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本文利用神经网络模型、多元线性回归模型和马尔科夫模型分别建立了统计预报模型,对热带印度洋海表温度异常(SSTA)和印度洋偶极子(IOD)指数进行了63 a的长时间回报实验,并详细比较了线性和非线性统计预报模型的差异。结果表明:统计模型对IOD指数的预报技巧和现有动力模式预报技巧相差不大,对偶极子指数(DMI)有效预报时效为3个月,东极子指数(EIO)为5～6个月,西极子指数(WIO)达到8～9个月。IOD事件强烈的季节锁相特性使得对秋季的DMI指数可以提前4个月做出有效预报。加入同期的ENSO指数来预报IOD指数,能有效地提高IOD预报技巧,特别是对IOD峰值的预报。复杂的神经网络模型和简单的多元线性回归模型在对SSTA和IOD指数的预报具有同等的效果。

采用热带印度洋上层洋流的复EOF分解,对春季Wyrtki急流异常及其年际、年代际变化做了研究,并探讨了其与南海、南亚夏季风的关系。结果表明:该分解第一模态可称之为Wyrtki急流模态,其反映了每年5月份Wyrtki急流的总体强度;该强度有非常明显的8 a年际变化,这与亚洲夏季风年际变化之一相近;还有17 a和23 a的年代际变化,其中后者与热带外北太平洋主要气候模态PDO的周期相近。Wyrtki急流强度偏弱(强)年,南海、南亚夏季风建立大多偏早(迟),南海夏季风大多偏强(弱)。第二模态反映了Wyrtki急流在整个赤道印度洋东、西方向的不均匀性;其有非常明显的11 a和18~19 a的年代际变化,其中前者与热带外北太平洋次要气候模态NPGO的周期相近;此外该模态还有5 a的年际变化。

东海陆架斜坡和台湾海峡是我国东部近海从大洋和南海获取热量、盐量和营养盐的两个主要边界。本文建立了一个不规则分布漂流浮标轨迹的网格化处理方法和跨边界交换估算方法。该方法得到的漂流浮标轨迹累计次数再现了黑潮主轴位置并表明主轴两侧浮标存在显著的跨陆坡交换现象。浮标轨迹的统计结果揭示了东海陆坡上水体交换具有显著的区域性,即陆坡上存在7个主要交换区,3个交换区以入流为主,另4个交换区以出流为主。研究也表明跨东海陆坡交换具有明显的季节变化特征,秋季交换最剧烈且入流最显著,春季最弱。穿越台湾海峡的交换主要以北向入流为主,海峡东侧的交换更加明显,一年之中夏季最显著,春、冬季最弱。

悬浮物质量浓度是黄河口海域重要的水质和水环境监测参数之一,直接影响着水面以下光场的分布,进而影响水体的初级生产力和水域生态环境。本文基于2011年6—7月和11—12月共计89组现场实测悬浮物质量浓度和光谱数据,分析了黄河口及其附近海域不同悬浮物质量浓度的水体光谱特征,尝试利用多种波段组合建立悬浮物质量浓度遥感反演算法。结果表明865 nm波段与波段比655 nm/560 nm组合形式算法反演结果最优,算法相关系数R²为0.95,平均相对误差为25.65%。将算法应用于2014—2016年共7景Landsat 8 OLI遥感影像,分析了不同年份黄河口悬浮物质量浓度的时空分布特征,黄河口海域悬浮物质量浓度分布总体呈现近岸高,离岸低的特点,不同时期悬浮物质量浓度量值上有显著变化。

随着东部沿海港湾地区的经济迅速发展和人工建设地貌的不断形成,港湾地区地貌格局也产生相应的变化。定量研究海岸带人工建设地貌时空格局变化,对全面科学合理地评价人类建设行为,具有一定的科学和实践价值。本文以象山港1990年、2000年、2010年及2015年4个时期TM/OLI遥感影像作为主要数据源,分析了25 a内象山港海岸带人工建设地貌强度变化,并进一步探讨其空间格局演变特征。研究表明:(1)象山港海岸带人工建设地貌发育呈现出早期高速增长、中期缓慢增加、后续强劲推进的态势,其面积增幅具有显著的历史阶段性特征;(2)各个县(市)区点状和面状地貌斑块数量整体波动上升,但其内部发育水平差异较大,宁海县与象山县地貌发育的速率与程度都处于领先水平;(3)其格局演化过程分为4个重要阶段:点状分散期,面状集聚期,条带状延展期与复合、更新扩散期。

沉积物插管短柱样品于2013年4月采自大连湾2010年“7·16”溢油事故污染区,BQ050站与BQ007站分别位于生物分散剂和化学分散剂喷洒区。沉积物的可溶有机质含量(沥青A)、有机碳同位素组成(δ¹³C_org)和²¹⁰Pb比活度分析结果表明:喷洒生物分散剂的重污染区(BQ050站),沉积物中TOC含量为0.58%～1.51%,平均为1.15%;δ¹³C_org值为-22.2‰～-20.5‰PDB,平均为-21.74‰PDB;沥青A含量为0.061 5%～0.566 4%,平均为0.174 9%;沥青A/TOC比值为7.0%～34.8%,平均为14.13%;²¹⁰Pb_ex比活度存在异常峰值分布,垂向分布特征与沥青A相似;2～16 cm段沉积物的可溶有机质具有明显的外来输入特征。喷洒化学分散剂的较轻污染区(BQ007站),沉积物中TOC含量为0.61%～1.14%,平均为0.87%,除8～14 cm层段外,比BQ050站略低;但沥青A含量与沥青A/TOC比值明显低于前者;δ¹³C_org值较BQ050站轻;²¹⁰Pb_ex比活度随柱样深度呈指数衰减,对数相关;外来有机质输入量较低。截至2013年4月,BQ050站溢油污染物在海底下16 cm深度处有特征信号,溢油污染物沥青A 组分垂向迁移距离约为15 cm。

环抱式港池的水体交换能力强弱对港池的水质有重要影响,水体交换通道是改善港池水质的有效措施。本研究以闸坡渔港防波堤改造工程为例,采用不规则三角网格和有限体积方法,在潮流数模研究成果的基础上,建立平面二维对流-扩散数学模型,开展闸坡渔港扩建前后水体交换能力数值模拟研究,评估工程前后港内水体半交换周期和水体交换率。研究结果表明,闸坡渔港的水体交换能力较强,工程前水体半交换时间为129 h,工程后闸坡渔港水体半交换时间为104 h。工程后洲仔峡防波堤被改为涵洞式桥梁,使渔港与外海形成了水体交换通道,增加了港池内外水体相互作用和水体交换量,相应的水体交换能力增强。而港池外的两个水产养殖区域由于与外海相连,水体交换能力较强,工程前后该区域水体交换能力变化不大。

冬季吕宋岛西北海域频繁出现藻华现象,本文使用吕宋岛西北部海域1999年11月至2015年2月共16 a冬季多卫星融合水色遥感资料,利用经验正交函数(EOF)分解方法对长时间序列的Chl-a质量浓度的时空变化进行分析讨论,并结合海表温度(SST)、风速(WS)、海面高度异常(SLA)等数据以及上述数据计算获得的相关物理环境参数,分析其与海表Chl-a质量浓度之间的关系,探讨吕宋岛西北海域海表Chl-a质量浓度的时空分布规律以及Chl-a质量浓度与周边环境的响应关系。研究结果表明通常冬季吕宋岛西北海域海表均会出现大约以(19°N,119°E)为中心的高Chl-a质量浓度现象,平行海岸的风应力以及风应力涡旋引起冬季上升流,增加了营养盐的输入,很可能是该区域藻华形成的主要机制。同时背景流场的平流效应很可能诱发上升流区域与叶绿素藻华区中心不一致,可能引起了藻华中心的北移。

本研究确定了獐子岛集团虾夷扇贝Patinopecten yessoensis育苗过程中幼体大规模死亡的病原菌。采用TCBS培养基从患病幼体中分离弧菌,其数量为1.12×10⁴ CFU/g,以V1菌株和V2菌株为优势菌,占总弧菌数的64.3%和32.1%。用血琼脂平板测定V1菌株和V2菌株的溶血性,2株菌分别呈β溶血和α溶血。用2株菌分别感染扇贝幼体,幼体的死亡率显著高于对照组(P<0.05),症状与自然状态下的发病症状一致,并且从感染死亡的幼体中分离到原感染菌株,确定V1菌株和V2菌株是造成扇贝幼体大规模死亡的病原菌。对2株病原菌进行致病基因分析,结果发现V1菌株含有胞外金属蛋白酶基因。经16S rRNA基因测序分析,V1菌株(GenBank登录号KR232924)和V2菌株(GenBank登录号KR232925)与Vibrio splendidus ctt 31/5 和 Vibrio tasmaniensis 007的相似度分别为99.9%和99.2%。用药敏纸片扩散法检测病原菌对常见抗生素的敏感性,结果表明利福平、氟苯尼考和磺胺异恶唑均能有效抑制病原菌的生长。

浮游动物作为海洋生物的重要类群,对气候变化及人类活动都具有较高的敏感性。本文基于2004—2015年渤海湾夏季浮游动物监测资料,分析了浮游动物的群落结构及物种变动特征,并探讨了群落变动与环境因子的关系。结果表明,2004—2015年,渤海湾夏季浮游动物群落的种类数和生物多样性总体呈上升趋势。渤海湾浮游动物分属于7个门类,其中节肢动物门和腔肠动物门种类数最多,近年来物种数增长最快。12 a间,渤海湾浮游动物群落组成发生了显著变化,中华哲水蚤Calanus sinicus、真刺唇角水蚤Labidocera euchaeta等大中型桡足类数量逐渐下降,太平洋纺锤水蚤Acartia pacifica、背针胸刺水蚤Centropages dorsispinatus等小型桡足类及异体住囊虫Oikopleura dioica、锡兰和平水母Eirene ceylonensis等胶质类浮游动物数量逐渐增加。渤海湾浮游动物的群落变化主要与温度、盐度、营养盐等环境因子密切相关。

“大洋一号”调查船于2011年5—6月在南大西洋中脊14°S附近进行了7个站位的小型底栖生物采样。共鉴定出小型底栖生物10个类群。小型底栖生物平均丰度为(60.63±54.77) ind/10 cm²,平均干重生物量为(9.42±8.92) μg/10 cm²。线虫是其中的优势类群,丰度为(47.42±47.99)ind/10 cm²,占总丰度的78.21%,另外,肉鞭动物和桡足类分别占总丰度的16.63%和3.91%。生物量前3位的类群依次为桡足类、线虫和肉鞭动物。小型底栖生物密度随沉积物深度增加而减少,约73.55%的生物丰度分布在0～2 cm层内。个体大小方面,有75.32%的小型底栖生物粒径处于32～125 μm范围内。