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海洋学研究 2017 Vol.35 按期号、起始页码排序
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渤、黄、东海冬季海表冷暖水舌的时空变化及机理分析
沈辉, 黄大吉
海洋学研究    2017, 35 (1): 1-13.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.01.001
摘要105)      PDF(pc) (7209KB)(7)   
海表冷暖水舌被广泛应用于定性描述海表水温(SST)的空间分布特征,但缺少定量的表述和研究。本文以海表冷暖水舌轴线的空间位置和温度为指标,用2006—2014年逐年冬季(2月)的遥感SST数据,分析了渤海、黄海和东海冬季的冷暖水舌的空间分布和年际变化,并探讨了其形成机理。结果表明,渤海、黄海和东海冬季存在2条冷水舌和6条暖水舌。水舌位置的EOF前三个模态(73.4%)基本解释了其年际变化,其中空间第一模态呈同相分布,在东海中部及西部的变动幅度最大;空间第二和第三模态主要呈反相分布,分别在九州岛南部及黄海区域变动幅度较大。水舌温度的EOF第一模态(69.6%)呈空间同相分布,变动幅度在渤、黄海较大,在东海南部较小。水舌位置和水舌温度都存在准2~3 a周期的年际变化,但只有水舌位置EOF第二模态通过95%水平的显著性检验。海表相对较均匀的负净热通量(海洋向大气输送热量),使得浅水区SST比深水区下降得快,水深(上混合层深度)是冷暖水舌形成的原因之一;平流热输送的空间差异显著且在冷暖水舌区域中的作用最大,在冷舌区域起到降温作用,在暖舌区域起到增温作用,平流热输送是冷暖水舌形成的主要原因。
南极普里兹湾海域湍流扩散系数估计
丁文祥, 梁楚进, 廖光洪, 高立宝
海洋学研究    2017, 35 (1): 14-24.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.01.002
摘要99)      PDF(pc) (4070KB)(3)   
基于Thorpe尺度方法,利用CTD数据,计算了南极普里兹湾海域的Thorpe尺度和湍流扩散系数,分析了观测区域(64°~69°S,66°~80°E)湍流翻转现象的强弱及分布。结果表明,在海底和地形粗糙区存在较大的Thorpe尺度(较强湍流翻转)和湍流扩散系数,湍流扩散系数最大值能达到10 -2m 2/s量级,比平坦开阔海洋高2~3个数量级,部分观测站位的湍流扩散系数和湍动能耗散率表现出大-小-大的垂向分布结构,总水深较深的区域尤为明显;深水区域的浮力频率在海表面到500 m层比较大,浅水区域该现象不明显;湍动能耗散率在(67.25°S,73°E)周围和经度为78°E的各站位都表现相对较大,能达到10 -6 w/kg量级,个别站位甚至能达到10 -5 w/kg量级。
长江近口段水动力特征对来水变异的响应
张智伟, 蒋陈娟, 李闪闪
海洋学研究    2017, 35 (1): 25-32.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.01.003
摘要87)      PDF(pc) (1531KB)(5)   
三峡水库的调蓄作用使长江中下游的径流动力发生异变,并诱使长江近口段的潮汐动力发生变化。本文基于长江近口段近20 a的流量和潮位资料,运用水文学、统计学和调和分析的方法研究长江近口段的水动力特征对三峡水库调蓄作用产生的来水变异的响应。研究结果表明:三峡水库的调蓄作用使长江近口段的径流动力发生变化,泄水期1—3月多年月平均流量增幅达20%以上;蓄水期9—11月多年月平均流量减少,10月的多年平均流量减少8 488 m 3/s。长江近口段径流动力的变化使潮汐动力发生相应调整,大通-江阴段保证率为10%~70%的高、低潮位显著下降,而保证率为80%~100%的高、低潮位则小幅上升。泄水期1—3月平均潮差和 M2分潮振幅减小,近口段的潮汐动力减弱;蓄水期9—11月平均潮差和 M2分潮振幅增加,尤其是10月份潮差增加最为显著,近口段潮汐作用显著增强。
FVCOM模型关键参数的处理及其在涌潮模拟中的应用
程文龙, 潘存鸿, 吴修广
海洋学研究    2017, 35 (1): 33-40.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.01.004
摘要108)      PDF(pc) (1847KB)(7)   
通过改进海床阻力系数和设置合适的垂向紊动背景系数,应用FVCOM模型成功再现了钱塘江河口强涌潮的演进过程。海床阻力系数采用Manning公式形式,取值随水深、地形在0.000 2~0.002 9之间变化;垂向紊动背景系数取1×10 -4 m 2/s。模拟结果较好地复演了涌潮到达时刻、涌潮高度及涌潮抬升过程、涌潮水平流速以及其沿垂向分布规律,表明阻力系数及垂向紊动背景系数等关键参数的改进和处理是合理的,可应用于涌潮三维潮流运动特征模拟。
1509号台风灿鸿期间“朱家尖-嵊山”高频地波雷达数据分析
李程, 李欢, 王慧, 高佳, 王国松, 董军兴, 潘嵩, 刘克修
海洋学研究    2017, 35 (1): 41-46.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.01.005
摘要101)      PDF(pc) (1828KB)(5)   
2007年在朱家尖和嵊山布设了小型阵变频高频地波雷达,对共同覆盖范围内的舟山海域进行风、浪、流的业务化探测。2015年7月11日,1509号台风灿鸿在朱家尖沿海登陆,之后继续向北偏东方向移动,台风中心经过高频地波雷达探测海域。本文将台风期间高频地波雷达的探测数据分别与定点浮标观测数据和ASCAT卫星遥感大面积风场数据进行了对比分析。结果表明,高频地波雷达在台风期间较好地反映了舟山海域流场特征和风场分布情况,高频地波雷达的探测数据精度满足指标要求,验证了高频地波雷达在复杂海况条件下具有合格的探测性能。
南极普里兹湾表层沉积物GDGTs含量分布与TEX 86指标应用研究
杨峥, 于培松, 潘建明, 刘瑞娟, 韩正兵, 张海峰, 胡佶
海洋学研究    2017, 35 (1): 47-54.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.01.006
摘要77)      PDF(pc) (2092KB)(3)   
利用中国南极考察获取的沉积物样品,对普里兹湾10个表层沉积物中GDGTs的含量与分布进行分析。结果表明:普里兹湾内GDGTs含量为27.69~900.78 ng/g,其中类异戊二烯GDGTs占比94%~99%,远高于支链GDGTs。类异戊二烯GDGTs与支链GDGTs都呈现东南高、西北低的分布趋势,且与沉积物中有机碳含量显著正相关( R>0.95)。沉积物中类异戊二烯GDGTs来源于水生古菌,而支链GDGTs主要来源于沉积物中的细菌。根据GDGTs不同异构体含量计算得到的指标TEX 86和TEX L 86都与普里兹湾1月表层海水温度呈现良好的相关性。这表明TEX 86和TEX L 86指标在普里兹湾海域具有适用性,可以作为重建古海温的替代指标。
东太平洋CC区西区表层沉积物黏土矿物和地球化学特征
付锋, 郑洋, 姚旭莹, 倪建宇
海洋学研究    2017, 35 (1): 55-65.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.01.007
摘要87)      PDF(pc) (2381KB)(5)   
本文以太平洋CC区西区12个表层沉积物样品作为研究对象,对其粒度、化学组分和矿物成分进行分析,讨论其沉积环境和物质来源。研究区地处深海,主要以深海黏土和硅钙质黏土为主,含有少量的硅质黏土、黏土质硅质软泥和黏土质钙质软泥。黏土矿物成分主要是蒙皂石和伊利石,含有部分的高岭石和绿泥石。黏土矿物组成表明,区内沉积物主要是陆源,由高空气流携带而来,南极底流和热液活动对其物源的来源有一定影响。沉积物地球化学特征也表明,物源以陆源为主,稀土元素分布曲线和北太平洋表层海水稀土曲线类似,且表现出强的Ce亏损,表明生物活动导致的生物沉降对表层沉积物也有一定的影响。
氧含量及附着面积对海洋底栖硅藻生长和胞外多聚物的影响
陈琪, 武福源, 郑纪勇, 杨靖亚, 蔺存国
海洋学研究    2017, 35 (1): 66-72.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.01.008
摘要92)      PDF(pc) (1740KB)(4)   
胞外多聚物(extracellular polymeric substance, EPS)是海洋底栖硅藻在水下表面附着时分泌的物质,环境因素对胞外多聚物的组成和分泌行为有直接影响,本文重点探讨了氧含量和附着面积对胞外多聚物的影响。采用热溶剂浸提法提取硅藻胞外多聚物,利用苯酚-硫酸法定量其中的多糖成分,利用考马斯亮蓝G-250法定量蛋白质成分,通过血球计数板法和紫外分光光度法计算细胞数量。结果表明,在氧含量高、可附着面积大的条件下,硅藻的生长繁殖速率快,且单个细胞的胞外多聚物分泌量大。氧含量对胞外多聚物主要成分中的水溶性多糖含量影响大,而对其余成分含量影响小。可附着面积对硅藻附着和生长的影响比氧含量影响小。
基于GIS和洛伦兹曲线的辽宁省海岛空间分布特征探析
赵东洋, 雷利元, 尤广然, 刘明, 席小慧, 毕远溥
海洋学研究    2017, 35 (1): 73-79.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.01.009
摘要127)      PDF(pc) (1197KB)(5)   
为合理开发利用和保护辽宁海岛资源,优化海岛产业结构和布局,以辽宁纳入中国海域海岛标准名录的633个海岛为研究对象,在对其地理坐标、陆域面积等基础数据进行数理统计的基础上,通过GIS的空间分析和绘制洛伦兹曲线、计算基尼系数,对辽宁海岛的空间分布特征进行了分析与研究。结果表明:辽宁海岛属集聚型分布类型,在空间上呈组团与带状分布,按聚集程度来看,形成了黄海北部长山群岛集聚区、辽东半岛南部浅海集聚带与辽东湾西部浅海集聚带三个区域;约60%的海岛处在离大陆岸线直线距离在10 km以内的范围内,近陆程度高;海岛陆域面积分布不均衡,基尼系数达0.9。
多金属结核概念车浮游体的外形设计及阻力特性分析
冯冠华, 李智刚, 冯迎宾, 梁洪光, 程阳锐, 吴东华
海洋学研究    2017, 35 (1): 80-85.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.01.010
摘要87)      PDF(pc) (1764KB)(8)   
针对深海采矿实际需求,提出将集矿车上的液压站与集矿车分离,设计成相对独立、悬浮于集矿车前部上方的浮游体。设计了多金属结核概念车浮游体(以下简称浮游体)外形,并利用三维设计软件SolidWorks建立了其三维几何模型。在此基础上,对几何模型进行简化处理,建立了浮游体流体动力学计算模型。利用流体动力学仿真分析软件ANSYS CFX,采用雷诺时均算法(RANS算法)和两方程的 k-ε湍流模型,得到了不同工况的阻力数据。采用Matlab曲线拟合功能,研究了浮游体阻力特性,验证了外形设计方案的可行性。
2010年5月与2013年6月黄、渤海大型底栖动物群落组成和结构的比较研究
李帅, 吕腾腾, 韩庆功, 郑俊勇, 韩庆喜
海洋学研究    2017, 35 (1): 86-94.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.01.011
摘要74)      PDF(pc) (1382KB)(4)   
基于2010年5月和2013年6月采集的黄、渤海海域的大型底栖动物数据,对该海域大型底栖动物的种类组成和群落结构等进行了研究,对该海域大型底栖动物群落结构的时间和空间差异进行了分析,并利用AMBI和m-AMBI生物指数对各站位的生态质量状况进行了评估。研究结果表明:在2010年5月和2013年6月所采站位的大型底栖动物共有131种,其中软体动物和甲壳动物占据了较大比例的物种数量,分别为51种和42种;其次为鱼类、多毛类和棘皮动物。该海域的优势物种为日本鼓虾 Alpheus japonicus、日本褐虾 Crangon hakodatei、司氏盖蛇尾S tegophiura sladeni和奇异指纹蛤 Acila mirabilis,其中司氏盖蛇尾具有最大的丰度和优势度。生物指数(AMBI和m-AMBI)的结果显示黄、渤海区域底栖生态环境仍相对稳定,但与历史资料比较得知,该海域大型底栖动物生存环境整体趋于恶化。
台湾东北海域夏季冷穹及上升流的数值模拟
刘晓辉, 连涛
海洋学研究    2017, 35 (2): 1-10.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.001
摘要104)      PDF(pc) (4687KB)(6)   
夏季,黑潮在台湾东北向东海陆架的入侵表现为黑潮次表层水的强烈涌升,并在陆架上形成明显的冷穹。本研究利用ROMS(Regional Ocean Modeling System)模式,模拟了夏季黑潮入侵所形成的冷穹及上升流的三维结构,并讨论了上升流形成的动力机制。结果表明,冷穹中心在50 m以上的深度位于25.5°N,122.5°E附近,最大降温5 ℃以上;在50 m以下的深度,冷穹的中心位于台湾岛北缘。表层黑潮在台湾北缘不存在明显入侵,在陆坡东向转向附近则以气旋式环流入侵至陆架以上。此外,上升流主要位于陆坡坡度最大的区域,且黑潮次表层水的涌升存在两个较为明显的路径,分别位于台湾岛以北的100 m与200 m等深线之间以及东向转向的陆坡区域。在上层,平流作用是上升流产生的主要机制;而在近底层,平流作用与底摩擦都对上升流有贡献。
南黄海太阳沙西侧海域晚第四系地震层序和沉积环境演变
刘阿成, 陆琦, 吴巍
海洋学研究    2017, 35 (2): 11-22.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.002
摘要85)      PDF(pc) (5219KB)(4)   
在南黄海太阳沙西侧潮流脊槽海域进行了密集网格的高分辨率浅地震勘探,测线间距主要为120 m和200 m。沉积物穿透厚度最大约80~90 m,划分为2个地震层序(SQ1和SQ2),细分为5个亚层(U1~U5)。位于下部的层序1(U1)为晚更新世陆相沉积,上部的层序2(U2~U5)以全新世海相沉积为主。根据地震相特征研究了各亚层的沉积环境,从晚更新世晚期以来,研究区经历了三角洲辫状河流—河流刻蚀—古河道充填—河口滨海—三角洲滨浅海—现代潮流脊槽的沉积环境演变过程。在早全新世中期,研究区发育了一条窄河口型潮流沙脊,并随海平面的快速上升而被掩埋。现代潮流沙脊形成于末次高海面后,与古潮流沙脊没有继承关系,与晚更新世古地形也没有关系,受控于潮流系统。
中太平洋CA海山玄武岩中斜长石化学成分特征及地质意义
何欣, 孙国胜, 初凤友, 王春光, 晋瑞香, 李洋, 战乃臣, 刘世伟, 孙九达
海洋学研究    2017, 35 (2): 23-32.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.003
摘要76)      PDF(pc) (2054KB)(6)   
在对CA海山玄武岩CAD21样品岩相学研究基础上,运用电子探针和X-荧光光谱法(XRF)对中太平洋CA海山斜长石斑晶中的环带、斜长石微晶和玄武岩中的硅酸盐进行了化学成分研究。CA海山玄武岩为地幔柱成因的板内玄武岩;斜长石斑晶具有环带结构,环带核部与边部为不连续消光,是不连续环带;环带核部为培长石,边部为拉长石,是岩浆演化过程中形成的正环带,其成因受岩浆演化过程中熔体组分及温、压条件的共同制约。斜长石斑晶核部、边部及斜长石微晶估算温度平均值分别为1 281,1 198和1 071 ℃,分别代表了岩浆源区、岩浆房及岩浆喷发温度,三者温度差值较小,这和洋岛玄武质岩浆的形成及喷发特点相吻合。
瓯江口外潮汐通道区滩槽冲淤演变分析及其调整机制的探讨
徐海, 王璟, 周鸿权
海洋学研究    2017, 35 (2): 33-43.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.004
摘要99)      PDF(pc) (4019KB)(5)   
基于瓯江口外潮汐通道区的历史水深地形资料,利用地理信息系统技术,建立不同年份的数字高程模型(DEM),利用DEM进行数字化冲淤定量计算,分析特征地貌冲淤演变过程,并结合水文泥沙条件,对其演变和调整机制进行了初步探讨。结果表明:(1)1933—2005年的72 a间,瓯江口外潮汐通道区底床总体表现为微量冲刷,平均冲刷厚度为27 cm,冲刷速率为0.375 cm/a。(2)特征地貌单元经历了较大幅度的冲淤演变和形态调整,深槽处于较稳定的冲刷拓展过程;温州浅滩持续淤积,近年来人类活动的影响加快其淤积;中沙浅滩和重山沙嘴受冲刷移动最终合二为一。(3)在自然的潮流动力作用下,浅滩与深槽之间进行泥沙交换运移,是研究区滩槽冲淤演变的主要调整机制。
码头-缆绳-动力定位船舶耦合系统的时频特性分析
刘建, 朱克强, 包雄关, 张大朋
海洋学研究    2017, 35 (2): 44-52.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.005
摘要81)      PDF(pc) (3963KB)(8)   
为研究系泊状态下动力定位船舶与码头及缆绳间的耦合作用,采取凝集质量法计算系泊缆索有效张力,设置弹簧阻尼单元用以计算码头碰垫间的非线性反力,应用比例-积分-微分控制系统(PID)进行推力控制。在系泊状态下,以动力定位船舶和无动力定位船舶为研究对象,分析了耦合系统中侧推器对消除因一阶波浪载荷而引起的船舶运动影响的作用;针对动力定位船舶,讨论了码头-缆绳及目标位置两个因素对动力定位船舶的定位能力及侧推器性能的影响。结果表明,在选取合理目标位置的情况下,耦合系统中的侧推器性能及动力定位船舶的定位能力均得到了有效提高。
一种人工鱼礁的水动力学研究与建设效果评价
姜少杰, 刘海敌, 吴伟, 王世明
海洋学研究    2017, 35 (2): 53-60.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.006
摘要109)      PDF(pc) (2059KB)(5)   
针对舟山群岛的海洋环境和渔业资源等情况,设计了一种正六棱柱式人工鱼礁用于改善当地的海洋生态和渔业资源。选用反映鱼礁通透性的 ε值和反映鱼礁附着能力的 η值两个参数对人工鱼礁的结构进行评价,通过比较发现所设计的正六棱柱式人工鱼礁在具有良好通透性的情况下还能够为海洋生物提供更大的附着面积,满足设计需求。使用Fluent软件对鱼礁进行CFD仿真,发现鱼礁迎流面前部上升流的最大高度随来流速度的增加而增加,鱼礁后方背涡流的长度约为鱼礁高度的9.3~9.6倍,表明其具有很好的水动力特性。为进一步验证鱼礁的水动力学性能,在相同尺寸、相同水域环境下对鱼礁模型设计了水槽实验,与仿真结果相互验证,证明了正六棱柱式人工鱼礁水动力性能的有效性。最后采用实地调查的方法对正六棱柱式鱼礁礁区与箱形鱼礁礁区进行建设效果的对比评价,发现两种鱼礁均能对各自所处的海洋环境起到增殖作用,正六棱柱人工礁区的平均生物密度大于对比礁区的生物密度,证明了其良好的水动力特性对增殖效果的有效性。
基于滩涂围垦的海岛城市时空扩张特征研究——以舟山本岛为例
羊大方, 李伟芳, 马仁锋, 杨晓平, 夏然, 朱菲菲, 袁敏杰, 尹昌霞
海洋学研究    2017, 35 (2): 61-73.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.007
摘要90)      PDF(pc) (4276KB)(7)   
以舟山本岛为研究单元,利用1995年,2005年和2015年的遥感影像,采用生态学分析、空间统计学分析、城市扩张指数等方法来探究舟山本岛滩涂围垦活动和城市用地扩张的特点,并分析两者之间的关联。结果表明:(1)在1995—2015年的20 a间,滩涂围垦的面积不断扩大。(2)1995—2005年的滩涂资源利用以近陆域的海涂为主,2005—2015年逐渐向浅海发展。(3)1995—2015年间,城市用地面积前10 a增长强度为0.53,增长速度为3.01 km 2/a,后10 a增长强度为1.46,增长速度为8.11 km 2/a。(4)舟山本岛的城市发展重心在20 a间经历了一个自西向东移动而后向北跳跃的过程,各区域间协同发展,使舟山本岛经济整体性和城市功能合理性得到提升。(5)滩涂围垦形成的土地与城市用地扩张之间存在着正相关关系,且从研究数据来看两者之间发生自然演替需要时间,大约为8~10 a,人工干预可以大幅缩短这个过程所需要的时间。
象山港生态系统脆弱性及其评价体系构建
张健, 李佳芮, 刘书明, 刘捷, 杨翼
海洋学研究    2017, 35 (2): 74-81.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.008
摘要103)      PDF(pc) (1280KB)(8)   
本文利用“暴露-敏感-适应”模型,建立了象山港生态系统脆弱性评价体系,经过分析与计算得出象山港生态系统脆弱性为中等脆弱,影响的主要胁迫因子为临港工业发展和海水养殖活动;系统敏感因子包括海洋生物多样性指数,鱼卵、仔稚鱼密度;最佳适应策略是完善环保法律法规和管理机制、加强入海污染物控制、提高污水处理率、提升公民环保意识和参与程度。
基于国产高分辨率影像的图们江口中、朝、俄三国湿地景观格局对比分析
吴春国, 李晓敏, 贾源旭, 马毅, 朱卫红
海洋学研究    2017, 35 (2): 82-90.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.009
摘要106)      PDF(pc) (2377KB)(4)   
图们江是我国重要的国际性河流之一,受中国、朝鲜、俄罗斯三国政策、经济、文化等因素影响,三国的湿地景观截然不同。本文以我国国产高分辨率卫星GF-1和GF-2影像为数据源,通过对图们江口湿地的实地踏勘,建立了图们江口湿地遥感分类体系,包括湖泊、河流、沼泽、滩涂、坑塘、水田和水库共7类。采用目视解译方法,提取了图们江口湿地信息,对图们江口湿地现状和中、朝、俄湿地差异进行了分析。利用Fragstats景观分析软件,选取了斑块数( NP)、最大斑块指数( LPI)、斑块平均面积( MPS)、加权平均形状指数( SHAPE)、加权平均分形维数( FRAC)、香农多样性指数( SHDI)和香农均匀性指数( SHEI)等几个景观格局指数分析了图们江口湿地景观格局特征。结果表明:(1)研究区湿地总面积为39 503.38 hm 2,以沼泽和湖泊为主,呈现近日本海聚集分布格局。(2)俄罗斯湿地面积占各国研究区湿地总面积比例最大,朝鲜次之,中国最小;朝鲜湿地开发程度最高,湿地破坏较严重。(3)朝鲜湿地破碎程度在三国中最重,中国次之;朝鲜因水田开发较严重,景观规则度最高;中国湿地多样性较其他两国丰富。
斋堂岛东南海域波浪特征及海浪谱分析
杨忠良, 叶钦, 欧阳伟, 羊天柱
海洋学研究    2017, 35 (2): 91-95.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.02.010
摘要153)      PDF(pc) (1322KB)(9)   
利用斋堂岛东南海域2013年至2014年的实测波浪资料,统计分析了本海域波浪特征,为波浪能资源评估提供基本波浪参数。统计结果表明,本海域年平均有效波高为0.60 m,最大波高为5.30 m,平均周期为3.3 s,最大周期为8.3 s,常浪向为E-SE向。本文亦讨论了本海域波高分布和波高与周期的关系,并基于JONSWAP谱谱型的基本结构,拟合得到适用于本海域的海浪谱谱型,可为海洋能发电装置的布设及相应的工程建设提供一定的参考。
Argo资料协同管理方法研究
董贵莹, 曹敏杰, 张丰, 杜震洪, 刘仁义, 吴森森
海洋学研究    2017, 35 (3): 1-8.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.03.001
摘要74)      PDF(pc) (2363KB)(30)   
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。
COSMIC掩星资料同化对台风“天兔”预报影响的试验
邹逸航, 马旭林, 姜胜, 何海伦, 郭欢
海洋学研究    2017, 35 (3): 9-19.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.03.002
摘要111)      PDF(pc) (5182KB)(33)   
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。
CZMIL机载激光测深系统及其在骆马湖测深试验评估
王宗伟, 朱士才, 卢刚, 彭树标
海洋学研究    2017, 35 (3): 20-26.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.03.003
摘要81)      PDF(pc) (4903KB)(48)   
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。
基于WorldView-2遥感影像的龙湾港浅海水深反演
郭晓雷, 邱振戈, 沈蔚, 栾奎峰, 曹彬才, 吴忠强
海洋学研究    2017, 35 (3): 27-33.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.03.004
摘要105)      PDF(pc) (1925KB)(39)   
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。
莱州湾某区块浅部地层地震反射异常原因探讨
刘双双, 朱友生, 周松望, 刘剑涛, 郝高建, 陶华
海洋学研究    2017, 35 (3): 34-41.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.03.005
摘要121)      PDF(pc) (4481KB)(37)   
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。
基于 B-L曲线的河-海划界研究
肖锐, 蒋雪中
海洋学研究    2017, 35 (3): 42-53.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.03.006
摘要98)      PDF(pc) (4906KB)(38)   
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。
2013年夏季西南印度洋表层浮游动物群落分布格局
杨娟, 吕靖, 张荣欣, 苏新, 孙栋
海洋学研究    2017, 35 (3): 54-66.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.03.007
摘要117)      PDF(pc) (2720KB)(43)   
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年冬季南海北部浮游植物粒度分级生物量和初级生产力
曾祥茜, 乐凤凤, 周文礼, 蔡昱明, 郝锵
海洋学研究    2017, 35 (3): 67-78.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.03.008
摘要91)      PDF(pc) (3340KB)(38)   
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/m 3,平均为(1.28±2.23) mg/m 3,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/(m 2·d),平均为(784.2±351.4) mgC/(m 2·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。
青岛近岸海域海水透明度时空变化及与环境因子之间的关系
高磊, 姚海燕, 张蒙蒙, 鞠莲, 曹婧
海洋学研究    2017, 35 (3): 79-84.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.03.009
摘要114)      PDF(pc) (1429KB)(40)   
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。
仿刺参采苗板上细菌的分离与鉴定
卢晓平, 许艳蕊, 范秋苹, 王春蕾, 郝鲁江
海洋学研究    2017, 35 (3): 85-90.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.03.010
摘要73)      PDF(pc) (1286KB)(36)   
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的抗拖网海床基冲刷数值模拟
于凯本, 杨涛, 高健, 林广义, 孟庆健, 宗乐
海洋学研究    2017, 35 (3): 91-98.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.03.011
摘要94)      PDF(pc) (2328KB)(38)   
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。
2001年春季东中国海三维环流的数值模拟
郑洋洋, 王惠群, 管卫兵, 杨成浩, 黄海龙, 杨昀
海洋学研究    2017, 35 (4): 1-13.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.04.001
摘要72)      PDF(pc) (10604KB)(17)   
本文基于2001年4月东中国海区域实测水文资料,应用三维有限元模式FEOM(Finite Element Ocean Model)对东中国海三维环流系统进行了数值计算分析。模式水平网格系统采用单节点线性三角形网格,垂向使用 z坐标,观测温、盐度场通过客观分析法插值得到初始条件,分别进行了诊断计算和强诊断计算,计算结果表明:(1)改进逆方法可以很好地反演研究区域流函数和流量分布,为数值模拟提供优质可靠的开边界条件。(2)有限元模式在网格自由度方面和对研究区域的完整覆盖方面优势明显,高分辨率的垂向 z坐标也可以较好地拟合海底地形,从而得到较高分辨率的三维数值模拟结果。(3)通过诊断计算,模拟再现了东中国海春季环流的多涡结构,分辨出了台湾暖流、黄海沿岸流、黄海暖流等流系。(4)比较诊断与强诊断两个计算结果,它们在定性上较为一致,在定量上有些差别,总体分布强诊断计算结果更为合理。
基于SWAN模型的南中国海“莫拉菲”台风浪研究
陈橙, 李焱
海洋学研究    2017, 35 (4): 14-19.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.04.002
摘要102)      PDF(pc) (2764KB)(12)   
我国的水运工程建设频繁受到台风浪的侵袭。为了对台风浪的防灾减灾提供有益帮助,本文基于第三代海浪模式SWAN建立了南中国海台风浪数值模型,并以“0906”号台风“莫拉菲”为例对模拟结果进行了分析。结果表明,台风风场与波浪场相似,即大小均由中心向外围递减,方向均为逆时针旋转;台风风场呈圆对称分布,而波浪场由于受到海底地形与岸线影响,呈现椭圆对称分布。有效波高等值线亦从中心向外围递减,且形状受地形与岸线影响较大。对台风浪组成机制的探讨结果显示风浪和涌浪均可组成台风浪,且海底地形与岸线(例如岛屿效应)亦对台风浪特性有所影响。
利用断头树估计2016年6月23日阜宁县龙卷风强度与尺度
王蕾, 许东峰
海洋学研究    2017, 35 (4): 20-33.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.04.003
摘要99)      PDF(pc) (9044KB)(17)   
2016年6月23日在盐城市阜宁县附近发生特大龙卷风事件,人员财产损失惨重。本文利用天气图和多普勒雷达图等气象资料,对此次龙卷风的产生机制进行分析,再根据受灾相对较严重的5个地区断头树情况的调查资料,以“大风中风速达到约42 m/s时,大风经过的树林中折断树的百分比急剧升高到50%”为依据,来估计风速达到42 m/s的龙卷风范围。调查结果显示:大气不稳定层结,冷、暖湿空气交汇,风的垂直风切变是此次龙卷风的重要诱发因子;此次龙卷风风速达到42 m/s的影响范围的长度至少达到20 km,最大宽度至少达到952 m。
印度洋卡尔斯伯格脊6°48′N附近热液羽状流水化学参数异常和颗粒物成分特征
蒋紫靖, 韩喜球, 王叶剑, 邱中炎
海洋学研究    2017, 35 (4): 34-43.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.04.004
摘要118)      PDF(pc) (3544KB)(13)   
2015年中国大洋33航次在西北印度洋卡尔斯伯格脊6°48′N附近进行了热液异常探测,成功发现了大糦热液区。本文对该热液区附近采集的CTD水样开展了水化学与颗粒物分析。结果表明,在3 150~3 400 m水深范围内水体存在Cl、Br、Mg负异常以及DFe和DMn正异常。其中Cl、Br、Mg的浓度较研究区海水背景值分别亏损2.87%~5.27%、3.21%~4.53%和2.52%~3.82%,Cl和Br的亏损指示海底释放的热液流体曾经发生了相分离。根据Mg的亏损情况,可以估算热液羽状流中热液流体的贡献约3.90%。DFe和DMn的浓度峰值分别为127 nmol/L和29.0 nmol/L,均出现在水深3 150 m层位。颗粒物的电镜观察和能谱分析结果显示,在2 900~3 400 m深度范围内存在热液成因的富铁氧化物(FeO占49.1%~95.2%),与海水样品中发现的高浓度DFe和DMn相印证。根据实测底层流流速与Fe(Ⅱ)扩散半径对研究区的Fe(Ⅱ)氧化半衰期进行了估算,得到大糦热液区Fe(Ⅱ)氧化半衰期为0.56~2.22 h。
印度洋亚丁-欧文-卡尔斯伯格脊三联点邻近洋脊的玄武岩地球化学特征及其地幔源区性质
黄凯晖, 韩喜球, 王叶剑, 邱中炎, 李洪林
海洋学研究    2017, 35 (4): 44-60.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.04.005
摘要88)      PDF(pc) (4380KB)(7)   
本文研究了亚丁-欧文-卡尔斯伯格脊(AOC)三联点邻近洋脊的玄武岩样品在主量、微量元素和Pb-Sr-Nd同位素特征上的差异和联系并分析其原因。结果表明,AOC附近卡尔斯伯格脊和希巴洋脊的玄武岩均为正常型洋脊玄武岩(N-MORB),起源自亏损地幔,其中卡尔斯伯格脊的样品较希巴洋脊样品更亏损;欧文洋脊玄武岩样品为洋岛玄武岩(OIB)特征,其地幔源区可能有残余陆块物质的混染;亚丁洋脊玄武岩样品类型包括N-MORB、E-MORB和可能的大陆玄武岩,与洋壳形成过程中大陆岩石圈物质的贡献程度有关。除了卡尔斯伯格脊外,阿法热点对各洋脊的岩浆均有一定程度的影响。
舟山东港新城溃堤洪水演进数值模拟
黄潘阳, 来向华, 季有俊, 胡涛骏, 王友忠
海洋学研究    2017, 35 (4): 61-68.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.04.006
摘要87)      PDF(pc) (3643KB)(10)   
台风会引起风暴增水和强浪。围填海工程建于软土地基上,海堤易产生不规则沉降,在台风引起的强浪作用下有可能发生溃堤,海水在高水位下大量涌入围区,引发灾难。针对溃坝的急变流特性,基于Delft3D Open Source,采用一种基于经典交错网格的改进型数值方法(其水流扩展流动数值近似算法符合动量守恒,而水流收缩流动数值近似则满足伯努利方程),建立了舟山东港新城溃堤洪水演进模型,并计算了最大可能风暴增水条件下溃堤洪水在东港新城的演进过程。结果表明,围区内的地形形势对洪水的演进及最终分布起了决定性作用,当溃口出现在不同位置时,影响范围和程度不一样。东港南部由于地势较低,且没有大型的吸纳洪水的人工湖,当附近出现50 m宽的溃口时,近乎整个南部区域都会受到海水的影响;而北部由于地势相对较高,影响有限。
基于模板匹配和不变矩的浮游动物快速测量方法
徐帅, 杨俊毅, 郑旻辉, 谢尚微
海洋学研究    2017, 35 (4): 69-75.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.04.007
摘要74)      PDF(pc) (1731KB)(10)   
近年来基于图像处理方法的浮游动物分类技术逐渐用于海洋生态系统的研究中,相关检测仪器也从实验室处理向原位现场分析发展,这对检测算法的效率和处理速度提出了更高要求。本文根据海洋浮游动物显微图像的形状特点,提出将模板匹配方法与不变中心矩描述方法相结合,先利用模板匹配限定目标初步范围,再比较不变矩确定最终目标动物,并统计动物数量和尺寸。本文方法不受动物方位旋转和尺寸缩放的影响。实验验证结果表明,该方法与传统识别方法相比简单高效,处理速度快,误差范围小,适用于浮游动物的实时原位观测。
太平洋东马里亚纳海盆多金属结核成因及品位控制因素
曹德凯, 任向文, 石学法
海洋学研究    2017, 35 (4): 76-86.   DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2017.04.008
摘要106)      PDF(pc) (3237KB)(9)   
本文选取东马里亚纳海盆与CC区中国多金属结核合同区西区的多金属结核样品,采用ICP-OES、ICP-MS以及XRD等测试方法对结核表层进行了地球化学与矿物学分析,并探讨了东马里亚纳海盆结核成因以及其主要成矿元素含量的控制因素。结果表明,结核具备水成型结核的主、微量元素特征,并受到成岩作用的影响。结核上下表层各元素含量差异明显,上表层Fe、Co、P等多数主量元素及∑REYs含量均高于下表层,而Mn、Cu、Ni等元素含量在下表层明显增加。根据结核矿物学以及海洋环境特征,并结合前人数据统计分析认为,东马里亚纳海盆结核样品中Mn、Ni、Cu、Co、Fe、Ce的品位主要受控于Mn矿物组成、底层海水溶解氧和表层海水初级生产力,La、Y等稀土元素品位还受到洋中脊热液活动的制约。