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本文对中国南海北部海域海水、珊瑚、贝壳和沉积物中239+240Pu浓度或比活度、240Pu/239Pu原子比值和239+240Pu累积通量等283个站位数据进行整理，归纳总结了该海域239+240Pu在表层海水、水柱、表层沉积物以及柱样沉积物中的来源与变化趋势。根据端元模型研究结果表明，目前全球大气沉降（GF）和太平洋核试验场（PPG）是中国南海北部海域所调查环境样品中239+240Pu的主要来源。同时，根据迁移模型发现水柱中239+240Pu浓度峰值所对应的海水深度与其迁移速率呈现正相关的线性关系。表层沉积物有机质含量或粒度与239+240Pu比活度相关性具有分段性质，分别呈现正相关性和负相关性。沉积物柱样中239+240Pu的沉积速率在数值上通常要大于等于可交换态239+240Pu的表观对流速率，并且柱样中239+240Pu的沉积速率与最大表观对流速率呈现显著正相关的线性关系；柱样中可交换态239+240Pu的最大表观对流速率对沉积速率的影响可以忽略。
本文对中国南海北部海域海水、珊瑚、贝壳和沉积物中239+240Pu浓度或比活度、240Pu/239Pu原子比值和239+240Pu累积通量等283个站位数据进行整理，归纳总结了该海域239+240Pu在表层海水、水柱、表层沉积物以及柱样沉积物中的来源与变化趋势。根据端元模型研究结果表明，目前全球大气沉降（GF）和太平洋核试验场（PPG）是中国南海北部海域所调查环境样品中239+240Pu的主要来源。同时，根据迁移模型发现水柱中239+240Pu浓度峰值所对应的海水深度与其迁移速率呈现正相关的线性关系。表层沉积物有机质含量或粒度与239+240Pu比活度相关性具有分段性质，分别呈现正相关性和负相关性。沉积物柱样中239+240Pu的沉积速率在数值上通常要大于等于可交换态239+240Pu的表观对流速率，并且柱样中239+240Pu的沉积速率与最大表观对流速率呈现显著正相关的线性关系；柱样中可交换态239+240Pu的最大表观对流速率对沉积速率的影响可以忽略。
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为研究低温胁迫对军曹鱼幼鱼的影响，将军曹鱼幼鱼饲养于常温（30.5±1.0℃）和低温（20.0±0.5℃）7 d后对军曹鱼肝脏进行有参转录组测序，每组3个生物学重复。结果显示，6个测序样品共检测到约243 694 134个raw reads，所有样品Q30%均超过94%，GC%在47.65%-48.16%范围内。共筛选出4 362个差异表达基因，其中2 793个基因上调，1 569个基因下调。KEGG通路富集分析结果显示，在脂质代谢中，大量差异基因富集在脂代谢过程、脂质生物合成过程、甘油磷脂代谢过程、磷脂代谢过程和甘油脂代谢过程等生物过程中， PPAR信号通路中PPARα、PPARβ、SCD-1、CPT-1和CPT-2等多个脂代谢相关基因对军曹鱼幼鱼应对低温胁迫具有关键作用；在糖代谢中，大量基因富集于糖酵解/糖异生、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸酯的相互转化等生物过程，其中G6PC、ENO等基因在军曹鱼幼鱼应对低温胁迫时发挥重要调节作用。
为研究低温胁迫对军曹鱼幼鱼的影响，将军曹鱼幼鱼饲养于常温（30.5±1.0℃）和低温（20.0±0.5℃）7 d后对军曹鱼肝脏进行有参转录组测序，每组3个生物学重复。结果显示，6个测序样品共检测到约243 694 134个raw reads，所有样品Q30%均超过94%，GC%在47.65%-48.16%范围内。共筛选出4 362个差异表达基因，其中2 793个基因上调，1 569个基因下调。KEGG通路富集分析结果显示，在脂质代谢中，大量差异基因富集在脂代谢过程、脂质生物合成过程、甘油磷脂代谢过程、磷脂代谢过程和甘油脂代谢过程等生物过程中， PPAR信号通路中PPARα、PPARβ、SCD-1、CPT-1和CPT-2等多个脂代谢相关基因对军曹鱼幼鱼应对低温胁迫具有关键作用；在糖代谢中，大量基因富集于糖酵解/糖异生、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、戊糖和葡萄糖醛酸酯的相互转化等生物过程，其中G6PC、ENO等基因在军曹鱼幼鱼应对低温胁迫时发挥重要调节作用。
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doi: 10.12284/hyxb2024125
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近几十年来，位于莱州湾东北部的界河两侧海滩（以下简称“界河海滩”）在河流入海泥沙减少背景下发生严重侵蚀，再加上裕龙岛（一个大型离岸人工岛）等沿海工程建设的影响，界河海滩的海岸线演变异常复杂。本文使用1984−2024年的1186 幅卫星图像，采用聚焦剖面方法和亚像素海岸线识别技术研究界河海滩的海岸线演变，评估河流输沙和沿海工程的影响。结果显示界河海滩早期（1984−2004年）的演变主要受界河河口的封闭和打开、沙嘴的沿岸运移以及沙坝的向岸运移控制，总体上发生侵蚀；界河海滩后期（2004−2024年）的演变主要受裕龙岛等沿海工程建造影响，总体上发生淤进。在沿海开发日益加剧的今天，合理布局沿海工程有望减缓海滩侵蚀。
近几十年来，位于莱州湾东北部的界河两侧海滩（以下简称“界河海滩”）在河流入海泥沙减少背景下发生严重侵蚀，再加上裕龙岛（一个大型离岸人工岛）等沿海工程建设的影响，界河海滩的海岸线演变异常复杂。本文使用1984−2024年的
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doi: 10.12284/hyxb2024129
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泥沙输运是河口海岸研究的基础问题，对河口地貌演变、生态环境和工程建设具有重要的科学意义和应用价值。本文以漠阳江河口为例，基于船载和坐底三角架实测的海流、波浪和含沙量数据，分析漠阳江河口定点剖面上悬沙的沿岸和垂岸的输运趋势并计算泥沙输运通量，探讨波潮型河口的泥沙输移机制与运移规律，主要发现包括：（1）洪季口门处受径流作用主控，输沙量随着流量的增大而增大，沿岸输沙与垂岸输沙在流量最大的小潮期间达到最大值，分别为111.9 g/（m2·s）和269.5 g/（m2·s）；洪季拦门沙处则受波浪与潮流共同控制，沿岸输沙在大小潮期间皆为沿岸向西输运，垂岸输沙在大潮期间由落潮流主导离岸输沙4.0 g/（m2·s），小潮期间由波浪主导向岸输沙19.0 g/（m2·s）。（2）枯季拦门沙处受潮流和波浪主控，垂岸输沙以落潮流携沙向海输运为主，而沿岸输沙受波浪动力控制，在波生沿岸流作用下沿岸向东输沙；枯季拦门沙东侧同样受潮流和波浪主控，垂岸输沙在大潮期间为涨潮流主导携沙向岸输运，之后随着潮动力减弱转为离岸输运，沿岸输沙受波生沿岸流的影响沿岸向东输运。（3）洪季观测期间口门处向海输运显著，垂向上各水层流向一致；小潮期间出现水层流向分化，表层向海输运，底层向陆输运；拦门沙处大小潮时段垂向上各水层流向较为一致，但潮平均后大潮各水层向海输运，小潮各水层向岸输运，小潮期间受波浪作用明显，向岸输运占比达到79%。（4）漠阳江河口口门处在下泄径流与落潮流影响下以向海输沙为主，而口门外拦门沙处影响泥沙输运的最主要因素是潮流的向海输沙和波浪的沿岸输沙。
泥沙输运是河口海岸研究的基础问题，对河口地貌演变、生态环境和工程建设具有重要的科学意义和应用价值。本文以漠阳江河口为例，基于船载和坐底三角架实测的海流、波浪和含沙量数据，分析漠阳江河口定点剖面上悬沙的沿岸和垂岸的输运趋势并计算泥沙输运通量，探讨波潮型河口的泥沙输移机制与运移规律，主要发现包括：（1）洪季口门处受径流作用主控，输沙量随着流量的增大而增大，沿岸输沙与垂岸输沙在流量最大的小潮期间达到最大值，分别为111.9 g/（m2·s）和269.5 g/（m2·s）；洪季拦门沙处则受波浪与潮流共同控制，沿岸输沙在大小潮期间皆为沿岸向西输运，垂岸输沙在大潮期间由落潮流主导离岸输沙4.0 g/（m2·s），小潮期间由波浪主导向岸输沙19.0 g/（m2·s）。（2）枯季拦门沙处受潮流和波浪主控，垂岸输沙以落潮流携沙向海输运为主，而沿岸输沙受波浪动力控制，在波生沿岸流作用下沿岸向东输沙；枯季拦门沙东侧同样受潮流和波浪主控，垂岸输沙在大潮期间为涨潮流主导携沙向岸输运，之后随着潮动力减弱转为离岸输运，沿岸输沙受波生沿岸流的影响沿岸向东输运。（3）洪季观测期间口门处向海输运显著，垂向上各水层流向一致；小潮期间出现水层流向分化，表层向海输运，底层向陆输运；拦门沙处大小潮时段垂向上各水层流向较为一致，但潮平均后大潮各水层向海输运，小潮各水层向岸输运，小潮期间受波浪作用明显，向岸输运占比达到79%。（4）漠阳江河口口门处在下泄径流与落潮流影响下以向海输沙为主，而口门外拦门沙处影响泥沙输运的最主要因素是潮流的向海输沙和波浪的沿岸输沙。
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潮沟系统作为滨海湿地中活跃的地貌单元，不同级别潮沟水文环境变化显著，进而导致生物群落的空间分布出现差异。本研究选取黄河三角洲典型潮沟单元，利用环境DNA宏条形码（environmental DNA metabarcoding，eDNA）技术检测不同级别潮沟无脊椎动物多样性，采用生物共现网络分析和冗余分析（RDA）分别揭示典型潮沟无脊椎动物关键种与驱动因素。结果表明：该潮沟单元共检测到无脊椎动物127个分类操作单元（Operational Taxonomic Units，OTUs），隶属于9门24纲53目103科87属90种。无脊椎动物门水平和属水平分别以节肢动物门（43.9%）和围沙蚕属（Perinereis ）（25.2%）为优势类群。群落综合多样性指标（Comprehensive diversity index，CD）分析显示，三级潮沟综合多样性最高，一级潮沟无脊椎动物综合多样性最低。生物共现网络分析显示，线围沙蚕（Perinereis linea）和双枝薮枝螅（Obelia dichotoma）为关键种，对维持该潮沟无脊椎动物群落结构稳定起关键作用。RDA显示，水体的硅酸盐含量、温度和沉积物的粉砂、粘土占比是影响该潮沟无脊椎动物群落特征的主要环境因子。相关性网络分析显示，关键种受硅酸盐含量、粘土和水体氮元素含量的显著影响（P < 0.05）。研究结果有助于了解黄河三角洲典型潮沟无脊椎动物群落结构，揭示典型潮沟无脊椎动物关键种，并为无脊椎动物多样性监测与保护提供数据支持与理论参考。
潮沟系统作为滨海湿地中活跃的地貌单元，不同级别潮沟水文环境变化显著，进而导致生物群落的空间分布出现差异。本研究选取黄河三角洲典型潮沟单元，利用环境DNA宏条形码（environmental DNA metabarcoding，eDNA）技术检测不同级别潮沟无脊椎动物多样性，采用生物共现网络分析和冗余分析（RDA）分别揭示典型潮沟无脊椎动物关键种与驱动因素。结果表明：该潮沟单元共检测到无脊椎动物127个分类操作单元（Operational Taxonomic Units，OTUs），隶属于9门24纲53目103科87属90种。无脊椎动物门水平和属水平分别以节肢动物门（43.9%）和围沙蚕属（Perinereis ）（25.2%）为优势类群。群落综合多样性指标（Comprehensive diversity index，CD）分析显示，三级潮沟综合多样性最高，一级潮沟无脊椎动物综合多样性最低。生物共现网络分析显示，线围沙蚕（Perinereis linea）和双枝薮枝螅（Obelia dichotoma）为关键种，对维持该潮沟无脊椎动物群落结构稳定起关键作用。RDA显示，水体的硅酸盐含量、温度和沉积物的粉砂、粘土占比是影响该潮沟无脊椎动物群落特征的主要环境因子。相关性网络分析显示，关键种受硅酸盐含量、粘土和水体氮元素含量的显著影响（P < 0.05）。研究结果有助于了解黄河三角洲典型潮沟无脊椎动物群落结构，揭示典型潮沟无脊椎动物关键种，并为无脊椎动物多样性监测与保护提供数据支持与理论参考。
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摘要： 海草床在保护海洋生物多样性、缓解海水酸化、防止土壤侵蚀等方面发挥着关键作用。但是，全球气候变化以及人类活动严重影响海草的生存，造成海草大面积退化，威胁近岸海域生态系统安全。近年来，微生物促进海草床能量流动和海草生长发育的作用逐渐受到重视，植物促生微生物（Plant Growth-Promoting Microorganisms，PGPM）有望应用于海草苗种培育、植株移植、种子种植等海草床修复的关键技术中。本文综述了国内外关于微生物与海草相互作用促进植株生长和抵御环境胁迫的研究情况，总结了PGPM在高温、高盐、弱光等环境条件下增强植物胁迫耐受性的作用机制，提出利用现代分子生物学技术筛选海草促生微生物，明确其定植部位，探究不同环境条件下PGPM与海草相互作用的分子机制，为植物促生微生物PGPM应用于海草床修复及海草保护提供参考。
摘要： 海草床在保护海洋生物多样性、缓解海水酸化、防止土壤侵蚀等方面发挥着关键作用。但是，全球气候变化以及人类活动严重影响海草的生存，造成海草大面积退化，威胁近岸海域生态系统安全。近年来，微生物促进海草床能量流动和海草生长发育的作用逐渐受到重视，植物促生微生物（Plant Growth-Promoting Microorganisms，PGPM）有望应用于海草苗种培育、植株移植、种子种植等海草床修复的关键技术中。本文综述了国内外关于微生物与海草相互作用促进植株生长和抵御环境胁迫的研究情况，总结了PGPM在高温、高盐、弱光等环境条件下增强植物胁迫耐受性的作用机制，提出利用现代分子生物学技术筛选海草促生微生物，明确其定植部位，探究不同环境条件下PGPM与海草相互作用的分子机制，为植物促生微生物PGPM应用于海草床修复及海草保护提供参考。
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围栏养殖海域波浪场的能量分布不仅对海域内的营养物质输送起到关键影响，同时也是内侧结构设施在设计校验时需要重点考虑的水文因素。因此，对波浪场受围栏结构影响导致的能量变化进行研究具有重要意义。利用FUNWAVE 2.0 数值模型模拟了不规则波浪在不同结构围栏养殖海域的传播过程，讨论了桩柱间距及波浪入射方向对波浪能量变化的影响。结果表明，内部设施如果距离外侧围栏较近，在保证强度稳定前提下，桩距选取应小于10 m，而如果距离外侧围栏较远，则应该选取大于10 m的桩距。此外，即使斜向入射波浪场，也有可能在某些特定位置处对围栏设施造成比正向入射波浪场更为剧烈的作用，在设计时同样也应该予以考虑。
围栏养殖海域波浪场的能量分布不仅对海域内的营养物质输送起到关键影响，同时也是内侧结构设施在设计校验时需要重点考虑的水文因素。因此，对波浪场受围栏结构影响导致的能量变化进行研究具有重要意义。利用FUNWAVE 2.0 数值模型模拟了不规则波浪在不同结构围栏养殖海域的传播过程，讨论了桩柱间距及波浪入射方向对波浪能量变化的影响。结果表明，内部设施如果距离外侧围栏较近，在保证强度稳定前提下，桩距选取应小于10 m，而如果距离外侧围栏较远，则应该选取大于10 m的桩距。此外，即使斜向入射波浪场，也有可能在某些特定位置处对围栏设施造成比正向入射波浪场更为剧烈的作用，在设计时同样也应该予以考虑。
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doi: 10.12284/hyxb2024-00
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大型火山喷发后形成的平流层硫酸盐气溶胶层会抑制热带气旋的生成和发展，但相关研究主要集中在大西洋，较少涉及其他海域。西北太平洋是生成热带气旋最多的海域，探索其气候影响因素有利于深度理解热带气旋的生成和发展机制。本文根据记录在国际最佳轨道数据库和中国气象局数据库的西北太平洋热带气旋数据，比较了1900-2023年大型火山喷发前后西北太平洋海表温度和热带气旋数量的变化，从而对大型火山喷发对西北太平洋的热带气旋活动的影响开展了讨论。通过比较火山喷发前两年和喷发后两年内热带气旋数量的变化，发现：在大型火山喷发后西北太平洋热带气旋生成数量显著减少。海表温度显著响应了低纬度火山的喷发，而对于高纬度火山的喷发则没有明显反应。本研究表明，大型火山喷发后气溶胶强迫的增加与热带气旋频次联系紧密，但其造成的海表温度降低可能并非热带气旋减少的直接原因，其影响机制可能与气溶胶强迫造成的热带辐合带偏移有关，但仍需进一步探究。
大型火山喷发后形成的平流层硫酸盐气溶胶层会抑制热带气旋的生成和发展，但相关研究主要集中在大西洋，较少涉及其他海域。西北太平洋是生成热带气旋最多的海域，探索其气候影响因素有利于深度理解热带气旋的生成和发展机制。本文根据记录在国际最佳轨道数据库和中国气象局数据库的西北太平洋热带气旋数据，比较了1900-2023年大型火山喷发前后西北太平洋海表温度和热带气旋数量的变化，从而对大型火山喷发对西北太平洋的热带气旋活动的影响开展了讨论。通过比较火山喷发前两年和喷发后两年内热带气旋数量的变化，发现：在大型火山喷发后西北太平洋热带气旋生成数量显著减少。海表温度显著响应了低纬度火山的喷发，而对于高纬度火山的喷发则没有明显反应。本研究表明，大型火山喷发后气溶胶强迫的增加与热带气旋频次联系紧密，但其造成的海表温度降低可能并非热带气旋减少的直接原因，其影响机制可能与气溶胶强迫造成的热带辐合带偏移有关，但仍需进一步探究。
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铜藻（Sargassum horneri）具有较好的经济性状和价值，其养殖逐渐受到人们的重视。但目前对于其适宜养殖水深尚不清楚，并且对处于不同养殖水深铜藻的生理特征和生态功能也不明确。根据不同水深的光照强度，比较了不同水深（0.5 m和2 m）铜藻的初级生产力、营养盐吸收能力以及藻体营养组成。结果显示，不同水深的光照强度差异显著（P＜0.05），水深引起的光照强度差异与铜藻的初级生产力显著相关。生长在水深0.5 m处（上层）铜藻的总生产力显著高于水深2 m处（下层）的铜藻（P＜0.05），上层铜藻表现出更高的初级生产力和固碳能力。光照条件下，上层铜藻对\begin{document}${{\rm {NH}}_4^+} $\end{document} ![]()
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铜藻（Sargassum horneri）具有较好的经济性状和价值，其养殖逐渐受到人们的重视。但目前对于其适宜养殖水深尚不清楚，并且对处于不同养殖水深铜藻的生理特征和生态功能也不明确。根据不同水深的光照强度，比较了不同水深（0.5 m和2 m）铜藻的初级生产力、营养盐吸收能力以及藻体营养组成。结果显示，不同水深的光照强度差异显著（P＜0.05），水深引起的光照强度差异与铜藻的初级生产力显著相关。生长在水深0.5 m处（上层）铜藻的总生产力显著高于水深2 m处（下层）的铜藻（P＜0.05），上层铜藻表现出更高的初级生产力和固碳能力。光照条件下，上层铜藻对
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针对多自主水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle, AUV）水下覆盖任务过程中的突发情况，研究了多AUV的覆盖路径重规划问题，提出了一种多机器人-多区域覆盖路径规划（Multi-robot Multi-regional Coverage Path Planning, M2CPP）方法，为可用AUV重新分配未覆盖区域并规划覆盖路径。首先，通过割草机算法确定每个区域中的内部路径和候选入口位置。然后，采用协同进化方法求解最优的区域分配、区域顺序及各区域的最优入口，三个种群协同进化，共同决定所有AUV的完整路径，保证种群多样性，避免陷入局部最优。仿真结果表明，本文方法在根据初始位置和剩余能量为多AUV重规划较短路径的基础上，优化路径结构，保证多AUV工作量均衡，可以较好解决该背景下的路径重规划问题。
针对多自主水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle, AUV）水下覆盖任务过程中的突发情况，研究了多AUV的覆盖路径重规划问题，提出了一种多机器人-多区域覆盖路径规划（Multi-robot Multi-regional Coverage Path Planning, M2CPP）方法，为可用AUV重新分配未覆盖区域并规划覆盖路径。首先，通过割草机算法确定每个区域中的内部路径和候选入口位置。然后，采用协同进化方法求解最优的区域分配、区域顺序及各区域的最优入口，三个种群协同进化，共同决定所有AUV的完整路径，保证种群多样性，避免陷入局部最优。仿真结果表明，本文方法在根据初始位置和剩余能量为多AUV重规划较短路径的基础上，优化路径结构，保证多AUV工作量均衡，可以较好解决该背景下的路径重规划问题。
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doi: 10.12284/hyxb0000-00
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本文于2017年6月9～15日对发生在福建省惠安县沿海的一次链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）赤潮过程进行研究，共布设6个站位开展7个航次的海洋环境跟踪监测，并选取同年6月6日的水质和3月、11月的浮游植物数据同赤潮监测结果进行对比；同时结合甲藻包囊和养殖贝类的麻痹性贝毒（PSP）调查结果，探索休眠包囊与赤潮生消的关系，以期掌握养殖贝类体内PSP毒素的累积和排出规律。研究结果表明，赤潮发生时，天气晴朗，海况良好，水温和盐度分别介于24.2～26.8℃和30.4～33.2之间，营养盐含量较低，为贫营养水平，赤潮生物密度最高达到1.79×106 cells/L，适宜的水文气象条件和N/P以及链状裸甲藻的营养模式为赤潮的发生提供了基础，而恶劣的气象条件是导致赤潮消亡的主要原因。调查海域链状裸甲藻包囊平均密度为33.2 cysts/g，并有可能重新萌发成营养细胞，具有重新暴发赤潮的潜在性，需要引起重视。赤潮时牡蛎和贻贝短时间内即可富集高浓度的PSP毒素，并与赤潮生物的密度呈正比；低密度的链状裸甲藻也有可能引发PSP毒素超标；贻贝对PSP毒素具有富集快排出慢的特点，且富集能力远高于牡蛎，而排出速度则是明显较牡蛎慢。
本文于2017年6月9～15日对发生在福建省惠安县沿海的一次链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）赤潮过程进行研究，共布设6个站位开展7个航次的海洋环境跟踪监测，并选取同年6月6日的水质和3月、11月的浮游植物数据同赤潮监测结果进行对比；同时结合甲藻包囊和养殖贝类的麻痹性贝毒（PSP）调查结果，探索休眠包囊与赤潮生消的关系，以期掌握养殖贝类体内PSP毒素的累积和排出规律。研究结果表明，赤潮发生时，天气晴朗，海况良好，水温和盐度分别介于24.2～26.8℃和30.4～33.2之间，营养盐含量较低，为贫营养水平，赤潮生物密度最高达到1.79×106 cells/L，适宜的水文气象条件和N/P以及链状裸甲藻的营养模式为赤潮的发生提供了基础，而恶劣的气象条件是导致赤潮消亡的主要原因。调查海域链状裸甲藻包囊平均密度为33.2 cysts/g，并有可能重新萌发成营养细胞，具有重新暴发赤潮的潜在性，需要引起重视。赤潮时牡蛎和贻贝短时间内即可富集高浓度的PSP毒素，并与赤潮生物的密度呈正比；低密度的链状裸甲藻也有可能引发PSP毒素超标；贻贝对PSP毒素具有富集快排出慢的特点，且富集能力远高于牡蛎，而排出速度则是明显较牡蛎慢。
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doi: 10.12284/hyxb2024000
摘要:
真实海洋环境中真实的的岛礁通常具有地形是复合式地貌，复合的，礁坪呈现出是非平整的特征。以往大量的研究工作主要关注简化的台阶式岛礁模型，并未对复合式岸礁非平整礁坪对波浪传播演变特性的影响开展深入的研究工作。为了弥补前人研究的不足，本文开展了物理模型试验，系统研究了类海啸波在复合式岸礁上的传播演变特性，以往的研究并没有考虑礁坪地形的非平整性对孤立波带来的影响，因此本文并且分析了入射波高，礁坪水深的影响。为了研究不同入射波条件下非平整礁坪几何特征对类海啸波传播演变以及海墙载荷特性的影响，本文进一步开展了一系列的高分辨率数值计算。先通过物理试验来验证数值模拟方法的准确性，再用数值计算研究了孤立波的入射波高和礁坪淹没水深2种波浪要素以及第二礁坪高度、礁坪台阶位置和礁前斜坡坡度3种复杂岛礁地形因素影响下孤立波的沿程最大波高、反射系数、最大爬高、海墙的最大冲击压强分布、海墙的最大总力与总力矩的变化规律。研究结果表明：孤立波的反射系数随入射波高的增大而减小，随礁坪水深的增大而增大，最大爬高随入射波高的增大而增大，随礁前斜坡的cotα增大而减小。海墙的最大总力与最大总力矩随入射波高和礁坪水深的增大而增大，随第二礁坪的高度增大而降低。海墙上最大冲击压强出现的位置会随入射波高的增大、礁坪水深的增大、礁坪台阶距离海墙距离的减小而上升。研究结果可为进一步保护沿海设施免受极端海洋环境的影响提供一定的参考。
真实海洋环境中真实的的岛礁通常具有地形是复合式地貌，复合的，礁坪呈现出是非平整的特征。以往大量的研究工作主要关注简化的台阶式岛礁模型，并未对复合式岸礁非平整礁坪对波浪传播演变特性的影响开展深入的研究工作。为了弥补前人研究的不足，本文开展了物理模型试验，系统研究了类海啸波在复合式岸礁上的传播演变特性，以往的研究并没有考虑礁坪地形的非平整性对孤立波带来的影响，因此本文并且分析了入射波高，礁坪水深的影响。为了研究不同入射波条件下非平整礁坪几何特征对类海啸波传播演变以及海墙载荷特性的影响，本文进一步开展了一系列的高分辨率数值计算。先通过物理试验来验证数值模拟方法的准确性，再用数值计算研究了孤立波的入射波高和礁坪淹没水深2种波浪要素以及第二礁坪高度、礁坪台阶位置和礁前斜坡坡度3种复杂岛礁地形因素影响下孤立波的沿程最大波高、反射系数、最大爬高、海墙的最大冲击压强分布、海墙的最大总力与总力矩的变化规律。研究结果表明：孤立波的反射系数随入射波高的增大而减小，随礁坪水深的增大而增大，最大爬高随入射波高的增大而增大，随礁前斜坡的cotα增大而减小。海墙的最大总力与最大总力矩随入射波高和礁坪水深的增大而增大，随第二礁坪的高度增大而降低。海墙上最大冲击压强出现的位置会随入射波高的增大、礁坪水深的增大、礁坪台阶距离海墙距离的减小而上升。研究结果可为进一步保护沿海设施免受极端海洋环境的影响提供一定的参考。
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海洋流场的流线构造与放置对于认识和理解海洋流场具有重要意义。在流线绘制过程中，积分步长的选择至关重要，能够直接影响流线放置效果。固定步长算法由于无法适应曲率不断变化的情形往往不被采用，以往自适应步长流线算法存在自由度低以及多尺度适用性差的问题。针对上述问题，本文首次将信息熵引入到步长计算中，提出了信息熵控制的海洋流线自适应步长算法。该算法首先通过计算流场信息熵得到熵场，然后依据熵值大小将流场划分为高熵区域和低熵区域，并为每个积分点赋予新的步长，使得流场可以根据变化剧烈程度自适应调整步长大小，即高熵区域（变化剧烈的区域）步长较小，低熵区域（变化平缓的区域）步长较大。实验结果表明，本文算法能够显著增加变化剧烈区域的积分点数目和流线条数，更好地绘制特征处的流线细节，同时在不会影响放置效果的前提下减少了非重要区域的积分点数目和流线条数以提高计算效率，相比以往自适应步长算法显著提高了步长调节的自由度以及尺度适用性，可以应用于不同尺度的海洋流场。
海洋流场的流线构造与放置对于认识和理解海洋流场具有重要意义。在流线绘制过程中，积分步长的选择至关重要，能够直接影响流线放置效果。固定步长算法由于无法适应曲率不断变化的情形往往不被采用，以往自适应步长流线算法存在自由度低以及多尺度适用性差的问题。针对上述问题，本文首次将信息熵引入到步长计算中，提出了信息熵控制的海洋流线自适应步长算法。该算法首先通过计算流场信息熵得到熵场，然后依据熵值大小将流场划分为高熵区域和低熵区域，并为每个积分点赋予新的步长，使得流场可以根据变化剧烈程度自适应调整步长大小，即高熵区域（变化剧烈的区域）步长较小，低熵区域（变化平缓的区域）步长较大。实验结果表明，本文算法能够显著增加变化剧烈区域的积分点数目和流线条数，更好地绘制特征处的流线细节，同时在不会影响放置效果的前提下减少了非重要区域的积分点数目和流线条数以提高计算效率，相比以往自适应步长算法显著提高了步长调节的自由度以及尺度适用性，可以应用于不同尺度的海洋流场。
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对于细长杆件上的受力，工程上大多是通过Morison方程来计算波浪荷载。由于以往求解波浪力的Morison方程大部分都是简化方程，将桩体假设为刚体，没有考虑到桩体的弹性变形。基于径向基函数这一无网格方法，将考虑了桩体弹性变形的Morison方程和动力平衡方程联立求解，得到单桩在波浪荷载作用下的波浪力和动力响应，并将其与规范方法和以往的文献方法作对比，验证了此方法的准确性。将此方法应用于实际工程案例，可得到最不利工况下工作平台的动力响应。径向基函数计算简便，易于掌握，可将其应用于实际工程中，为以后的海上结构物计算提供了一个新的方向。
对于细长杆件上的受力，工程上大多是通过Morison方程来计算波浪荷载。由于以往求解波浪力的Morison方程大部分都是简化方程，将桩体假设为刚体，没有考虑到桩体的弹性变形。基于径向基函数这一无网格方法，将考虑了桩体弹性变形的Morison方程和动力平衡方程联立求解，得到单桩在波浪荷载作用下的波浪力和动力响应，并将其与规范方法和以往的文献方法作对比，验证了此方法的准确性。将此方法应用于实际工程案例，可得到最不利工况下工作平台的动力响应。径向基函数计算简便，易于掌握，可将其应用于实际工程中，为以后的海上结构物计算提供了一个新的方向。
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doi: 10.12284/hyxb2024113
摘要:
珊瑚岛礁地貌作为海岸的天然屏障，近年来由于人类活动的影响产生了不可逆的破坏。失去天然屏障的岛屿如何抵抗极端波浪的侵蚀成为了迫在眉睫的问题。本文基于波浪水槽物理模型试验，从入射波高、礁坪水深、孔隙半径等参数展开对复杂珊瑚岛礁地形附近的孤立波水动力特性研究，并从能量的角度揭示人工礁体的消波机理。试验结果表明：透空式梯形礁体能够对波浪能具有削弱作用，并加快波浪破碎；受礁体的影响波浪在通过礁体后发生局部减水，且可以降低后续在礁坪上传播的有效水深；透射系数和反射系数均随入射波高的增大而增大；随礁坪水深的增大反射系数减小，透射系数增大；反射系数随孔隙半径的增大而减小，透射系数无明显规律。透空式梯形礁体可以有效降低波浪的透射强度，实现对岛屿的防护，并且透空式梯形礁体在削弱波浪能量的同时还可以兼顾生态友好、减少结构物受力、为水体交换提供空间。
珊瑚岛礁地貌作为海岸的天然屏障，近年来由于人类活动的影响产生了不可逆的破坏。失去天然屏障的岛屿如何抵抗极端波浪的侵蚀成为了迫在眉睫的问题。本文基于波浪水槽物理模型试验，从入射波高、礁坪水深、孔隙半径等参数展开对复杂珊瑚岛礁地形附近的孤立波水动力特性研究，并从能量的角度揭示人工礁体的消波机理。试验结果表明：透空式梯形礁体能够对波浪能具有削弱作用，并加快波浪破碎；受礁体的影响波浪在通过礁体后发生局部减水，且可以降低后续在礁坪上传播的有效水深；透射系数和反射系数均随入射波高的增大而增大；随礁坪水深的增大反射系数减小，透射系数增大；反射系数随孔隙半径的增大而减小，透射系数无明显规律。透空式梯形礁体可以有效降低波浪的透射强度，实现对岛屿的防护，并且透空式梯形礁体在削弱波浪能量的同时还可以兼顾生态友好、减少结构物受力、为水体交换提供空间。
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随着北极环境快速变化，北冰洋水团的分布特征也在发生改变，潜在地影响了海洋内部的物理和生物地球化学过程。本文使用最新的持续近一年的MOSAiC海洋观测数据和高分辨率GLORYS12V1再分析数据分析了MOSAiC跨欧亚海盆漂流路径上水团温度和盐度的变化特征，并探究了大西洋水入流对路径水团温盐变化的影响。结果表明：（1）沿漂流路径海洋上100 m层的温盐自阿蒙森海盆至南森海盆呈现先升高后降低的变化特征，其中盐度在0–20 m层的空间差异最大，在南森海盆出现盐度大于34的高盐水；温度在100 m层空间差异最大，0℃等温线深度在南森海盆部分海区达到100 m以浅；虽然GLORYS12V1在南森海盆对上层温度模拟偏高，但其整体上抓住了漂流路径上温盐水平和垂向的主要变化特征，模拟水平较好。（2）高温高盐的大西洋水在欧亚海盆总体呈现为逆时针的流环，且输运过程中其深度逐渐加深，决定了中上层海洋温盐水平和垂向分布的整体差异；南森海盆表层20 m的高盐特征是由于漂流路径进入斯瓦尔巴群岛北部冬季深对流的势力范围，而大风事件对漂流路径上层温盐分布差异的作用有限。（3）在南森海盆西部100 m层，GLORYS12V1模拟的大西洋水水平扩展范围偏北，造成了该处模拟温度偏高的现象，分析认为改进边界大西洋入流通量的设置或可提升再分析数据精度。
随着北极环境快速变化，北冰洋水团的分布特征也在发生改变，潜在地影响了海洋内部的物理和生物地球化学过程。本文使用最新的持续近一年的MOSAiC海洋观测数据和高分辨率GLORYS12V1再分析数据分析了MOSAiC跨欧亚海盆漂流路径上水团温度和盐度的变化特征，并探究了大西洋水入流对路径水团温盐变化的影响。结果表明：（1）沿漂流路径海洋上100 m层的温盐自阿蒙森海盆至南森海盆呈现先升高后降低的变化特征，其中盐度在0–20 m层的空间差异最大，在南森海盆出现盐度大于34的高盐水；温度在100 m层空间差异最大，0℃等温线深度在南森海盆部分海区达到100 m以浅；虽然GLORYS12V1在南森海盆对上层温度模拟偏高，但其整体上抓住了漂流路径上温盐水平和垂向的主要变化特征，模拟水平较好。（2）高温高盐的大西洋水在欧亚海盆总体呈现为逆时针的流环，且输运过程中其深度逐渐加深，决定了中上层海洋温盐水平和垂向分布的整体差异；南森海盆表层20 m的高盐特征是由于漂流路径进入斯瓦尔巴群岛北部冬季深对流的势力范围，而大风事件对漂流路径上层温盐分布差异的作用有限。（3）在南森海盆西部100 m层，GLORYS12V1模拟的大西洋水水平扩展范围偏北，造成了该处模拟温度偏高的现象，分析认为改进边界大西洋入流通量的设置或可提升再分析数据精度。
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铁氧化物在全球土壤（沉积物）有机碳（Organic Carbon，OC）存储中具有重要作用。红树林湿地同时具有陆源与海源输入，为活性铁氧化物（FeR）对OC的保存提供了独特的生境。然而红树林表层沉积物中FeR对OC保存过程中的影响因素以及FeR对OC组分的选择性尚不明确。本研究选择广西大风江入海口和茅尾海周围受到潮汐与河流影响的天然红树林生境中的表层沉积物，研究沉积物中铁结合有机碳（Fe-OC）含量以及组分的变化。结果表明，大风江入海口与茅尾海表层沉积物中Fe-OC平均含量分别为0.16 ± 0.07%与0.17 ± 0.07%，在总有机碳（TOC）中所占比例分别为16.2 ± 5.04%与10.9 ± 5.63%，主要保存方式为吸附。FeR对OC的保存受到沉积物粒度、FeR含量与形态以及TOC来源与组分的影响。TOC、FeR与Fe-OC主要分布在粒度较小的沉积物组分中。表层沉积物中铁的存在形式以Fe3+为主，占总铁的87.42%，在高盐度沉积物中相对更高。FeR会选择性保存结合δ13C值（稳定性碳同位素自然丰度）偏正的OC与芳香族OC。与茅尾海相比较，大风江入海口表层沉积物Fe-OC中类蛋白荧光组分占总荧光组分的比例更高。类蛋白荧光组分占比随Fe-OC:Fe摩尔比升高而升高。本研究有助于明确广西红树林表层沉积物中FeR对OC的选择性保存机制，加深对陆海界面沉积物中OC的保存过程的了解。
铁氧化物在全球土壤（沉积物）有机碳（Organic Carbon，OC）存储中具有重要作用。红树林湿地同时具有陆源与海源输入，为活性铁氧化物（FeR）对OC的保存提供了独特的生境。然而红树林表层沉积物中FeR对OC保存过程中的影响因素以及FeR对OC组分的选择性尚不明确。本研究选择广西大风江入海口和茅尾海周围受到潮汐与河流影响的天然红树林生境中的表层沉积物，研究沉积物中铁结合有机碳（Fe-OC）含量以及组分的变化。结果表明，大风江入海口与茅尾海表层沉积物中Fe-OC平均含量分别为0.16 ± 0.07%与0.17 ± 0.07%，在总有机碳（TOC）中所占比例分别为16.2 ± 5.04%与10.9 ± 5.63%，主要保存方式为吸附。FeR对OC的保存受到沉积物粒度、FeR含量与形态以及TOC来源与组分的影响。TOC、FeR与Fe-OC主要分布在粒度较小的沉积物组分中。表层沉积物中铁的存在形式以Fe3+为主，占总铁的87.42%，在高盐度沉积物中相对更高。FeR会选择性保存结合δ13C值（稳定性碳同位素自然丰度）偏正的OC与芳香族OC。与茅尾海相比较，大风江入海口表层沉积物Fe-OC中类蛋白荧光组分占总荧光组分的比例更高。类蛋白荧光组分占比随Fe-OC:Fe摩尔比升高而升高。本研究有助于明确广西红树林表层沉积物中FeR对OC的选择性保存机制，加深对陆海界面沉积物中OC的保存过程的了解。
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为探讨风场数据在西北太平洋秋刀鱼栖息地预报中的应用适宜性，本文基于中国2019−2020年的6−11月在西北太平洋公海的秋刀鱼生产数据、中法海洋卫星（CFOSAT）共4种风场数据及海洋环境数据，利用广义可加模型构建夏、秋季秋刀鱼栖息地适宜性指数(Habitat Suitability Index, HSI)模型。结果显示：（1）环境变量对单位捕捞渔获量的影响权重表现出明显季节特征，夏、秋季影响最高权重值分别为叶绿素浓度和海表面温度，风速的权重值分别为最低和第二位，风速大小与权重值高低成正比；（2）四组卫星数据夏、秋季的检验精度平均值分别为68.37%和76.65%，最高为秋季CFOSAT达80.94%；（3）HSI高值区域与秋刀鱼实际渔场的空间分布移动方向基本一致，散射计卫星在台风多发的秋季HSI高值区更为突出和集中。应用风速的预报模型在秋季速报中具有优势，能够反映瞬时环境变量的变化对秋刀鱼鱼群洄游和集聚的影响。
为探讨风场数据在西北太平洋秋刀鱼栖息地预报中的应用适宜性，本文基于中国2019−2020年的6−11月在西北太平洋公海的秋刀鱼生产数据、中法海洋卫星（CFOSAT）共4种风场数据及海洋环境数据，利用广义可加模型构建夏、秋季秋刀鱼栖息地适宜性指数(Habitat Suitability Index, HSI)模型。结果显示：（1）环境变量对单位捕捞渔获量的影响权重表现出明显季节特征，夏、秋季影响最高权重值分别为叶绿素浓度和海表面温度，风速的权重值分别为最低和第二位，风速大小与权重值高低成正比；（2）四组卫星数据夏、秋季的检验精度平均值分别为68.37%和76.65%，最高为秋季CFOSAT达80.94%；（3）HSI高值区域与秋刀鱼实际渔场的空间分布移动方向基本一致，散射计卫星在台风多发的秋季HSI高值区更为突出和集中。应用风速的预报模型在秋季速报中具有优势，能够反映瞬时环境变量的变化对秋刀鱼鱼群洄游和集聚的影响。
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doi: 10.12284/hyxb2024031
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新生古储的潜山油气已成为我国海域盆地的重要勘探领域。渤海湾盆地的沙西北地区是一个典型碳酸盐岩潜山带，由于对其发育的多期裂缝的控储作用及与之相关的岩溶性质缺乏研究，制约了碳酸盐岩潜山的油气勘探。本文通过详细分析沙西北地区碳酸盐岩潜山储层缝-洞系统发育特征，研究裂缝与岩溶的控储作用。结果表明，渤海海域渤中西南环下古生界碳酸盐岩潜山属于裂缝相关岩溶储层，储集空间主要为溶蚀孔洞、构造裂缝和沿构造裂缝溶蚀扩大孔洞，优质储层具有岩性选择性，泥晶白云岩和细晶白云岩发育的裂缝和溶蚀孔洞更好。储层主要发育3期裂缝，NW向和NEE向剪裂缝主要与印支期和燕山末期的两次构造挤压有关，第三期WE向张裂缝则与喜山期的拉张运动有关，挤压作用是形成高密度缝的主要机制，后期的伸展作用是裂缝松弛形成储集空间的必要条件。下古生界碳酸盐岩潜山储层经历了3期岩溶作用，分别为加里东稳定构造背景的岩溶、印支期挤压褶皱成山背景的岩溶和燕山期−新生代早期伸展背景的断块地垒岩溶。总之，渤海湾盆地沙西北地区碳酸盐岩潜山储层是多期次多类型构造−岩溶作用联合复合形成的，不同构造部位的联合复合程度差异分析是认识成储规律的重要因素。
新生古储的潜山油气已成为我国海域盆地的重要勘探领域。渤海湾盆地的沙西北地区是一个典型碳酸盐岩潜山带，由于对其发育的多期裂缝的控储作用及与之相关的岩溶性质缺乏研究，制约了碳酸盐岩潜山的油气勘探。本文通过详细分析沙西北地区碳酸盐岩潜山储层缝-洞系统发育特征，研究裂缝与岩溶的控储作用。结果表明，渤海海域渤中西南环下古生界碳酸盐岩潜山属于裂缝相关岩溶储层，储集空间主要为溶蚀孔洞、构造裂缝和沿构造裂缝溶蚀扩大孔洞，优质储层具有岩性选择性，泥晶白云岩和细晶白云岩发育的裂缝和溶蚀孔洞更好。储层主要发育3期裂缝，NW向和NEE向剪裂缝主要与印支期和燕山末期的两次构造挤压有关，第三期WE向张裂缝则与喜山期的拉张运动有关，挤压作用是形成高密度缝的主要机制，后期的伸展作用是裂缝松弛形成储集空间的必要条件。下古生界碳酸盐岩潜山储层经历了3期岩溶作用，分别为加里东稳定构造背景的岩溶、印支期挤压褶皱成山背景的岩溶和燕山期−新生代早期伸展背景的断块地垒岩溶。总之，渤海湾盆地沙西北地区碳酸盐岩潜山储层是多期次多类型构造−岩溶作用联合复合形成的，不同构造部位的联合复合程度差异分析是认识成储规律的重要因素。
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琼东南盆地乐东凹陷梅山组海底扇天然气勘探潜力大。大多数学者认为梅山组海底扇为浊流成因，但钻井岩心揭示，砂砾岩中发育粒径高达5 cm的砾石，砂砾岩段磨圆度好，分选性差，海底扇的浊流成因无法解释此类砂砾岩成因，同时，经典的海底扇模式对砂体分布预测存在局限。基于岩心、薄片观察和粒度分析，对研究区海底扇岩石学特征和沉积构造开展系统研究，提出研究区海底扇为浊流和异重流交互沉积成因，区分了浊积岩与异重岩垂向叠置序列；结合古地貌特征，建立起梅山组海底扇成因演化模式。结果表明，研究区梅山组异重岩成分成熟度低，以长石质岩屑砂岩为主，岩石分选极差、磨圆次棱角−圆状，为中−高结构成熟度；块状砂质砾岩中，砾石定向排列、逆正粒序层理、平行层理、炭屑与生物化石碎片等构造是异重流沉积的典型特征；研究区海底扇发育多期浊积岩与异重岩叠置序列，梅山组早期以浊流沉积朵叶为主，中期以异重流沉积水道为主，晚期以浊流沉积水道为主，预测研究区南部发育更有利的海底扇储集砂体。成果可以为琼东南盆地海底扇有利砂体分布预测提供依据，对油气田勘探开发目标选取具有指导意义。
琼东南盆地乐东凹陷梅山组海底扇天然气勘探潜力大。大多数学者认为梅山组海底扇为浊流成因，但钻井岩心揭示，砂砾岩中发育粒径高达5 cm的砾石，砂砾岩段磨圆度好，分选性差，海底扇的浊流成因无法解释此类砂砾岩成因，同时，经典的海底扇模式对砂体分布预测存在局限。基于岩心、薄片观察和粒度分析，对研究区海底扇岩石学特征和沉积构造开展系统研究，提出研究区海底扇为浊流和异重流交互沉积成因，区分了浊积岩与异重岩垂向叠置序列；结合古地貌特征，建立起梅山组海底扇成因演化模式。结果表明，研究区梅山组异重岩成分成熟度低，以长石质岩屑砂岩为主，岩石分选极差、磨圆次棱角−圆状，为中−高结构成熟度；块状砂质砾岩中，砾石定向排列、逆正粒序层理、平行层理、炭屑与生物化石碎片等构造是异重流沉积的典型特征；研究区海底扇发育多期浊积岩与异重岩叠置序列，梅山组早期以浊流沉积朵叶为主，中期以异重流沉积水道为主，晚期以浊流沉积水道为主，预测研究区南部发育更有利的海底扇储集砂体。成果可以为琼东南盆地海底扇有利砂体分布预测提供依据，对油气田勘探开发目标选取具有指导意义。
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利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式，分析了2019年9号台风Lekima影响黄海北部期间发生的一次海雾过程，结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的海面凝结成雾，台风中心右侧区域的偏南气流不仅使黄海南部的暖湿空气不断向北输送，为海雾的形成和发展提供充足的水汽，同时其从黄海西岸带来的暖气团和台风中心区域的下沉气流在雾区上空形成了显著逆温层，在大气边界层内形成了“上稳下湍”的层结结构，也有利于海雾在岸滨及内陆地区的维持和发展。而台风后部水平风转向和台风中心外围增强的水平风加强了大气边界层底部的垂直风切变，从而导致的湍流混合增强和大气边界层稳定度下降是引发海雾消散的重要原因。
利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式，分析了2019年9号台风Lekima影响黄海北部期间发生的一次海雾过程，结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的海面凝结成雾，台风中心右侧区域的偏南气流不仅使黄海南部的暖湿空气不断向北输送，为海雾的形成和发展提供充足的水汽，同时其从黄海西岸带来的暖气团和台风中心区域的下沉气流在雾区上空形成了显著逆温层，在大气边界层内形成了“上稳下湍”的层结结构，也有利于海雾在岸滨及内陆地区的维持和发展。而台风后部水平风转向和台风中心外围增强的水平风加强了大气边界层底部的垂直风切变，从而导致的湍流混合增强和大气边界层稳定度下降是引发海雾消散的重要原因。
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基于巴厘岛北部海域海洋内波卫星遥感观测与数值模拟结果，本文对4·21印尼潜艇失踪事件原因进行了初步分析。结果表明，在印尼潜艇失事海域和时间，源于龙目海峡的海洋内波向北传播并广泛分布于巴厘岛北部海域，振幅可达50 m。潜艇很可能遭遇了大振幅海洋内波发生“掉深”而导致失事。
基于巴厘岛北部海域海洋内波卫星遥感观测与数值模拟结果，本文对4·21印尼潜艇失踪事件原因进行了初步分析。结果表明，在印尼潜艇失事海域和时间，源于龙目海峡的海洋内波向北传播并广泛分布于巴厘岛北部海域，振幅可达50 m。潜艇很可能遭遇了大振幅海洋内波发生“掉深”而导致失事。
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摘要(2918)
摘要:
海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量，我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果，但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样，将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼（Scomber japonicus）捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系，探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明，净初级生产力与标准化CPUE（Catch Per Unit Effort）不存在显著的线性关系（P>0.05），但呈显著非线性关系（P<0.05），且这种非线性关系表现为倒抛物线，即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高，但当净初级生产力进一步增加，鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制，但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。
海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量，我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果，但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样，将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼（Scomber japonicus）捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系，探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明，净初级生产力与标准化CPUE（Catch Per Unit Effort）不存在显著的线性关系（P>0.05），但呈显著非线性关系（P<0.05），且这种非线性关系表现为倒抛物线，即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高，但当净初级生产力进一步增加，鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制，但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。
2024, 46(10): 1-15.
doi: 10.12284/hyxb2024093
摘要:
气候变化背景下，区域质量海平面变化速率不一。其中，陆地向海水输送的淡水在负荷自吸效应与极移反馈共同作用下形成质量海平面的时空异质性变化，即海平面指纹，是质量海平面中的重要组成部分。本文利用三套陆地水储量异常数据，采用考虑负荷自吸效应与极移反馈的海平面方程，模拟3种情景下的海平面指纹，分别为：（1）吻合实际冰川物质平衡的情景；（2）吻合近期气候变化速率的情景；（3）仅考虑气候自然变率的情景。基于模拟结果，分析多情景下海平面指纹的演化特征，并评估其对观测质量海平面异常的贡献。研究表明：格陵兰岛、阿拉斯加、高加索及中东地区、南安第斯山脉和南极洲等地区的冰川消融主导海平面指纹的趋势项。吻合实际冰川物质平衡的情景能更好地再现观测质量海平面异常趋势项的全球分布格局，表现为与GRACE/GRACE-FO结果的空间相似系数为0.31、与测高卫星结果的空间相似系数为0.71。非冰川区域陆地水储量异常则更好地再现观测质量海平面异常的振幅项，表现为仅考虑气候自然变率情景下的海平面指纹与GRACE/GRACE-FO结果的空间相似系数为0.67、与测高卫星结果的空间相似系数为0.84。低纬海域质量海平面异常主要贡献源是海平面指纹。
气候变化背景下，区域质量海平面变化速率不一。其中，陆地向海水输送的淡水在负荷自吸效应与极移反馈共同作用下形成质量海平面的时空异质性变化，即海平面指纹，是质量海平面中的重要组成部分。本文利用三套陆地水储量异常数据，采用考虑负荷自吸效应与极移反馈的海平面方程，模拟3种情景下的海平面指纹，分别为：（1）吻合实际冰川物质平衡的情景；（2）吻合近期气候变化速率的情景；（3）仅考虑气候自然变率的情景。基于模拟结果，分析多情景下海平面指纹的演化特征，并评估其对观测质量海平面异常的贡献。研究表明：格陵兰岛、阿拉斯加、高加索及中东地区、南安第斯山脉和南极洲等地区的冰川消融主导海平面指纹的趋势项。吻合实际冰川物质平衡的情景能更好地再现观测质量海平面异常趋势项的全球分布格局，表现为与GRACE/GRACE-FO结果的空间相似系数为0.31、与测高卫星结果的空间相似系数为0.71。非冰川区域陆地水储量异常则更好地再现观测质量海平面异常的振幅项，表现为仅考虑气候自然变率情景下的海平面指纹与GRACE/GRACE-FO结果的空间相似系数为0.67、与测高卫星结果的空间相似系数为0.84。低纬海域质量海平面异常主要贡献源是海平面指纹。
2024, 46(10): 16-24.
doi: 10.12284/hyxb2024095
摘要:
基于南海海域层结特征、有限深度理论方程等，应用潜标实测与WOA2023气候态温度、盐度数据，重构不同振幅孤立子内波条件下的二维声速场，再结合BELLHOP射线声学模型仿真计算不同声速环境下的声传播损失、声线路径，声线到达结构等。仿真结果表明：孤立子内波会改变声线传播轨迹，当声线由海面向海底方向或由海底反转向海面方向经过孤立子内波中心时，会导致声线轨迹水平方向上分别向靠近声源和远离声源方向偏移，且孤立子内波振幅越大，声线轨迹偏移距离越大；孤立子内波也会改变声线到达结构，在特定接收点处存在孤立子内波条件时的声信号会更快传播到接收点。
基于南海海域层结特征、有限深度理论方程等，应用潜标实测与WOA2023气候态温度、盐度数据，重构不同振幅孤立子内波条件下的二维声速场，再结合BELLHOP射线声学模型仿真计算不同声速环境下的声传播损失、声线路径，声线到达结构等。仿真结果表明：孤立子内波会改变声线传播轨迹，当声线由海面向海底方向或由海底反转向海面方向经过孤立子内波中心时，会导致声线轨迹水平方向上分别向靠近声源和远离声源方向偏移，且孤立子内波振幅越大，声线轨迹偏移距离越大；孤立子内波也会改变声线到达结构，在特定接收点处存在孤立子内波条件时的声信号会更快传播到接收点。
2024, 46(10): 25-36.
doi: 10.12284/hyxb2024105
摘要:
伴随涡旋演变运动的内部水体结构的实时变化，一直是深入研究中尺度涡生态效应的重要影响因素之一。本文以黑潮−亲潮交汇区的3个涡旋为例，基于卫星高度计与Argo剖面资料，利用梯度依赖最优插值方法进行了涡旋实时内部结构的构建试验，并通过与卫星观测、现场调查，以及数值模拟等数据的对比验证，系统评估了该方法在构建涡旋实时结构的可靠性和有效性。结果表明，基于构建结果计算的3个涡旋表层地转流的速度量级与卫星观测的速度量级相一致；基于构建结果计算的地转流与ADCP（Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP）实测数据相比，发现涡心位置与ADCP观测的速度转向位置一致；构建结果等密度线的起伏形状和振幅均与对应的XCTD（Expendable Conductivity-Temperature-Depth, XCTD）现场观测相吻合；此外，数值模式数据与构建得到的涡心和涡旋平均半径基本一致。故，梯度依赖最优插值方法是一种很有希望表示涡演化过程中实时内部特征的技术。
伴随涡旋演变运动的内部水体结构的实时变化，一直是深入研究中尺度涡生态效应的重要影响因素之一。本文以黑潮−亲潮交汇区的3个涡旋为例，基于卫星高度计与Argo剖面资料，利用梯度依赖最优插值方法进行了涡旋实时内部结构的构建试验，并通过与卫星观测、现场调查，以及数值模拟等数据的对比验证，系统评估了该方法在构建涡旋实时结构的可靠性和有效性。结果表明，基于构建结果计算的3个涡旋表层地转流的速度量级与卫星观测的速度量级相一致；基于构建结果计算的地转流与ADCP（Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP）实测数据相比，发现涡心位置与ADCP观测的速度转向位置一致；构建结果等密度线的起伏形状和振幅均与对应的XCTD（Expendable Conductivity-Temperature-Depth, XCTD）现场观测相吻合；此外，数值模式数据与构建得到的涡心和涡旋平均半径基本一致。故，梯度依赖最优插值方法是一种很有希望表示涡演化过程中实时内部特征的技术。
2024, 46(10): 37-49.
doi: 10.12284/hyxb2024101
摘要:
热带东南印度洋和南海北部均在地形和背景环流特征方面具有相似性，且均存在较为活跃的中尺度涡运动。本文基于卫星高度计观测，对这两个海域中尺度涡的统计特征、季节和年际变化进行了对比分析。结果表明，生成于热带东南印度洋和南海的中尺度涡数量均随其生命周期增长近似指数衰减，平均以0.2 m/s的速度向西或西南移动，但前者的平均半径更大，后者的平均振幅更强。在季节变化方面，涡动能均在北半球春季最小，在秋季最大，但热带东南印度洋涡旋生成数在夏−秋季最多，而南海北部在冬−春季最多。在年际变化方面，热带东南印度洋和南海北部涡旋活动均受到厄尔尼诺−南方涛动（ENSO）的影响，在厄尔尼诺年涡动能更强，而拉尼娜年涡动能更弱，但ENSO影响这两个海域中尺度涡的机制略有不同，前者主要通过调制印尼贯穿流，从而抑制或增强该海域斜压不稳定能量实现，而后者主要通过改变南海局地风场，从而产生风应力旋度异常实现。此外，热带东南印度洋中尺度涡还受到印度洋偶极子的影响，而南海北部中尺度涡则与印度洋偶极子之间相关较弱。
热带东南印度洋和南海北部均在地形和背景环流特征方面具有相似性，且均存在较为活跃的中尺度涡运动。本文基于卫星高度计观测，对这两个海域中尺度涡的统计特征、季节和年际变化进行了对比分析。结果表明，生成于热带东南印度洋和南海的中尺度涡数量均随其生命周期增长近似指数衰减，平均以0.2 m/s的速度向西或西南移动，但前者的平均半径更大，后者的平均振幅更强。在季节变化方面，涡动能均在北半球春季最小，在秋季最大，但热带东南印度洋涡旋生成数在夏−秋季最多，而南海北部在冬−春季最多。在年际变化方面，热带东南印度洋和南海北部涡旋活动均受到厄尔尼诺−南方涛动（ENSO）的影响，在厄尔尼诺年涡动能更强，而拉尼娜年涡动能更弱，但ENSO影响这两个海域中尺度涡的机制略有不同，前者主要通过调制印尼贯穿流，从而抑制或增强该海域斜压不稳定能量实现，而后者主要通过改变南海局地风场，从而产生风应力旋度异常实现。此外，热带东南印度洋中尺度涡还受到印度洋偶极子的影响，而南海北部中尺度涡则与印度洋偶极子之间相关较弱。
2024, 46(10): 50-64.
doi: 10.12284/hyxb2024099
摘要:
受全球变暖的影响，近年来北冰洋大量多年冰被季节冰取代。本文基于冰龄、密集度和冰速卫星遥感数据，对波弗特海北断面（NB断面）、W150°断面、楚科奇海东断面（EC断面）和北极中部断面（CA断面）几个北冰洋代表断面的多年冰通量进行估算，结合大气再分析数据研究影响各断面1984-2021年冰通量变化的主要因素，并对多年冰输运中断发生的时间和原因进行了分析。结果显示，波弗特高压（BH）减弱对应着NB断面多年冰输运减弱和穿极漂流区（CA断面）的多年冰输运增强。在大气环流北极偶极子（DA）模态负位相时期，反气旋风场减弱，使东西伯利亚的南风减弱，导致EC断面的多年冰面积通量减小，经向风减弱使CA断面通量减小。但在2004年之后，波弗特环流区断面（NB和W150°断面）海冰通量和CA断面海冰通量与DA指数的相关性均减少。这主要是由于多年冰范围的不断内缩，使得断面多年冰通量呈现减小趋势，甚至出现中断现象，这使得多年冰面积通量周期发生改变。同时，冰速年际变化也可导致波弗特环流多年冰输运的中断。本研究发现这种情况通常发生在BH指数和DA指数负位相时期，但并不是所有BH指数和DA指数低于负标准差的月份都对应着发生多年冰输运中断的时间，当中断发生时，与普通BH负位相情形相比，风场距平的中心点更靠近北极点，与普通DA负位相情形相比，海平面气压正、负距平空间分布更加对称。
受全球变暖的影响，近年来北冰洋大量多年冰被季节冰取代。本文基于冰龄、密集度和冰速卫星遥感数据，对波弗特海北断面（NB断面）、W150°断面、楚科奇海东断面（EC断面）和北极中部断面（CA断面）几个北冰洋代表断面的多年冰通量进行估算，结合大气再分析数据研究影响各断面1984-2021年冰通量变化的主要因素，并对多年冰输运中断发生的时间和原因进行了分析。结果显示，波弗特高压（BH）减弱对应着NB断面多年冰输运减弱和穿极漂流区（CA断面）的多年冰输运增强。在大气环流北极偶极子（DA）模态负位相时期，反气旋风场减弱，使东西伯利亚的南风减弱，导致EC断面的多年冰面积通量减小，经向风减弱使CA断面通量减小。但在2004年之后，波弗特环流区断面（NB和W150°断面）海冰通量和CA断面海冰通量与DA指数的相关性均减少。这主要是由于多年冰范围的不断内缩，使得断面多年冰通量呈现减小趋势，甚至出现中断现象，这使得多年冰面积通量周期发生改变。同时，冰速年际变化也可导致波弗特环流多年冰输运的中断。本研究发现这种情况通常发生在BH指数和DA指数负位相时期，但并不是所有BH指数和DA指数低于负标准差的月份都对应着发生多年冰输运中断的时间，当中断发生时，与普通BH负位相情形相比，风场距平的中心点更靠近北极点，与普通DA负位相情形相比，海平面气压正、负距平空间分布更加对称。
2024, 46(10): 65-75.
doi: 10.12284/hyxb2024103
摘要:
孔隙结构是影响海冰力学性质的重要细观物理特征。为探究融化海冰的细观结构，在渤海盛冰期采集平整冰，并置于低温恒温环境（−1.0℃）内恒温48 h，进行CT扫描观测。确定气体−冰体−卤水的CT值阈值为−310 HU和−30 HU，对冰样CT图像进行三值化分割，识别气体和卤水孔隙，分析孔隙的二维形态特征；在此基础上进行冰样孔隙的三维重构，分析孔隙的三维形态特征。观测发现沿冰厚方向，冰样扫描断面气体面积分数为5.00%～35.93%，卤水分布不连续，面积分数最大为0.06%。气体和卤水孔隙平行冰面方向的截面形状近似圆形，圆度大于0.60。扫描断面内气体孔隙等效圆直径为1.1～3.2 mm，卤水孔隙等效圆直径为0.2～2.0 mm，且发现孔隙等效圆直径与面积分数呈正相关，与圆度呈负相关。三维结构上，根据孔隙球度（Rsph）将气体孔隙分为4种典型形态：冠状孔隙（Rsph ≤ 0.25）、不规则孔隙（0.25 < Rsph ≤ 0.45）、条状孔隙（0.45 < Rsph ≤ 0.60）和球形孔隙（0.60 < Rsph ≤ 1.00）。其中，冠状孔隙单体体积最大[平均体积（11522.8 ± 5610.2 mm3）]且数量最少，球形孔隙尺寸最小（平均直径2.0 ± 1.1 mm）且数量最多。卤水孔隙分为卤水通道（0.45 < Rsph ≤ 0.60）和卤水胞（0.60 < Rsph ≤ 1.00）。卤水通道平均长度17.1 ± 12.1 mm，卤水胞平均直径1.5 ± 0.9 mm；卤水通道数量较少，但体积占比与卤水胞相当。
孔隙结构是影响海冰力学性质的重要细观物理特征。为探究融化海冰的细观结构，在渤海盛冰期采集平整冰，并置于低温恒温环境（−1.0℃）内恒温48 h，进行CT扫描观测。确定气体−冰体−卤水的CT值阈值为−310 HU和−30 HU，对冰样CT图像进行三值化分割，识别气体和卤水孔隙，分析孔隙的二维形态特征；在此基础上进行冰样孔隙的三维重构，分析孔隙的三维形态特征。观测发现沿冰厚方向，冰样扫描断面气体面积分数为5.00%～35.93%，卤水分布不连续，面积分数最大为0.06%。气体和卤水孔隙平行冰面方向的截面形状近似圆形，圆度大于0.60。扫描断面内气体孔隙等效圆直径为1.1～3.2 mm，卤水孔隙等效圆直径为0.2～2.0 mm，且发现孔隙等效圆直径与面积分数呈正相关，与圆度呈负相关。三维结构上，根据孔隙球度（Rsph）将气体孔隙分为4种典型形态：冠状孔隙（Rsph ≤ 0.25）、不规则孔隙（0.25 < Rsph ≤ 0.45）、条状孔隙（0.45 < Rsph ≤ 0.60）和球形孔隙（0.60 < Rsph ≤ 1.00）。其中，冠状孔隙单体体积最大[平均体积（
2024, 46(10): 76-87.
doi: 10.12284/hyxb2024121
摘要:
最近10余年长江口北支入口处发育了新江心沙沙体，该沙体日渐淤涨，有堵塞北支入口的趋势。认识新江心沙发育后北支的水沙动力特征，有助于进一步辨识河道演化趋势。基于2023年1月和8月洪枯季大潮期间，沿北支河道多站位的同步水沙观测数据，分析表明：(1)洪季水动力强于枯季，北支水动力强于南北支分汊口，枯季下段水动力强于中上段，洪季反之。(2)新江心沙附近处悬沙浓度低，北支河道内中断悬沙浓度高，洪季悬沙浓度显著大于枯季。(3)北支输沙率大于新江心沙附近，新江心沙与周边水域的泥沙交换强度较小。(4)在人类活动影响下，束窄和淤浅的北支河道加剧了新江心沙的淤涨发育，高浊度的北支及涨潮优势为新江心沙的发育提供丰富的物源，北支涌潮上溯及南北支分汊口涨潮流相位差为新江心沙淤积提供了动力条件。这些认识可以解释新江心沙淤涨的泥沙来源和动力机制，可为北支河道治理提供科学依据。
最近10余年长江口北支入口处发育了新江心沙沙体，该沙体日渐淤涨，有堵塞北支入口的趋势。认识新江心沙发育后北支的水沙动力特征，有助于进一步辨识河道演化趋势。基于2023年1月和8月洪枯季大潮期间，沿北支河道多站位的同步水沙观测数据，分析表明：(1)洪季水动力强于枯季，北支水动力强于南北支分汊口，枯季下段水动力强于中上段，洪季反之。(2)新江心沙附近处悬沙浓度低，北支河道内中断悬沙浓度高，洪季悬沙浓度显著大于枯季。(3)北支输沙率大于新江心沙附近，新江心沙与周边水域的泥沙交换强度较小。(4)在人类活动影响下，束窄和淤浅的北支河道加剧了新江心沙的淤涨发育，高浊度的北支及涨潮优势为新江心沙的发育提供丰富的物源，北支涌潮上溯及南北支分汊口涨潮流相位差为新江心沙淤积提供了动力条件。这些认识可以解释新江心沙淤涨的泥沙来源和动力机制，可为北支河道治理提供科学依据。
2024, 46(10): 88-97.
doi: 10.12284/hyxb2024109
摘要:
本文给出一个利用参数化公式快速计算稳态周期水波波面升高的方法。利用ABR三角级数近似表达稳态周期水波的波面升高，并通过自由表面边界条件数值计算得到ABR级数中的非线性参数数值。采用ABR级数的优点在于其形式简单、仅包含一个待定参数，便于研究该参数与波浪要素之间的参数化关系式，进而快速计算波面升高。针对不同波浪理论（Stokes波理论和椭圆余弦波理论）适用范围情况，将数值计算结果与Stokes波理论解析解、椭圆余弦波理论解析解以及傅里叶方法给出的数值精确解进行对比，讨论了新数值方法计算结果的适用性。此外，给出了利用波陡（深水情况）或厄塞尔数（非深水情况）计算ABR级数中非线性参数的拟合表达式，以便于通过当地波浪要素快速预报波面升高。最后，给出利用波面升高计算时均波浪非线性相关输沙率的方法，以便于实际工程应用。
本文给出一个利用参数化公式快速计算稳态周期水波波面升高的方法。利用ABR三角级数近似表达稳态周期水波的波面升高，并通过自由表面边界条件数值计算得到ABR级数中的非线性参数数值。采用ABR级数的优点在于其形式简单、仅包含一个待定参数，便于研究该参数与波浪要素之间的参数化关系式，进而快速计算波面升高。针对不同波浪理论（Stokes波理论和椭圆余弦波理论）适用范围情况，将数值计算结果与Stokes波理论解析解、椭圆余弦波理论解析解以及傅里叶方法给出的数值精确解进行对比，讨论了新数值方法计算结果的适用性。此外，给出了利用波陡（深水情况）或厄塞尔数（非深水情况）计算ABR级数中非线性参数的拟合表达式，以便于通过当地波浪要素快速预报波面升高。最后，给出利用波面升高计算时均波浪非线性相关输沙率的方法，以便于实际工程应用。
2024, 46(10): 98-107.
doi: 10.12284/hyxb2024089
摘要:
随着海平面上升和风暴增强等气候变化的影响，快速准确地预报台风浪波高对于海岸保护和海洋灾害预防显得格外重要。本文首先基于TCWiSE模型生成大量的虚拟台风，利用SWAN数值模式计算台风期间测站处的有效波高，并构建台风浪样本数据库；然后对BO-LSTM神经网络模型的输入因素和超参数进行评估和选取，结合样本数据库对其进行训练和测试。结果表明：所构建的虚拟台风与历史台风具有很好的相似性，可以为台风浪波高智能预报模型的搭建提供充足的数据基础；所搭建的BO-LSTM模型可以快速实现单一站点处的台风浪波高智能预报，并具有媲美SWAN的预报精度，其在长时间预报场景中的预报精度显著优于RF模型和BPNN模型；将预报的未来台风数据添加到BO-LSTM模型的输入中，进一步提高了模型的预报精度和预报未来时长，其预报未来24 h的Bias、RMSE和R2分别为−0.102 m、0.494 m和0.855。研究成果为极端天气下台风浪的智能预报提供一种可行的实现途径。
随着海平面上升和风暴增强等气候变化的影响，快速准确地预报台风浪波高对于海岸保护和海洋灾害预防显得格外重要。本文首先基于TCWiSE模型生成大量的虚拟台风，利用SWAN数值模式计算台风期间测站处的有效波高，并构建台风浪样本数据库；然后对BO-LSTM神经网络模型的输入因素和超参数进行评估和选取，结合样本数据库对其进行训练和测试。结果表明：所构建的虚拟台风与历史台风具有很好的相似性，可以为台风浪波高智能预报模型的搭建提供充足的数据基础；所搭建的BO-LSTM模型可以快速实现单一站点处的台风浪波高智能预报，并具有媲美SWAN的预报精度，其在长时间预报场景中的预报精度显著优于RF模型和BPNN模型；将预报的未来台风数据添加到BO-LSTM模型的输入中，进一步提高了模型的预报精度和预报未来时长，其预报未来24 h的Bias、RMSE和R2分别为−0.102 m、0.494 m和0.855。研究成果为极端天气下台风浪的智能预报提供一种可行的实现途径。
2024, 46(10): 108-119.
doi: 10.12284/hyxb2024097
摘要:
冬季海冰会极大影响辽东湾地区近岸工程建筑、石油平台、船舶航行等安全生产活动。星载合成孔径雷达不受天气影响且分辨率高，可用于辽东湾海冰灾害监测。本文在深度学习模型UNet++的基础上引入卷积注意力模块（CBAM），并使用交叉损失函数来优化模型，建立辽东湾Sentinel-1 SAR图像高精度海冰检测模型（AUNet++），并与PSPNet、Deeplabv3+、DAU-Net等多种深度学习方法进行对比。实验结果表明AUNet++海冰检测方法在OA、AA、MIoU、Kappa系数4种指标上分别达到了97.56%、97.53%、95.19%、95.07%，结果优于其他深度学习方法。该方法可以在高风速的干扰下对海冰边缘、光滑冰面完成精确海冰信息提取，能够为辽东湾地区的大范围、高精度海冰检测工作提供技术支撑。
冬季海冰会极大影响辽东湾地区近岸工程建筑、石油平台、船舶航行等安全生产活动。星载合成孔径雷达不受天气影响且分辨率高，可用于辽东湾海冰灾害监测。本文在深度学习模型UNet++的基础上引入卷积注意力模块（CBAM），并使用交叉损失函数来优化模型，建立辽东湾Sentinel-1 SAR图像高精度海冰检测模型（AUNet++），并与PSPNet、Deeplabv3+、DAU-Net等多种深度学习方法进行对比。实验结果表明AUNet++海冰检测方法在OA、AA、MIoU、Kappa系数4种指标上分别达到了97.56%、97.53%、95.19%、95.07%，结果优于其他深度学习方法。该方法可以在高风速的干扰下对海冰边缘、光滑冰面完成精确海冰信息提取，能够为辽东湾地区的大范围、高精度海冰检测工作提供技术支撑。
2024, 46(10): 120-129.
doi: 10.12284/hyxb2024104
摘要:
洋区浮游植物水华是指浮游植物快速繁殖致使水体生物量升高的年际周期性现象，对海洋生物化学循环起着重要作用。然而，目前对全球海洋浮游植物水华时空变化特征及其对环境的响应机制仍需深入探究。本文基于2003−2022年MODIS-Aqua（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）的叶绿素a浓度产品，提取了全球海洋浮游植物水华指数（水华持续时间比和水华强度），分析了其时空变化特征、趋势和环境因子间的相关性。结果表明：全球海洋水华指数及其趋势变化的分布具有显著的季节差异和纬向差异，北半球高纬度海域的水华主要出现在4−10月，中低纬度海域的水华主要出现在11月至翌年3月，而南半球高纬度海域的水华往往开始于11月并持续至翌年3月，中低纬度海域的水华则主要出现在5−9月；水华持续时间比和水华强度主要在北太平洋中低纬海域存在下降趋势，在南半球中高纬海域存在上升趋势；水华指数的分布和趋势都受到环境因子的调控，其中海表面温度和光合有效辐射在高纬度海域对水华有促进作用，在中低纬海域对水华起抑制作用，而海表面风速在高纬度海域对水华起抑制作用，在中低纬度海域对水华起促进作用。
洋区浮游植物水华是指浮游植物快速繁殖致使水体生物量升高的年际周期性现象，对海洋生物化学循环起着重要作用。然而，目前对全球海洋浮游植物水华时空变化特征及其对环境的响应机制仍需深入探究。本文基于2003−2022年MODIS-Aqua（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）的叶绿素a浓度产品，提取了全球海洋浮游植物水华指数（水华持续时间比和水华强度），分析了其时空变化特征、趋势和环境因子间的相关性。结果表明：全球海洋水华指数及其趋势变化的分布具有显著的季节差异和纬向差异，北半球高纬度海域的水华主要出现在4−10月，中低纬度海域的水华主要出现在11月至翌年3月，而南半球高纬度海域的水华往往开始于11月并持续至翌年3月，中低纬度海域的水华则主要出现在5−9月；水华持续时间比和水华强度主要在北太平洋中低纬海域存在下降趋势，在南半球中高纬海域存在上升趋势；水华指数的分布和趋势都受到环境因子的调控，其中海表面温度和光合有效辐射在高纬度海域对水华有促进作用，在中低纬海域对水华起抑制作用，而海表面风速在高纬度海域对水华起抑制作用，在中低纬度海域对水华起促进作用。
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