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南乔治亚岛海域浮游植物季节性旺发特征与POC输出通量:基于BGC-Argo和卫星遥感观测
赵跃然, 范高晶, 吴嘉琪, 孙维萍, 潘建明, 韩正兵
海洋学研究    2023, 41 (4): 1-11.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2023.04.001
摘要84)   HTML17)    PDF(pc) (2882KB)(54)   

南乔治亚岛海域是南大洋初级生产力最高的区域之一,具有巨大的固碳潜力,但由于缺乏连续的上层海洋观测资料,该海域生物泵效率的强弱仍未有定论。本研究利用2017年至2020年期间位于南乔治亚岛附近海域的生物地球化学浮标(BGC-Argo)所获取的水文和生物化学参数,探讨了物理过程对生物地球化学过程的影响,并估算了该海域的南极夏季碳输出通量。结果显示:南乔治亚岛上游(南极半岛东北部)和下游(乔治亚海盆)海域Chl-a均呈现出很强的季节性特征,尤其是乔治亚海盆区浮游植物维持了4个月的旺发时间,表明该区域具有稳定持续的铁源供给;利用颗粒有机碳(POC)季节性输出量的时间变率,估算了上、下游的夏季POC输出通量分别为7.12±3.90 mmol·m-2·d-1和45.29±5.40 mmol·m-2·d-1,推测这种差异主要是由于混合层加深后促进了有机碳的向下输出导致的。研究发现该区域维持着较高的生物泵效率,与此前的乔治亚海盆存在“高生产力低输出效率”的结论不同,这可能是由于航次断面调查的即时性无法反映整个季节性特征所造成的。BGC-Argo能提供高时空分辨率的多参数观测数据,本研究结果表明其可以更准确地量化与评估海洋生物地球化学过程和固碳能力。

南海西北部台风激发近惯性波频移研究
付殿福, 谢波涛, 黄必桂, 金魏芳, 牟勇, 蔺飞龙
海洋学研究    2023, 41 (4): 12-20.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2023.04.002
摘要70)   HTML7)    PDF(pc) (2573KB)(31)   

近惯性波是海洋对台风响应过程中最为重要的能量传递方式之一,其频率随深度的分布会影响近惯性波能量向海洋内部传播的速度。基于台风期间南海西北部的潜标观测资料,对涡度效应和背景流引起的多普勒效应进行分析,发现背景流引起的多普勒效应是近惯性波频率“蓝移”的主要因素,近惯性波频率大于当地惯性频率,并且频率随着深度增加而增加。深度在200 m以浅,背景流多普勒效应为负;深度在200 m左右,多普勒效应趋于0;深度在230~400 m,多普勒效应为正。在230~400 m深度,背景流强度达到最大,其方向与近惯性波传播方向接近,因此由其引起的多普勒正频移也最大,观测结果显示近惯性波频率偏移也最大。该研究对加深海洋对台风响应过程的认识,特别是近惯性波在背景流结构复杂海域(如西边界流区域)的传播具有重要作用。

基于海气耦合模式的超强台风“山竹”数值模拟
吕曌, 伍志元, 蒋昌波, 张浩键, 高凯, 颜仁
海洋学研究    2023, 41 (4): 21-31.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2023.04.003
摘要81)   HTML9)    PDF(pc) (8056KB)(49)   

基于中尺度大气模式WRF和区域海洋模式ROMS,构建WRF-ROMS海气双向耦合模式,针对2018年超强台风“山竹”进行模拟。利用观测数据对台风路径和强度进行验证,结果表明海气耦合模式对台风“山竹”的模拟相对单一模式有更高的精度,耦合模式得到的台风路径与最佳路径吻合良好,误差控制在60 km以内;获取的风速和海平面气压结果也较单一模式更为准确。基于海气耦合模拟结果,进一步分析台风作用下风场、气压场、海表流场和风暴增水的时空分布特征,结果表明:1)空间分布方面,台风进入南海后,七级风圈半径在台风沿路径右后方较大;气旋式流场与台风风场呈现出显著的埃克曼效应,流向与风向呈45°;风场、气压场、风生流场和增水分布均存在明显的不对称性,台风路径右侧的台风强度、流速和增水均大于左侧。2)时间分布方面,风场与气压场分布特征相似且与台风中心保持同步,流场和近岸风暴增水相对台风路径存在3 h左右的滞后。

海水硝酸盐跃层深度计算方法研究
孟宇, 陈双玲
海洋学研究    2023, 41 (3): 1-13.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2023.03.001
摘要152)   HTML20)    PDF(pc) (2949KB)(114)   

硝酸盐是海洋中浮游植物生命活动可利用的主要氮形态,其跃层深度(ZN)会直接影响硝酸盐垂向输送、海洋初级生产力以及海洋碳循环。随着海洋观测技术的不断发展,硝酸盐剖面数据的采集呈现多样化,包括船基CTD观测和生物地球化学浮标BGC-Argo自动观测等,且垂向采样分辨率差异较大(CTD较低,BGC-Argo较高)。针对不同采样数据,亟需对硝酸盐跃层深度计算方法进行系统且定量化的对比分析研究。本文利用西北太平洋历史船测CTD数据和BGC-Argo浮标数据,采用差值法、梯度法和阈值法分别计算对应硝酸盐跃层深度。研究结果表明:就单一硝酸盐剖面,基于BGC-Argo数据,差值法计算的ZN与目视解译的ZN相差仅为0.2 m,阈值法次之为20.0 m,梯度法相差最大为202.8 m;基于CTD数据,差值法计算的ZN与目视解译的ZN相差2.0 m,阈值法相差49.0 m,梯度法相差155.0 m。相较于梯度法和阈值法,差值法计算的ZN与目视解译的ZN相差最小。根据误差统计分析结果发现,基于BGC-Argo数据,三种方法计算得到的ZN与目视解译的ZN均呈现良好相关性,其中差值法计算结果误差最小(R2为0.77,RMSE为28.48 m),阈值法的R2为0.64,RMSE为34.85 m,梯度法的R2为0.52,RMSE为53.80 m;对于CTD数据,由于其垂向采样分辨率较低,三种方法计算得到的ZN与目视解译的ZN相差较大,但相比于梯度法和阈值法,差值法的误差仍最小(R2为0.81,RMSE为16.13 m),阈值法的R2为0.47,RMSE为27.65 m,梯度法的R2为0.42,RMSE为36.41 m。通过对比分析各方法的特点和差异性,初步探究了各方法的适用性,可为深入研究硝酸盐垂向分布特征和向上输运过程提供科学参考。

基于浮标观测的春季青岛近岸海水 pCO 2变化及海-气CO 2通量研究
周学杭, 张洪海, 马昕, 陈朝晖
海洋学研究    2023, 41 (3): 14-21.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2023.03.002
摘要104)   HTML17)    PDF(pc) (2605KB)(98)   

利用海-气界面浮标观测得到的高频数据,分析了春季青岛近岸海域海表二氧化碳分压(pCO2)的变化规律及驱动因素,并对海-气CO2通量进行了估算。观测期间该海域由大气的碳汇转变为碳源,主要是由海表pCO2的不断增长所致。对海表pCO2控制因素进行分析,发现温度升高是pCO2增长的主要驱动因素,生物过程起到一定的抑制作用。海表pCO2呈现出日变化特征,温度和生物因素对海表pCO2日变化的作用均与太阳辐射相关,但两者的作用相反。此外,分析发现浮标的不同采样频率会对海-气CO2通量估算产生影响,缩短采样间隔能有效降低海-气CO2通量估算的偏差,提高估算的准确性。

南澳大利亚海盆表层涡动能的时空特征研究
刘佳, 郑少军, 严厉, 陈航彪, 刘婷甄
海洋学研究    2023, 41 (3): 22-33.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2023.03.003
摘要100)   HTML14)    PDF(pc) (5728KB)(77)   

基于1993—2019年海面高度异常数据分析了南澳大利亚海盆表层涡动能的时空变化特征。结果表明,表层涡动能在空间上存在两个高值区,分别位于海盆的西部和东部;在季节尺度上表现为南半球的冬季强,秋季弱,最大值出现在7月(57±9 cm2/s2),最小值出现在3月(40±5 cm2/s2)。涡动能在年际尺度上与ENSO呈显著负相关关系,即在厄尔尼诺(拉尼娜)衰退年,涡动能显著减弱(增强),滞后Niño3.4指数9个月;与SAM呈显著正相关关系,滞后SAM指数14个月,即在SAM正(负)位相的次年,涡动能显著增强(减弱)。

滨海蓝碳生态系统的碳库间相互作用研究进展及展望
陈一宁, 陈鹭真
海洋学研究    2023, 41 (1): 3-13.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2023.01.001
摘要368)   HTML271)    PDF(pc) (1348KB)(263)   

红树林、滨海盐沼和海草床是典型的滨海蓝碳生态系统,具有相当可观的固碳能力。植被碳库和沉积物碳库是蓝碳生态系统有机碳的主要载体,其变化过程决定了生态系统的整体固碳能力。本文尝试从碳库相互作用的角度出发,通过文献梳理,总结不同植被碳库之间、不同沉积物碳库之间以及植被碳库和沉积物碳库之间相互作用的研究进展,指出物种竞争、外源碳输入以及生物地貌学过程在碳库相互作用中所起到的重要作用,并提出滨海蓝碳生态系统碳库研究中存在的问题和未来研究的方向。

海岸海洋碳循环过程与CO 2负排放
于雷, 李三忠, 索艳慧, 王秀娟
海洋学研究    2023, 41 (1): 14-25.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2023.01.002
摘要219)   HTML23)    PDF(pc) (2925KB)(216)   

海岸海洋接受大量来自陆源的碳物质和营养盐,涉及大量以碳为中心的相互作用,是重要的碳循环海域;同时,该区域也常发育具有良好圈闭条件的储-盖系统,具有明显的CO2储集潜力。该文以海岸海洋及其下发育的沉积盆地为研究对象,综述了碳物质在海岸海洋中的循环过程、CO2通量的影响因素和海岸海洋沉积盆地的储碳机理。从“双碳”角度,重点论述了海岸海洋在促进CO2负排放方面的意义、促进海洋负碳排放的潜在途径和在沉积盆地的储碳潜力及面临的问题。海岸海洋是重要的碳汇区域之一,高效率的微生物碳泵和碳酸盐碳泵是增强海岸海洋CO2负排放的核心过程;同时,海岸海洋沉积盆地中的储-盖系统,不但提供了额外的CO2封存空间,也保障了CO2封存的安全性。未来的研究应以抑制海岸海洋中碳物质向CO2转化的进程和保障沉积储层中CO2封存的安全性为主要方向,为CO2负排放提供理论依据与技术保障。

海底天然气水合物及冷泉流体渗漏的原位观测技术
刘莉萍, 初凤友, 郭磊, 李小虎
海洋学研究    2023, 41 (1): 26-44.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2023.01.003
摘要220)   HTML14)    PDF(pc) (4566KB)(471)   

海底天然气水合物藏是天然的巨型碳储藏库,是深部甲烷等烃类气体运移至海底过程中暂时的碳储,是地球碳循环过程的重要一环。冷泉通常与海底天然气水合物藏分解密切相关,是深源或浅层气及水合物分解气在海底发生渗漏的现象。该文根据国内外天然气水合物及冷泉系统勘查的最新动向,综述了与水合物及冷泉流体渗漏相关的羽状流、运移通道、海底微地形地貌等要素的海底原位观测技术,主要包括:走航式及坐底式原位观测、海面及低空渗漏甲烷观测、海底可视化观测、与水合物及冷泉相关的海底观测网络等。综合使用原位观测技术可以更细致、全面地描绘水合物和冷泉系统的时空“景象”,更好地协助厘清海底渗漏甲烷的归趋,拓展人类对深海独特生命绿洲的认知。

东海黑潮周边中尺度涡的分布、运动规律以及生成机制
李志超, 郭俊如, 宋军, 白志鹏, 富砚昭, 蔡宇, 王喜风
海洋学研究    2022, 40 (4): 1-10.   DOI: 10.3969j.issn.1001-909X.2022.04.001
摘要424)      PDF(pc) (3317KB)(250)   
为了探究东海黑潮周边涡旋分布、形成机理及运动规律,基于法国国家空间研究中心(CNES)卫星海洋学存档数据中心(AVISO)的中尺度涡旋数据集展开了研究。首先,统计了近27年东海黑潮周边的涡旋分布,发现在黑潮弯曲海域产生了650个涡旋,在黑潮中段海域产生了271个涡旋,其中直径100~150 km之间的涡旋数量最多,涡旋振幅主要集中在2~6 cm。其次,分析了东海黑潮的运动路径和涡运动过程,结果表明,黑潮气旋式弯曲海域内侧易产生气旋涡,且移动路径较长,如台湾东北海域黑潮流轴气旋式弯曲处产生的涡旋,其平均位移达到了87.6 km;当反气旋式弯曲海域内侧产生反气旋涡时,涡旋往往做徘徊运动。黑潮中段海域的涡旋呈现出气旋涡在黑潮主轴西侧、反气旋涡在黑潮主轴东侧的极性对称分布特征,两类涡都沿黑潮主轴向东北方向移动。最后,结合再分析的流场、海面高度数据,讨论了涡旋运动规律和生成机制。黑潮弯曲处涡旋的生成与黑潮流体边界层分离有关,奄美大岛南部到冲绳岛西侧的黑潮逆流对黑潮中段海域涡的极性对称分布起到了关键作用,涡旋在运动过程中通常经历生长、成熟和衰变三个阶段。
东海陆架盆地中生代残留地层特征及其构造启示
王磊, 李春峰, 李珂迪, 姚泽伟, 陶天生
海洋学研究    2022, 40 (4): 11-24.   DOI: 10.3969j.issn.1001-909X.2022.04.002
摘要230)      PDF(pc) (6951KB)(63)   
东海陆架盆地是位于中国东部华南大陆边缘的一个中、新生代叠合盆地,具有较大油气潜力。目前东海陆架盆地油气的发现均来自于新生界,对中生代残留地层的各方面特征认识不足:在空间上通常集中于特定构造单元,且基本位于盆地西部;在时间上主要涉及白垩纪和侏罗纪,且多是定性或半定量的研究。本文在前人研究的基础上,收集、整理了研究区目前最新、最全的反射地震资料和钻井数据,从钻遇中生界井的标定出发,以地震资料的层序划分和解释为基础,进行残留地层的研究,空间上统一盆地东、西两大坳陷带,时间上统揽白垩纪、侏罗纪以及前侏罗纪三个时期。结果表明,东海陆架盆地中生代残留地层遭受了后期严重的剥蚀改造,总体呈现东厚西薄、南厚北薄的特征,残留地层范围随时间不断东扩。对比各时期残留地层平面展布特征,揭示了东海陆架盆地的演变过程:三叠纪时期盆地原型为被动大陆边缘坳陷型盆地,早、中侏罗世时期为活动大陆边缘弧前盆地,晚侏罗世—晚白垩世时期为大陆边缘弧后伸展盆地;与此相对应,古太平洋板块俯冲肇始于晚三叠世—早、中侏罗世时期,板块后撤始于晚侏罗世。东海陆架盆地在中生代的东侧边界位于钓鱼岛隆褶带的东侧。
夏季长江口不同粒级浮游植物碱性磷酸酶活性
王奕恒, 郝锵, 陈建芳, 朱元励, 金海燕, 周锋, 张伟
海洋学研究    2022, 40 (4): 25-37.   DOI: 10.3969j.issn.1001-909X.2022.04.003
摘要339)      PDF(pc) (3517KB)(112)   
碱性磷酸酶活性(alkaline phosphatase activity, APA)是海洋研究中用于反映浮游植物磷限制状态的重要指标。在长江口等“氮过剩”海域,磷是控制海域初级生产力水平的主要因子,然而,磷限制的范围常常难以界定,当前对不同粒级浮游植物的磷限制效应所知甚少。该文根据2020年夏季长江口航次资料,给出了海洋表层各粒级浮游植物(Net:≥20 μm;Nano:2~20 μm;Pico:0.8~2 μm)APA、浮游细菌APA(0.2~0.8 μm)和溶解态APA(<0.2 μm)的空间分布特征,并分析了APA与环境要素间的相关性。结果显示,各粒级浮游植物APA均与无机磷酸盐浓度(dissolved inorganic phosphate, DIP)呈显著负相关,这表明DIP浓度是影响浮游植物APA分布的主要因素。在平面分布上,各粒级浮游植物APA在近口门的光限制区均较低,且呈现自口门向外逐渐升高的趋势,与DIP的分布特征相反。Net和Nano级APA[平均值分别为 (40.28±32.35) nmol/(L·h)和(52.38±34.78) nmol/(L·h)]显著高于Pico级APA[平均值为(28.43±20.23) nmol/(L·h)],这表明大粒级浮游植物可能更易受DIP下降的影响。该研究中,诱导浮游植物APA快速升高的DIP浓度为0.159 μmol/L,与近岸区磷限制经验阈值相接近。该研究揭示了夏季不同粒级浮游植物对长江口磷分布的响应特征,有助于理解长江口初级生产过程的环境调控机制。
论陆-海界面的复参数化
李炎, 陈一宁, 吴祥柏
海洋学研究    2022, 40 (3): 3-8.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.001
摘要291)      PDF(pc) (1384KB)(179)   
陆-海界面是地球系统科学模型边界条件设定的难点。入海物质通量测量的不确定性、逆梯度汇聚的局域化功能以及可降维自适应结构的存在,使得陆-海界面成为共振条件下连接线性与非线性系统的枢纽,难以在经典线性化理论框架下组织“各态遍历”的测量,实现界面系统的实参数化,满足地球系统科学模型的环境模拟与预测需求。受前人借助卫星高度计和潮位站等大规模水位数据阵列的伴随同化,运用陆架潮波数值模型反演海底边界层拖曳系数时空变化规律的案例启发,文章提出了陆-海界面系统的复参数化思维以及遥感观测和数值模型相结合的复参数化建议。

琼州海峡自适应低通滤波之问
李炎
海洋学研究    2022, 40 (3): 9-16.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.002
摘要269)      PDF(pc) (1618KB)(328)   
自1987年Wally Broecker 提出被称为“大洋传送带”的理想环流图后,温暖的上层环流如何贯穿印尼海域各式各样的海峡,成为地球海洋大气系统模型边界条件设定的难点。具有强烈非线性效应的狭窄浅水海峡,一方面形成垂向混合热点,另一方面因引入潮波共振单元,可使海峡通道呈现为具有自适应能力的低通滤波器。位于粤西海域与北部湾之间的琼州海峡,是沉积物充沛并具强潮流以及西向背景流的狭窄浅水海峡。半日分潮和浅水分潮共振单元的引入,有利于其潮流槽刷深与潮流三角洲堆积,维护互相适应的动力-地貌关系。台风过境和冷空气入侵等强扰动可引起琼州海峡的西向风暴射流,触发北部湾不同结构特征的高营养、藻华与缺氧事件。狭窄浅水海峡如何引入潮波共振单元支持,形成有利于低频流低阻通过的自适应低通滤波器,海峡沿岸人类活动能否影响到贯穿流行为,琼州海峡是一个值得关注的案例。

海洋沉积源-汇过程的驱动因素:以北部湾为例
许冬, 葛倩, 韩喜彬, 邓韬, 肖婷露
海洋学研究    2022, 40 (3): 17-32.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.003
摘要371)      PDF(pc) (3784KB)(262)   
北部湾是热带、亚热带陆架半封闭海湾,具有独特和复杂的源汇过程,是研究陆海相互作用、海湾沉积动力学、海湾生态系统动力学、气候变化和人类活动影响的一个小型天然实验室。该文总结了在北部湾沉积物类型、沉积物来源、沉积物输运和沉积格局、沉积环境变化与气候记录、人类活动对沉积环境的影响等方面的研究进展。针对存在的问题并结合当前的研究热点,对未来研究提出了如下建议:(1)加强北部湾现代沉积过程研究,重视物源端元特征的研究和现代直接观测研究;(2)聚焦泥质沉积中心,开展更多浅地层剖面、科学深钻孔和高分辨率沉积记录研究;(3)聚焦国家碳中和需求,深入研究北部湾沉积碳储库的规模、结构、增汇潜力和脆弱性;(4)推动与越南等国的国际合作调查研究;(5)基于系统科学思维加强与其他学科的交叉融合。

海南岛周边海砂资源勘查进展及选区建议
仝长亮, 宋家伟, 邓开章, 韩孝辉, 王爱军, 汪亚平
海洋学研究    2022, 40 (3): 33-48.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.03.004
摘要294)      PDF(pc) (4123KB)(246)   
海砂是重要的海底矿产资源。海南岛海砂资源广泛地分布于海岸带和陆架区域,规模较大,品质优良,富含重矿物。文中阐述了海南岛周边海砂资源的基本分布特点,结合多个海砂资源勘查专项工作,以重矿物砂矿和集料用海砂为讨论重点,回顾了海南岛周边海砂勘查的工作进展和主要成果。通过勘查,海南岛周边海域共圈定了15处重矿物砂矿异常区,并探明了1处大型锆钛砂矿床,但由于调查研究程度不高,海域重矿物砂矿资源潜力并不明朗。海南岛周边底质调查比例尺基本达到了1∶25万,为海洋集料用海砂的勘查提供了扎实的基础。近年来在琼州海峡东口和琼西潮流沙脊区的勘查,探获了数十亿立方米的集料用海砂,预测资源潜力可达数百亿立方米。经综合分析,海南岛周边海域可圈定8处海砂资源勘查远景区,除了琼州海峡东口和琼西潮流沙脊区,琼东北侧陆架、琼西南侧陆架和北部湾一带,均是海砂资源的有利成矿区,并可能具有重矿物资源潜力。根据其具体沉积环境,分别探讨了各远景区的勘查目标和任务,结合现阶段工作进展和存在的问题,提出了今后海砂勘查的工作建议。

大陆坡脚确定原则与方法
方银霞, 李家彪, 尹洁, 刘为勇, 唐勇,
海洋学研究    2022, 40 (2): 1-9.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.001
摘要501)      PDF(pc) (2690KB)(164)   

大陆坡脚是大陆边缘的一个重要地形特征,是沿海国扩展其大陆架权利和划定其200海里以外大陆架外部界限的基础,也是大陆架界限委员会审议沿海国划界案时特别关注的重要技术参数。《联合国海洋法公约》第76条大陆架制度的制定源于典型的被动大陆边缘。但由于全球大陆边缘的多样性和复杂性,特别是后期构造活动、沉积作用对大陆边缘的改造与影响,海底地形地貌异常复杂多变,导致大陆坡脚的识别非常困难。加上各沿海国为获得最大范围的外大陆架,对大陆坡脚的相关规定进行有利于自己的解释,使得大陆坡脚的确定成了外大陆架划界中一个颇具争议的热点问题。本文基于对《联合国海洋法公约》和《大陆架界限委员会科学和技术准则》对大陆坡脚的规定,结合不同类型大陆边缘的地质特征和各沿海国划界实践,对陆坡基部区的确定、坡度变化最大之点的选取以及相反证明规则的适用性等问题进行了探讨。


基于DINEOF的风云极轨气象卫星海表温度重构方法研究
宋晚郊, 张鹏, 孙凌, 唐世浩, 周芳成,
海洋学研究    0, (): 10-18.   DOI: DOI:10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.002
摘要251)      PDF(pc) (3384KB)(30)   

海表温度是表征海洋表层热力状况的重要海洋参数,日均全天候覆盖的海温观测数据可为服务台风监测及其他海洋灾害时空演变的精细化预报提供数据支撑。可见光红外扫描辐射计和中分辨率光谱成像仪反演的海温产品具有较高的空间分辨率,但是红外遥感反演的海温产品受到云、雾和霾的影响,在云下存在大面积、无规律的缺值;微波辐射计反演的海温产品空间分辨率低,但可穿透云层,实现全天候海温观测。本文基于风云三号B、C、D三颗极轨气象卫星红外和微波遥感仪器反演的海温资料,利用经验正交函数插值法(DINEOF)重构得到全球海表温度产品。与全球分析场日平均海温OISST数据进行比较可知:原始海温资料的均方根误差为0.59~0.70 ℃,DINEOF重构后海温资料均方根误差降至0.10~0.34 ℃;相关系数从0.33~0.48提升到0.78~0.98。多传感器重构海温数据空间分布上连续可信,能够监测不同季节的海温变化特征及暖池空间模态。风云三号气象卫星微波遥感的加入显著提升了重构海温的空间连续覆盖率和时间分辨率。


基于GHSOM网络的南海风场时空变化特征分析
周益飞, 廖光洪
海洋学研究    2022, 40 (2): 19-31.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.003
摘要601)      PDF(pc) (5924KB)(120)   

基于1979—2018年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)近海面10 m风场资料,采用增长型分层自组织映射(GHSOM)神经网络方法,对南海海表面风场(SSW)的季节变化和年际异常变化进行了分析,结果表明:(1)GHSOM网络训练原始风场数据第一层结果揭示了4个特征模态,高度概括了南海近海面风场的季节变化特征;第二层结果提取了风场的月变化特征。(2)GHSOM网络训练异常风场数据第一层结果揭示了4类异常风场特征模态:反气旋式异常、气旋式异常、西南风异常和东北风异常模态。其中反气旋式异常和气旋式异常模态呈现出不对称现象,即反气旋式异常风场的振幅大于气旋式异常风场;且这两个模态与ENSO事件密切相关,它们的时间序列与Niño 3.4指数序列存在显著的延迟相关。同时,东北风异常风场模态的发生频率大于西南风异常模态。向下扩展的第二层结果揭露了异常风场模态更多的细节特征。


基于近底原位观测的小尺度海底沙波地形小波分解
汪九尧, 周洁琼, 吴自银, 朱超, 赵荻能,
海洋学研究    2022, 40 (2): 32-41.   DOI: 10.3969-j.issn.1001-909X.2022.02.004
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浅海海床发育着不同尺度的活动性砂体,在大型活动性砂体上常叠加发育着大量小尺度沙波(纹),分析这些小尺度沙波(纹)有助于揭示活动性砂体的成因机制。但它们的尺度较小,常规分析方法往往将其作为高频噪声滤除,难以对该尺度海底沙波(纹)进行分离量化研究。为了解决这个问题,本文设计并实现了一种基于小波分析的小尺度海底沙波地形分解方法,并以台湾浅滩典型区域的高精度近底原位观测数据为例,实现了小尺度海底沙波地形的分解和定量分析,分解出背景地形、小型沙波和沙波纹(波长小于0.6 m)3种地貌类型。本文提出的小尺度海底沙波地形分解量化方法,可广泛应用于浅海高活动性地貌发育演化和海底边界层沉积动力过程研究,对评估海洋工程的稳定性也具有一定的实用价值。