当期目录

Argo资料已成为当前海洋和大气科学领域基础研究的重要数据来源。但由于其剖面元数据与观测数据混合存放的特点,现有的共享平台无法实现浮标漂移轨迹与剖面图的实时绘制。因此本文提出一种结构化与半结构化并存的Argo资料协同管理方法,通过分析Argo资料结构组成与特点,将结构化数据与半结构化数据分离提取;然后利用关系型数据库对半结构化类型属性的扩展支持,建立剖面元数据与观测数据间的关联关系;并利用分表存储,降低数据量快速增长对单数据表带来的存储压力。最后通过对近20 a的全球Argo资料解析建库结果进行分析,证明该方法具有良好的可扩展性和高效的轨迹数据获取效率,能够支持浮标漂移轨迹和剖面图的实时绘制。同时,该方法也可为特征类似的剖面观测数据管理提供技术参考。

台风数值预报的关键之一在于给定准确的模式初始场。本文使用气象、电离层和气候星座观测系统(COSMIC)的卫星资料,通过资料同化技术改善数值天气预报模式的初始场,进而评估数据同化技术对台风(或热带气旋)预报的改善效果。使用我国自主研发的数值天气预报模式,对1319号台风“天兔”进行模拟试验,对温度场、湿度场、涡度散度场及假相当位温场进行诊断分析。试验结果表明,与同化常规探空资料相比,COSMIC资料的同化可减小模式预报台风路径误差,台风附近降水落区更为集中。研究评估了掩星资料同化对模式的改进作用,并能为台风预报技术和防灾减灾提供参考。

机载LiDAR测深技术被认为是海洋测绘领域极具潜力的对地观测新技术,国内对LiDAR测深的试验大都是针对南海这类水质较清的区域。本研究首次在国内引入先进的CZMIL(Coastal Zone Mapping and Imaging LiDAR)系统,选取较为浑浊的江苏省骆马湖作为试验测区,进行了测深试验。试验结果表明,在测区有着低底部反射率、高漫衰减系数的情况下,CZMIL系统仍能够成功探测到湖底数据,成果精度达到了CZMIL系统标称的测深精度指标,具有较好测深探测能力和精度。

根据遥感水深反演原理,利用海南岛龙湾港的WorldView-2多光谱卫星数据和海图水深资料,通过对水深进行0~2,2~5,5~10,10~15和15~20 m的分区处理、潮汐改正和海图水深数据与相应图像波段反射率值的相关性分析及回归分析,建立了浅海水深线性回归反演模型,开展了浅海水深的实际计算与精度分析。结果表明:对不同水深范围分别建立线性回归模型反演的水深精度要高于未分区建立的模型;分区模型中,多波段模型在0~5 m的反演精度最高,而双波段比值模型在5~20 m的反演精度最高,但是反演水深在最浅处的精度还有待提高。本文方法提取的水深与海图水深数据变化趋势基本相似,可以满足海洋科学研究对大范围浅水水下地形探测的要求。

渤海莱州湾某区块采集的三维地震资料出现反射特征杂乱、同相轴连续性差等现象,对该区块浅部地层进行了电火花物探调查,并在地震资料异常区和非异常区分别选取1个位置进行钻孔,同时对海底面以下150 m范围内的土层进行连续的地质取样。通过对物探和地质资料的综合对比分析,判断造成研究区浅层地震资料反射异常与下述几个方面因素有关:(1)研究区处于莱州湾凹陷东部走滑断裂带内,浅部地层受深部断裂系统影响发育许多小断裂;(2)研究地层中富含大量的浅层气;(3)与邻近区块对比,所揭示浅部地层的土质性质十分异常,土层强度和剪切波速等均明显偏大。

入海河口是河流向海洋过渡的区域,作为海岸带的一部分,具有独特性与复杂性,基于岸线形态的海岸地貌学指标与众多河口参数具有密切的联系与影响,而以地形节点作为河-海划界方案具备可行性与可操作性。在河流中心线上某点处,定义河流宽度(B)和沿河流中心线到口门处距离(L)的B=f(L)函数来实现河-海划界的定量划分,并对不同类型河口使用该函数曲线寻找地形节点进行河-海划界。结果表明:沙坝或堵塞型河口其地形节点处的河流展宽速率在-0.5~0之间;河道状河口及河网状三角洲其地形节点处的河流展宽速率在0.5~1.2之间;河口湾型河口的地形节点处的河流展宽速率在0.6~1.5之间;喇叭形三角洲河口其地形节点处的河流展宽速率在1.3~4.5之间;鸟足状三角洲和扇形三角洲的入海河口段的河流展宽速率在0~0.2之间,建议以口门处作为地形节点。应用此方法对我国大陆入海河流进行河-海划界,并进行中国大陆河口岸线长度量算,取得良好效果。

本研究基于2013年夏季“大洋一号”船大洋第30航次西南印度洋海区科学考察走航线路,对西南印度洋21°S到38°S海域表层浮游动物群落进行连续采样调查,研究了该海域表层中型浮游动物群落结构和物种多样性及空间分布格局。结果显示,研究海域表层中型浮游动物群落组成包括:桡足类、磷虾类、端足类、十足类、介形类、毛颚动物、被囊类、异足类、翼足类、刺胞动物及多毛类等11大类,总计50属69种;优势类群为桡足类(69%)和磷虾类(27%)。多样性指数随经度和纬度的变化特征:H′、D多样性指数及J均匀度指数随纬度的升高均呈下降趋势;在经度梯度上,几种多样性指数也大致呈现出东高西低的趋势。聚类分析表明,研究区可大致以36°S附近为界划分为南部和北部两大类群,分别以北部桡足类(平均粒径小),南部磷虾类(平均粒径大)Euphausia属为优势群落。群落相似性结果反映出,南部类群与南极克罗克海峡和南极长城湾水域群落,北部类群与西北印度洋海域群落的联通性不高。

2009年2月在南海北部海域现场观测粒度分级叶绿素a质量浓度和初级生产力(PP)的分布。结果表明,调查海域水柱平均叶绿素a质量浓度的变化范围为0.11～8.37 mg/m³,平均为(1.28±2.23) mg/m³,高值区出现在珠江口及近岸海域;初级生产力的范围为344.8～1 222.5 mgC/(m²·d),平均为(784.2±351.4) mgC/(m²·d),高值区位于近岸及陆架海域。浮游植物粒度分级测定结果表明,在生物量较高的近岸海域,叶绿素a的粒级结构以小型浮游植物占优势,其贡献率为40.9%,微型和微微型浮游植物对总叶绿素a的贡献率分别为34.6%和24.5%;而在生物量较低的陆坡和开阔海域,各粒级浮游植物对叶绿素a的贡献率由大到小依次为微微型浮游植物(78.9%),微型浮游植物(17.2%)和小型浮游植物(3.9%)。相关性分析结果表明,调查海域分级叶绿素a的区域化分布特征与洋流运动下营养盐的分布密切相关,同时叶绿素a又高度影响着此区域PP的分布。此外,我们将调查海域实测所得浮游植物最佳光合作用速率与采用垂向归一化初级生产力模型估算的数据进行对比,发现后者明显低于前者,这说明通过水温估算最佳光合作用速率的算法在冬季南海北部可能存在低估。

根据2014年3,5,8和10月青岛近岸海域的海洋监测资料,分析了海水透明度的时空分布状况。利用多元线性回归方法,以透明度为因变量,筛选出水深、水温、盐度、硝酸盐、亚硝酸盐、溶解氧和叶绿素a七个影响显著的关键环境因子,建立了最优的多元线性回归统计模型;利用单因子相关性分析方法和曲线拟合分析结果,进一步证明了海水透明度与叶绿素a含量、悬浮物含量及水深呈显著相关,并得出曲线拟合方程。

为了解仿刺参采苗板时期细菌的多样性,对分离自仿刺参采苗板上的细菌进行了分离和鉴定。应用常规生理生化鉴定、16S rDNA序列分析和构建系统发生树对其进行分子鉴定。结果表明:共分离得到19株海洋细菌,鉴定为7个属,包括短芽孢杆菌属(Brevibacillus sp.)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas sp.)、Cobetia属、肠杆菌属(Enterobacter sp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、普罗威登斯菌属(Providencia sp.)和海洋螺菌属(Oceanospirillaceae sp.)。从海洋环境中分离筛选细菌对海洋资源的开发与利用具有重要意义,此外对仿刺参育苗时期进行细菌种类的鉴定有助于疾病的预防和治疗,对仿刺参的水产养殖具有一定的指导意义。

基于Flow-3D软件,建立抗拖网海床基沙土基床冲刷的三维数学模型,控制水流流速和泥沙粒径,对不同条件下抗拖网海床基周围沙土基床的冲刷进行数值模拟,并分析了抗拖网海床基最大冲刷深度随这两种因素改变的趋势。结果表明,抗拖网海床基沙土基床冲刷坑深度随海流流速增大而增加,在设定其他条件不改变的情况下,冲刷坑的加深速度随着流速增大会逐渐减缓,最终达到冲淤平衡。同时,由于海底环境复杂多变,导致模型与实际情况有一定的差异,还需在后续的研究中进一步进行优化。