和壳重)、壳孔特征(密度、孔径、形态)、壳饰(牙突、瘤状物、脐翼)、壳面溶蚀及壳体重新钙化所引起的房室畸变等指标应用的理论基础和方法技术,并分析了影响结果的各种干扰因素,指出了在研究中若干需要注意的问题和研究方向,提出了一些具有可操作性的建议,为更好地将其应用于近岸海域低氧和酸化环境的研究中并推进至地质历史时期此类古环境的演化研究提供参考。

摘要: 海啸能被大洋海脊引导以俘获波的形式沿其传播上万千米,且因其特殊的运动方式,携带巨大能量影响远场地区的港口,严重威胁海岸安全。本文首先基于线性浅水方程,推导了双曲余弦平方海脊上俘获波的波面解,其为μ阶ν次的连带勒让德函数的第一类解和第二类解的组合。进一步推导出其对应的频散关系,其中对于确定的频率ω,存在无穷多个波数ky与之对应。采用MIKE21-BW模型,模拟了产生于海脊脊顶处的海啸在理想双曲余弦平方海脊上的传播变形过程。结果表明,小部分能量以自由先驱波进行传播,海啸波的波能大部分被海脊俘获。海脊俘获波沿着海脊方向为行进波,随着海啸波传播时间的增加,波浪在沿着海脊方向的延展范围也逐渐增大,波高逐渐减小、波的个数逐渐增加。俘获波能量主要由不同频率以相同速度传播的具有孤立波特性的波浪成分和能量主要集中在特定频率范围内的波浪成分组成。

摘要: 海草所形成的植物消波体系能有效防止岸线的侵蚀。利用Sánchez-González等的实验数据分析了波浪非线性对海草消波特性的影响。研究结果表明,相对水深和波陡对海草床的波能衰减系数影响依赖于海草淹没度。相对波高一定时,拖曳力系数随相对水深的增大而增大。对给定的相对水深,拖曳力系数随波陡的增大而减小。波浪非线性对于规则波和非规则波海草消波特性的影响并不一致。用无量纲参数(邱卡数、雷诺数、厄塞尔数)表达拖曳力系数的效果取决于拖曳力系数与无量纲参数的关系中是否充分考虑波浪非线性对拖曳力系数的影响。

摘要: 利用南海北部的浮标、石油平台观测的海面风资料,分析了0～200km范围内,不同离岸距离站点的风速的概率分布特征。观测结果指出,各站平均风速一般最大值出现在冬季,最小值出现在夏季,具有明显的季节变化特征,并且平均风速随着离岸距离的增大也逐渐增大。对于离岸距离较近的区域(100km以内),海面风基本符合双参数的Weibull分布,但对于100km以外的海面风速概率分布与Weibull分布存在明显差异,随着离岸距离的增大,平均风速和风速标准偏差也相应增大。风速平均值与风速标准偏差的比值较小时,Weibull分布的偏斜度基本为正值,当比值较大时偏斜度转为负值。随着离岸距离的增大,出现与Weibull分布不一致的情况越来越多,且与对应的Weibull分布相比,其偏斜度越小,风速概率分布越不能用Weibull分布进行较好拟合。

摘要: 本文采用基于WRFDA的集合-变分混合同化系统(En3DVAR)在云尺度分辨率下同化了雷达观测资料考察其对登陆台风"桑美"的影响。高时空分辨率的雷达径向风资料在台风登陆前的3h同化窗内以每30min的频率同化进WRF模式(Weather Research and Forecasting)。研究结果表明:En3DVAR试验在3h同化窗内的均方根误差相比3DVAR试验改进显著,这可能得益于混合同化系统中提供的"流依赖"的集合协方差信息。系统性的诊断分析表明En3DVAR试验在台风内核区产生了较为明显正温度增量,对台风内核区的热力和动力结构均有较好调整,而3DVAR则在台风内核区产生了负温度增量;相比3DAVR试验,En3DVAR在采用了"流依赖"的集合协方差信息后还可以对背景场上的台风的位置进行系统性的偏差订正。总体而言,En3DVAR试验预报的台风路径和强度相比3DVAR改进显著,其正效果主要来源于混合背景误差协方差中的"流依赖"集合协方差信息。

摘要: 本文基于地震、钻井和区域地质资料,运用回剥法和平衡剖面技术定量研究了万安盆地的构造沉降和伸展程度,重建盆地的构造演化史并探讨其成因机制。模拟结果表明,万安盆地构造沉降曲线为多段式,其南北部构造沉降差异明显,且沉降中心逐渐向南发展的趋势。晚始新世-渐新世(37.8～23.03Ma BP)盆地中、北部快速沉降,存在两个沉降中心;早中新世(23.03～16.0Ma BP)盆地南部也发生快速沉降,整个盆地存在3个沉降中心;中中新世(约16.0～11.63Ma BP)沉降作用减弱,盆地进入裂后热沉降期。万安盆地的伸展和形成演化呈现北早南晚的特征,与南海海底扩张密切相关,同时受控于万安断裂带交替地右旋-左旋走滑作用,是伸展和走滑双重作用的结果。盆地的构造演化过程可细分为4个阶段:初始裂谷期、主要裂谷期、走滑改造期和裂后加速沉降期。

摘要: 本文基于白令海北部陆坡ARC6-B11岩心的沉积物粒度、颜色反射率、有机碳/氮含量和高分辨率化学元素XRF扫描数据,结合底栖和浮游有孔虫AMS14C测年资料,重建了研究区23ka以来至中全新世的沉积记录,重点研究了海冰的扩张变化对生产力和沉积物输入的影响。研究结果显示,末次盛冰期白令海北部陆坡受到海冰南向扩张的影响而生产力较低,沉积物中砂粒级和冰筏碎屑(IRD)含量较高。HS 1时期由于受到常年冰的覆盖,沉积物中砂粒级和IRD含量存在低值,沉积物中较高的总有机碳(TOC)含量受陆源有机质的影响较大,异常的TOC含量峰值主要受到低海平面和海冰形成过程产生的富氧水团控制下的高浓度细粒物质携带的陆源有机质的快速沉积作用的影响,难以作为反映白令海古生产力的替代指标。B/A暖期和全新世生产力较高,在B/A暖期存在Ca/Ti峰值现象,Ca/Ti峰值现象的产生与碳酸盐补偿深度增加有关,水体通风条件的改变可能起到一定的作用,也不能忽视颗石藻对其产生的潜在影响。

摘要: 通过对北部湾SO-50柱状沉积物进行粒度、Sr-Nd同位素、主微量元素及AMS14 C分析,结果表明该柱状沉积物可以划分为两段,即上段(0～540cm,0～3.0ka BP)和下段(540～571cm,3.0～3.3ka BP),它们反映了不同的物质源区贡献。下段较上段砂含量相对较高,主量元素(除SiO2外)及稀土元素含量相对减少,87Sr/86Sr与εNd除异常点外,总体变化幅度不大。研究结果显示SO-50柱状沉积物的物质来源比较稳定,具有强烈的陆源特征,下段沉积物的源区主要是琼州海峡东侧原有沉积物的再搬运和台湾岛河流携带沉积物的混合,上段沉积物除了琼州海峡东侧和台湾岛的贡献外,周边陆区海岸侵蚀物的贡献相对加强。根据SO-50柱状沉积物的研究结果表明,北部湾东部泥质区的物质来源除了琼州海峡东侧沉积物和沿岸侵蚀物的贡献外,台湾岛河流携带的沉积物对其影响也应引起重视。

摘要: 全球性海平面的上升可能会对沿海地区的社会活动产生重大的影响,因此,监测和了解海平面变化显得非常重要。本文依据信号的信噪比(SNR)测高原理,通过分析2014年9月5—31日,在中国浙江省舟山市的大洋山岛上所收集的北斗3个频段的卫星信号,成功地实现潮位高度反演。其中,B1频段反演结果的标准差(STD)为33.82cm,相关系数为95.98%;B2频段反演结果的STD为38.48cm,相关系数为94.68%;B3频段的反演结果的STD为34.56cm,相关系数为96.08%。这是首次关于北斗3个频段信号的SNR测高研究。本次实验论证了该方法在北斗系统上的可行性,同时对北斗B1、B2、B3频段的信号在SNR测高中的性能作了对比分析。

摘要: 基于星载波谱仪海浪方向谱探测原理,仿真了不同海况、风速下的海浪波谱仪接收信号,并采用周期图法、Welch法、AR模型法以及最小方差法共4种不同的调制谱估计方法反演出海浪谱,比较各种调制谱估计方法的海浪方向谱反演性能。仿真结果表明:对于一定方位向下的一维海浪谱反演,不同调制谱估计方法反演海浪谱性能优劣没有绝对的顺序。对于二维海浪谱反演,在成长中海浪条件下周期图法反演性能最差,其他3种方法的反演性能没有绝对优劣顺序;对于成熟风浪,最小方差法在积分能量误差、有效波高误差两个指标上的反演性能最好,在主波波向、主波波长误差上,周期图法反演性能最差,其他3种方法没有绝对优劣顺序。在涌浪条件下,AR模型法反演性能优于其他3种方法。在不同海况下,随着波谱仪中心入射角的下降,反演性能会下降。基于这些仿真结果,本文推荐最小方差法作为充分成长海浪的海浪方向谱反演的调制谱估计方法,AR模型法作为涌浪海浪方向谱反演的调制谱估计方法。

摘要: 在冰脊的固结过程中,由于接触面积与温差的大幅提升,冰水之间的换热强度显著增强。本文通过浸没试验对自然对流条件下冰水间的换热系数进行了研究。在试验过程中,对试样内部的温度分布与体积变化分别用温度梯度测试系统与数字图像进行测量。为研究初始条件对换热系数的影响,分别采用不同初始温度与厚度的试样在瞬态热传导的环境下进行测试。试验结果表明,换热系数与表面温差呈指数增长,且在本文试验条件下的变化区间为0.3～175 W/(m2·K)。试样的初始温度及厚度并不是影响换热系数的直接因素,而其根本因素为流-固界面的边界层状态。在自然对流状态下流体的驱动条件是热胀效应,即当边界层存在温度差时,虽然外界并不存在扰动流体状态的因素,但由于液体自身温差引起的密度差进而驱动流体运动并影响了换热系数。随着边界层温度梯度的增加,边界层的影响区域扩大,从而导致了较高的换热系数。

摘要: 基于1994—2015年海面高度异常数据,采用winding-angle中尺度涡旋探测算法识别出南海范围内共5 899个反气旋涡(AE)和3 792个气旋涡(CE),结合世界海洋数据集(WOD13)及中国科学院南海海洋研究所(SCSIO)温盐观测数据集,采用基于变分法的客观插值方法,合成了南海及南海各区域中尺度涡的温盐异常三维结构。结果表明,本文采取的插值方式能有效地获得涡旋三维结构,垂向尺度上也与前人研究结果较为一致。在平均状态下,南海AE温盐异常强度明显大于CE,AE正位温异常主体结构深度约440m,而CE仅在320m以浅维持涡旋结构;两者最大位温异常均出现在次表层约80m上下,AE达2.02℃,CE达-1.60℃。盐度异常影响深度约150m,最大盐度异常出现在50m深附近,AE达-0.24,CE达0.28,同时由于涡旋在不单调变化的背景盐度场中引起海水下沉(上升),AE盐度异常结构呈"上负下正"而CE呈"上正下负"式结构。南海各区域合成涡旋的温、盐异常的影响程度并不完全相同,可能与各区域涡旋的生成机制及背景温盐场有关。

摘要: 针对遥感资料与实况观测融合重构三维海温场的问题,改进了最优插值中的先验统计信息估计,并研究了背景场和观测项的各自影响机制。在最优插值中,将背景场分别取为平均气候场(静态方案)和遥感合成场(动态方案);在最优融合前,用后验诊断方法迭代优化了背景误差和观测误差协方差;融合完成后,用观测空间诊断误差和模式格点指标对比分析两种方案。主要结论:(1)动态方案相对于静态方案分析误差减小的绝对量值由二者的观测误差之差决定、减小的相对程度由二者的背景误差之比决定;(2)背景场的调整作用在中高纬占优势、在赤道海域与观测项调整作用相当,是由协方差相关尺度的准纬向分布特征决定的;(3)动态分析场的中尺度信号谱能量整体比静态分析场高1～3个量级,但在热带海域相当;(4)遥感资料通过分辨实况观测所无法分辨出来的海温中尺度特征,达到减小误差、提高有效分辨率的效果。

摘要: 本文建立了一个气候态驱动的台湾海峡物理-生态耦合模型(ROMS-NPZD)。与遥感观测数据的比较表明,模型能够较好地模拟出冬、夏季台湾海峡主要的温度和叶绿素分布特征。模型揭示了夏季台湾海峡营养盐输运的东、西通道,与南海次表层水的入侵通道一致;冬季,海峡中的营养盐来源于闽浙沿岸水和通过澎湖水道入侵的南海次表层水。模拟结果表明:夏季,通过海峡流入东海的氮主要为有机氮;冬季,闽浙沿岸流为海峡和南海北部陆架提供了丰富的营养盐,不仅如此,南海次表层水进入海峡的营养盐通量与夏季相当。

摘要: 利用地球物理模式函数进行SAR海面风速反演时,需以风向作为地球物理模式函数的输入。本文应用了一种利用SAR图像上雨团足印顺风一侧比逆风一侧明亮的图像特征的海面风向提取方法,以进行海面风速反演。4景RADARSAT-2卫星SAR示例数据风向提取结果相对于ASCAT散射计的风向均方根误差满足不大于16°。分别以本文方法提取的风向和ASCAT散射计风向作为输入,利用地球物理模式函数CMOD5进行海面风速的SAR反演,两者的风速反演结果基本一致,其均方根误差差值不超过0.3m/s。本文利用SAR图像雨团足印信息的风向提取方法准确可靠,可应用于SAR海面风速反演。

摘要: 鲣是大洋中重要经济种类,主要分布于太平洋中西部海域,其渔场和资源丰度易受海洋环境因子影响。根据1995—2014年中西太平洋金枪鱼围网船队在主要作业海域（15°S10°N,120°E155°W）的生产数据,结合弱、中、强拉尼娜条件下的海表温度（SST）和海面高度（SSH）数据,运用算术平均法（AM）建立基于SST和SSH的栖息地指数综合模型。结果表明,在栖息地综合指数（HIS）大于0.6的海域,各拉尼娜时期作业比重均在60%以上。利用弱拉尼娜（2005年12月-2006年3月）、中拉尼娜（2011年10月-2012年3月）和强拉尼娜（2010年6月-2011年4月）数据进行模型验证,分析认为作业渔场主要分布在HSI大于0.6的海域,作业次数所占比重分别为53.9%、66.5%、63.6%。在中西太平洋区域,随着拉尼娜强度的增加,资源丰度上升,其渔场分布向东北和东南方向扩散。研究表明,基于SST和SSH各强度拉尼娜时期的栖息地模型均可较好预测中西太平洋鲣渔场,并为以后拉尼娜期间中心渔场的分析提供参考。

摘要: 根据2013-2014年在黄河口水域进行的7个航次的鱼类资源底拖网调查数据,应用分类多样性指数分析了黄河口水域鱼类群落生物多样性的时空变化。黄河口鱼类主名录的平均分类差异指数Δ+理论平均值为75.5。2013-2014年调查中,该水域共捕获鱼类51种,隶属10目、27科、43属,以鲈形目、鲱形目和鲉形目鱼类居多。本次调查中鱼类群落分类多样性指数Δ和分类差异指数Δ*月变化范围分别为39.98～65.48和59.15～75.54,均表现为夏季月份最高,春、秋季月份次之,冬季最低。除春季月份外,其他月份鱼类平均分类差异指数Δ+均显著低于黄河口鱼类主名录的Δ+理论平均值。不同月份中平均分类差异指数Δ+也呈现一定的空间变化,夏、秋季月份绝大部分站位平均分类差异指数处于95%置信范围内,春、冬季月份个别站位的平均分类差异指数显著低于理论平均值,这与这些站位绝大多数种类集中在鲈形目有关。黄河口水域鱼类分类学多样性具有明显的时空变化,鱼类资源衰退,应加强该水域鱼类资源养护和多样性保护。

摘要: 在实验室培养条件下,利用流式细胞仪从细胞生长、细胞大小、细胞膜完整性、酯酶活性等方面分别研究了三角褐指藻(Phaeodactylum triconutum)滤液提取物对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和盐藻(Dunaliella salina)为期6d生物培养过程中生理特性的影响。结果表明,三角褐指藻滤液乙酸乙酯提取物对东海原甲藻表现出强烈的生长抑制作用,荧光检测显示,其能刺激细胞体积的增大,导致部分藻体细胞膜受损,酯酶活性在短时间内增强,随后受到显著抑制。而提取物对盐藻的生长抑制并不明显,盐藻细胞体积没有受到影响,细胞膜保持了高度完整,酯酶活性在第6天时才受到抑制作用。以上分析表明,东海原甲藻对三角褐指藻滤液乙酸乙酯提取物更加敏感,特殊的细胞内部结构特征有利于化感物质进入东海原甲藻的体内,直接导致藻细胞的死亡。化感物质引起的不同的生理响应中,酯酶活性指标具有更好的敏感性,是在环境压力下生物自我保护的一种应急方式。

摘要: 海草（seagrass）是地球上唯一一类可以完全生活在海水中的高等被子植物。全球已知海草的种类有70余种,隶属6科13属;中国现有海草22种,隶属4科10属。2014年11月"第十一次国际海草生物学研讨会"(The 11th International Seagrass Biology Workshop)在三亚召开时,国内海草研究专家共同探讨了中国海草的"藻"名更改,并进行了统一命名。然而,国内中文文章在引用非中国海草种类时,同一种海草的中文名称不一致,或者同一属不同的物种以一样的中文名出现,或者用属中文名后接拉丁文方式表达。同时,国外海草的中文名也多以"藻"来命名,容易引起混淆。因此,有必要在中国海草"藻"名更改的基础上,进一步规范全球其他海草的中文命名,以利于国内海草研究。

摘要: Lyzenga’s模型由于简单有效得到广泛应用,但是模型易欠拟合导致精度不高。本文提出了一种基于Lyzenga’s模型的改进模型,通过增加多项式次数的方法,扩大模型特征维度,使得反演模型正确拟合,从而提高反演精度。基于WorldView-2遥感影像和0～30m实测水深数据反演岛礁周围浅水水深,使用10折交叉验证和模型残差分析两种方法验证了改进模型的有效性和鲁棒性。结果表明,改进模型精度更高,在多项式次数为3时,模型最优。最后,根据改进模型反演得到的水深建立岛礁水下地形模型,能够直观、丰富地表达岛礁礁盘的微地形信息。