2021年 第43卷 第1期
2021, 43(1): 1-26.
doi: 10.12284/hyxb2021019
摘要:
现代珠江三角洲经历了从溺谷湾到三角洲的形成演变，富有区域特色。本文提出百余年来珠江三角洲的研究可归纳为4种范式：历史描述、实地考察−学术推理、器测−学科理论和“动力−沉积−地貌”跨尺度范式，各以范例说明。基于笔者及其团队研究，对现有文献关于珠江三角洲形成演变若干重要观点提出不同意见并从多视角作必要辨析，包括：海侵盛期以来千年尺度三角洲岸线位置变化，现代珠江三角洲形成演变的模式和三角洲干流河段形成过程与机理。最后对三角洲研究中的多学科、跨尺度和时空量化做了简要讨论。
现代珠江三角洲经历了从溺谷湾到三角洲的形成演变，富有区域特色。本文提出百余年来珠江三角洲的研究可归纳为4种范式：历史描述、实地考察−学术推理、器测−学科理论和“动力−沉积−地貌”跨尺度范式，各以范例说明。基于笔者及其团队研究，对现有文献关于珠江三角洲形成演变若干重要观点提出不同意见并从多视角作必要辨析，包括：海侵盛期以来千年尺度三角洲岸线位置变化，现代珠江三角洲形成演变的模式和三角洲干流河段形成过程与机理。最后对三角洲研究中的多学科、跨尺度和时空量化做了简要讨论。
2021, 43(1): 27-43.
doi: 10.12284/hyxb2021021
摘要:
地幔中存在着大量的“水”(存在形式：H2O、H+和(HO)−)已是不争的事实，这些“水”既可以以流体或熔体的形式存在，又可以存在于含水矿物、名义上的无水矿物和致密含水镁硅酸盐中。在本文中，“流体”是指以水为主体包括溶解于水中或随水迁移的元素和化合物。在俯冲带的地震作用、地幔部分熔融、岩浆作用以及海底热液活动等重大地质作用过程中，流体都发挥着重要的作用。俯冲带是水化了的大洋岩石圈板块俯冲进入地球深处的关键部位，也是壳幔相互作用的重要地带。在俯冲带，流体随俯冲的岩石圈板块进入地球深部，部分在挤压和摩擦热的作用下脱逸俯冲的岩石圈板块，连同岩石矿物变质所产生的水进入上覆地幔楔，从而降低上覆地幔物质的熔点，产生岩浆；岩浆上升一方面加热了沿裂隙或物质间隙下渗的海水，另一方面也会因岩浆冷却产生岩浆作用后期热液流体，这些加热的下渗海水和岩浆作用后期流体构成了现代海底热液活动的物质基础；海底热液活动不仅将大量地下元素或物质输入大洋水体从而影响了大洋海水的物质组成及生态环境，而且在海底形成了具有重要经济价值的热液多金属矿体。因此，流体是贯穿板块俯冲及其所产生的各种重要地质作用过程的介质，从而成为研究这些重要地质作用的示踪剂。本文在分析了大洋岩石圈板块俯冲构造背景下流体的主要地质作用过程的基础上，探讨了流体在俯冲带地震发生机制、岩浆作用过程、现代海底热液活动模式及俯冲带流体成矿作用等方面的作用，并进一步提出近期研究工作应主要集中在4个方面：(1)进一步准确地定量评估通过板块俯冲作用进入地球深部的“流体”通量，为最终解决全球地球化学或物质循环问题作出贡献；(2)全面、准确地描述俯冲作用中流体的物理和化学行为，建立俯冲带流体地质作用的理论模型；(3)充分利用现代化的测试分析手段，重点获取矿物原位微区分析、矿物流体包裹体物理化学指标测试、稳定和放射性同位素分析等方面的精细准确数据，用于查明当前取样观测手段无法触及的地下深处物质状态和作用过程；(4)发展数值模拟技术，建立俯冲带流体地质作用的理论模型。
地幔中存在着大量的“水”(存在形式：H2O、H+和(HO)−)已是不争的事实，这些“水”既可以以流体或熔体的形式存在，又可以存在于含水矿物、名义上的无水矿物和致密含水镁硅酸盐中。在本文中，“流体”是指以水为主体包括溶解于水中或随水迁移的元素和化合物。在俯冲带的地震作用、地幔部分熔融、岩浆作用以及海底热液活动等重大地质作用过程中，流体都发挥着重要的作用。俯冲带是水化了的大洋岩石圈板块俯冲进入地球深处的关键部位，也是壳幔相互作用的重要地带。在俯冲带，流体随俯冲的岩石圈板块进入地球深部，部分在挤压和摩擦热的作用下脱逸俯冲的岩石圈板块，连同岩石矿物变质所产生的水进入上覆地幔楔，从而降低上覆地幔物质的熔点，产生岩浆；岩浆上升一方面加热了沿裂隙或物质间隙下渗的海水，另一方面也会因岩浆冷却产生岩浆作用后期热液流体，这些加热的下渗海水和岩浆作用后期流体构成了现代海底热液活动的物质基础；海底热液活动不仅将大量地下元素或物质输入大洋水体从而影响了大洋海水的物质组成及生态环境，而且在海底形成了具有重要经济价值的热液多金属矿体。因此，流体是贯穿板块俯冲及其所产生的各种重要地质作用过程的介质，从而成为研究这些重要地质作用的示踪剂。本文在分析了大洋岩石圈板块俯冲构造背景下流体的主要地质作用过程的基础上，探讨了流体在俯冲带地震发生机制、岩浆作用过程、现代海底热液活动模式及俯冲带流体成矿作用等方面的作用，并进一步提出近期研究工作应主要集中在4个方面：(1)进一步准确地定量评估通过板块俯冲作用进入地球深部的“流体”通量，为最终解决全球地球化学或物质循环问题作出贡献；(2)全面、准确地描述俯冲作用中流体的物理和化学行为，建立俯冲带流体地质作用的理论模型；(3)充分利用现代化的测试分析手段，重点获取矿物原位微区分析、矿物流体包裹体物理化学指标测试、稳定和放射性同位素分析等方面的精细准确数据，用于查明当前取样观测手段无法触及的地下深处物质状态和作用过程；(4)发展数值模拟技术，建立俯冲带流体地质作用的理论模型。
2021, 43(1): 44-54.
doi: 10.12284/hyxb2021073
摘要:
冲绳海槽是因菲律宾海板块俯冲于欧亚板块之下，在陆壳上发育起来的一个初始的弧后盆地，是研究弧后扩张作用早期盆地演化、岩浆作用和壳幔过程的天然实验室。尽管迄今对冲绳海槽已经做了大量的调查研究工作，但仍存在一些颇有争议或亟待解决的科学问题，如：冲绳海槽酸性浮岩与基性玄武岩之间的成因联系，冲绳海槽不同区段构造背景对岩浆作用的控制，冲绳海槽岩浆源区地幔的特征，俯冲板块组分(流体+熔体)对地幔楔部分熔融的贡献等。本文在系统收集和整理(剔除了一些存疑数据)了迄今已有冲绳海槽火山岩主量元素、微量元素(包括稀土元素)与Sr-Nd-Pb同位素数据的基础上，通过对资料的系统分析，进一步确认了酸性浮岩与基性玄武岩的岩浆同源性；认为在冲绳海槽北段与中段主要分布有酸性浮岩和中性安山岩，应该是两段区域目前正处于裂谷阶段的反映，而南段广泛分布的基性玄武岩说明在构造性质上已接近成熟性弧后盆地；冲绳海槽的火山岩岩浆源区具有II型富集地幔（EMII型）Dupal异常特征，岩浆源于流行地幔（PREMA）和EMII型地幔端元混合的源区地幔，其中EMII约占比15%，PREMA贡献率在85%左右；源于俯冲的菲律宾海板块(俯冲洋壳或沉积物)的流/熔体的加入是导致冲绳海槽下伏地幔具有EMII型特征的原因，这一点不同于Dupal异常源于壳幔相互作用的观点。
冲绳海槽是因菲律宾海板块俯冲于欧亚板块之下，在陆壳上发育起来的一个初始的弧后盆地，是研究弧后扩张作用早期盆地演化、岩浆作用和壳幔过程的天然实验室。尽管迄今对冲绳海槽已经做了大量的调查研究工作，但仍存在一些颇有争议或亟待解决的科学问题，如：冲绳海槽酸性浮岩与基性玄武岩之间的成因联系，冲绳海槽不同区段构造背景对岩浆作用的控制，冲绳海槽岩浆源区地幔的特征，俯冲板块组分(流体+熔体)对地幔楔部分熔融的贡献等。本文在系统收集和整理(剔除了一些存疑数据)了迄今已有冲绳海槽火山岩主量元素、微量元素(包括稀土元素)与Sr-Nd-Pb同位素数据的基础上，通过对资料的系统分析，进一步确认了酸性浮岩与基性玄武岩的岩浆同源性；认为在冲绳海槽北段与中段主要分布有酸性浮岩和中性安山岩，应该是两段区域目前正处于裂谷阶段的反映，而南段广泛分布的基性玄武岩说明在构造性质上已接近成熟性弧后盆地；冲绳海槽的火山岩岩浆源区具有II型富集地幔（EMII型）Dupal异常特征，岩浆源于流行地幔（PREMA）和EMII型地幔端元混合的源区地幔，其中EMII约占比15%，PREMA贡献率在85%左右；源于俯冲的菲律宾海板块(俯冲洋壳或沉积物)的流/熔体的加入是导致冲绳海槽下伏地幔具有EMII型特征的原因，这一点不同于Dupal异常源于壳幔相互作用的观点。
2021, 43(1): 93-101.
doi: 10.12284/hyxb2021023
摘要:
海底滑坡的危险性评价与分区，对海洋工程设施的选址和危险预防具有指导作用。本文基于无监督机器学习的谱聚类算法对黄河口埕岛海域展开了海底滑坡危险性评价，构建了输入参数为9、输出类别为4、核函数参数为0.08的海底滑坡危险性评价模型。使用该模型进行评价，将研究区分为了海底滑坡危险性高、较高、较低和低的区域。评价结果与地质环境因素分布特征对比显示，最重要的影响因素为海底沉积物类型和水动力作用，最重要的触发因子为液化。模型参数分析结果显示，合理简化输入因子可获得精度略低的评价结果，而核函数参数是影响评价准确性的重要指标。以上研究表明，谱聚类算法能够较好地用于海底滑坡危险性评价，数据类别丰富度和精度是影响评价精细程度的重要因素。
海底滑坡的危险性评价与分区，对海洋工程设施的选址和危险预防具有指导作用。本文基于无监督机器学习的谱聚类算法对黄河口埕岛海域展开了海底滑坡危险性评价，构建了输入参数为9、输出类别为4、核函数参数为0.08的海底滑坡危险性评价模型。使用该模型进行评价，将研究区分为了海底滑坡危险性高、较高、较低和低的区域。评价结果与地质环境因素分布特征对比显示，最重要的影响因素为海底沉积物类型和水动力作用，最重要的触发因子为液化。模型参数分析结果显示，合理简化输入因子可获得精度略低的评价结果，而核函数参数是影响评价准确性的重要指标。以上研究表明，谱聚类算法能够较好地用于海底滑坡危险性评价，数据类别丰富度和精度是影响评价精细程度的重要因素。
2021, 43(1): 102-109.
doi: 10.12284/hyxb2021017
摘要:
磷酸盐化的发生会造成多金属结壳主要成矿元素的贫化，总体上抑制结壳的生长。磷酸盐化作用呈幕式在太平洋内发生，已有研究将其发生期次与多金属结壳中的磷酸盐化层位及其P、Ca等元素地球化学特征对应，为结壳的年代厘定提供证据。然而，由于磷酸盐化多次发生且在结壳多个层位中显现，首先需要厘定出较为可靠的多金属结壳年代框架，才能与磷酸盐化事件相互佐证。本研究通过定年范围较大，同时可以识别结壳中存在的生长间断的Co-Os法定年体系，为中、西太平洋6块多金属结壳定年，并参考肉眼识别的磷酸盐化矿化特征和地球化学特征佐证年代框架，同时分析磷酸盐化作用对结壳成矿的影响。39～34 Ma和27～21 Ma的两次大规模磷酸盐化期次全部对应多金属结壳的大规模间断期，而71 Ma、55 Ma和31 Ma等小规模磷酸盐化事件多数可在多金属结壳的层位和地球化学特征中识别，对应P和Ca百分含量的飙升和峰值特征。这一方面证实了磷酸盐化的发生整体抑制了结壳的生长，且具有广泛的影响范围和明确的时代区间，另一方面则佐证了多金属结壳年代框架的准确性。
磷酸盐化的发生会造成多金属结壳主要成矿元素的贫化，总体上抑制结壳的生长。磷酸盐化作用呈幕式在太平洋内发生，已有研究将其发生期次与多金属结壳中的磷酸盐化层位及其P、Ca等元素地球化学特征对应，为结壳的年代厘定提供证据。然而，由于磷酸盐化多次发生且在结壳多个层位中显现，首先需要厘定出较为可靠的多金属结壳年代框架，才能与磷酸盐化事件相互佐证。本研究通过定年范围较大，同时可以识别结壳中存在的生长间断的Co-Os法定年体系，为中、西太平洋6块多金属结壳定年，并参考肉眼识别的磷酸盐化矿化特征和地球化学特征佐证年代框架，同时分析磷酸盐化作用对结壳成矿的影响。39～34 Ma和27～21 Ma的两次大规模磷酸盐化期次全部对应多金属结壳的大规模间断期，而71 Ma、55 Ma和31 Ma等小规模磷酸盐化事件多数可在多金属结壳的层位和地球化学特征中识别，对应P和Ca百分含量的飙升和峰值特征。这一方面证实了磷酸盐化的发生整体抑制了结壳的生长，且具有广泛的影响范围和明确的时代区间，另一方面则佐证了多金属结壳年代框架的准确性。
2021, 43(1): 110-121.
doi: 10.12284/hyxb2021009
摘要:
天然砾石海滩作为一种高能环境下的海岸堆积体，因其粒径粗、孔隙度大等特征，是良好的海岸防护屏障。了解砾石海滩形成过程离不开砾石形貌这一重要参数，但要快速、准确获得大量砾石的定量参数比较困难。本文对山东北长山岛3个砾石海滩(九丈崖、月牙湾、长滩)、南长山岛的4个砾石海滩(仙境源、林海、长山尾和明珠广场)进行现场剖面测量并采集砾石样品及砾石图像，应用ImageJ软件对砾石进行原位无干扰数字图像测算，可以快速大量分析砾石粒径、磨圆度等形貌参数。结果显示：砾石的粒径范围为4～79 mm，主要集中在中砾，各海滩分选较好；其中，北长山岛海滩的砾石平均粒径略小于南长山岛，北长山岛九丈崖海滩的砾石平均粒径最大，南长山岛的仙境源海滩砾石平均粒径最小。向海方向从滩肩到高潮线平均粒径逐渐减小，但在水边线处增大。砾石磨圆度介于0.59～0.75之间，等级均为圆状，砾石海滩均已达到较成熟阶段；其中北长山岛的月牙湾海滩砾石磨圆最好，长滩海滩砾石的磨圆最差，由陆向海磨圆度值呈增大的趋势。形状比率范围介于1.36～1.77之间，与磨圆度呈明显负相关(R2=0.98)，砾石由陆向海从长条状渐变为椭圆状。南、北长山岛的砾石海滩的砾石形貌受到物源、动力条件和人为活动的影响。研究区砾石海滩坡度范围为16%～35%，海滩坡度与沉积物粒径呈正相关。
天然砾石海滩作为一种高能环境下的海岸堆积体，因其粒径粗、孔隙度大等特征，是良好的海岸防护屏障。了解砾石海滩形成过程离不开砾石形貌这一重要参数，但要快速、准确获得大量砾石的定量参数比较困难。本文对山东北长山岛3个砾石海滩(九丈崖、月牙湾、长滩)、南长山岛的4个砾石海滩(仙境源、林海、长山尾和明珠广场)进行现场剖面测量并采集砾石样品及砾石图像，应用ImageJ软件对砾石进行原位无干扰数字图像测算，可以快速大量分析砾石粒径、磨圆度等形貌参数。结果显示：砾石的粒径范围为4～79 mm，主要集中在中砾，各海滩分选较好；其中，北长山岛海滩的砾石平均粒径略小于南长山岛，北长山岛九丈崖海滩的砾石平均粒径最大，南长山岛的仙境源海滩砾石平均粒径最小。向海方向从滩肩到高潮线平均粒径逐渐减小，但在水边线处增大。砾石磨圆度介于0.59～0.75之间，等级均为圆状，砾石海滩均已达到较成熟阶段；其中北长山岛的月牙湾海滩砾石磨圆最好，长滩海滩砾石的磨圆最差，由陆向海磨圆度值呈增大的趋势。形状比率范围介于1.36～1.77之间，与磨圆度呈明显负相关(R2=0.98)，砾石由陆向海从长条状渐变为椭圆状。南、北长山岛的砾石海滩的砾石形貌受到物源、动力条件和人为活动的影响。研究区砾石海滩坡度范围为16%～35%，海滩坡度与沉积物粒径呈正相关。
2021, 43(1): 55-60.
doi: 10.12284/hyxb2021031
摘要:
本文使用吕宋海峡以东的潜标观测的长达1年的海流数据，重点对该海域海流的高频波动(潮流)的垂向分布及其时间变化特征进行了分析，结果表明：该海域次表层(100～160 m)的潮动能比中层(1 550 m)和深层(2 560 m)大1～2个数量级，近底层(4 040 m)的潮动能略大于中、深层；次表层为不正规半日潮流，中、深层为不正规全日潮流；各层次潮动能均在夏季(6−9月)和冬季(2−3月)增强，与M2分潮和K1分潮在夏季和冬季的增强相对应；各层次海流的高频波动以顺时针旋转为主，次表层海流近惯性周期接近当地理论惯性周期，中、深层略小于当地理论惯性周期。
本文使用吕宋海峡以东的潜标观测的长达1年的海流数据，重点对该海域海流的高频波动(潮流)的垂向分布及其时间变化特征进行了分析，结果表明：该海域次表层(100～160 m)的潮动能比中层(1 550 m)和深层(2 560 m)大1～2个数量级，近底层(4 040 m)的潮动能略大于中、深层；次表层为不正规半日潮流，中、深层为不正规全日潮流；各层次潮动能均在夏季(6−9月)和冬季(2−3月)增强，与M2分潮和K1分潮在夏季和冬季的增强相对应；各层次海流的高频波动以顺时针旋转为主，次表层海流近惯性周期接近当地理论惯性周期，中、深层略小于当地理论惯性周期。
2021, 43(1): 61-68.
doi: 10.12284/hyxb2021013
摘要:
结合卫星高度计资料，本文在海洋中尺度涡旋综合识别法(综合法)的基础上，利用实测资料对识别的涡旋边界和中心点进行比对验证，得出以下结论：(1)通过诊断涡旋识别的边界切线与实测海流矢量的夹角，结果表明综合法识别的涡旋边界形态基本可以反映实测涡旋的水平形态；(2)利用实测海流和温度资料反演涡旋中心，通过与综合法识别的涡旋中心进行比对，结果显示涡旋识别的中心位置与反演的涡旋中心位置基本吻合。此外，通过比对圆与椭圆对识别涡旋的边界拟合效果，结果显示椭圆拟合准确率高于圆拟合准确率。
结合卫星高度计资料，本文在海洋中尺度涡旋综合识别法(综合法)的基础上，利用实测资料对识别的涡旋边界和中心点进行比对验证，得出以下结论：(1)通过诊断涡旋识别的边界切线与实测海流矢量的夹角，结果表明综合法识别的涡旋边界形态基本可以反映实测涡旋的水平形态；(2)利用实测海流和温度资料反演涡旋中心，通过与综合法识别的涡旋中心进行比对，结果显示涡旋识别的中心位置与反演的涡旋中心位置基本吻合。此外，通过比对圆与椭圆对识别涡旋的边界拟合效果，结果显示椭圆拟合准确率高于圆拟合准确率。
2021, 43(1): 69-81.
doi: 10.12284/hyxb2021075
摘要:
本文针对2006年登陆我国的超强台风“桑美”，分别采用美国国家环境预报中心的全球预报系统(Global Forecasting System, GFS)再分析资料和日本气象厅(Japan Meteorological Agency, JMA)区域客观再分析资料作为背景场，利用中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)及其三维变分同化系统进行多普勒雷达资料同化和数值模拟试验，考察不同的背景场条件下雷达资料同化对台风初始场、内部结构及其随后确定性预报的影响。结果表明：GFS试验和JMA试验在同化了雷达资料之后分析出的台风700 hPa风场和500 hPa高度场相比其初始场均有所增强，JMA试验在3 h同化窗内的均方根误差和最小海平面气压的改进效果均比GFS试验显著，同时对台风动力和热力结构的改进效果也优于GFS试验；JMA试验对台风降水、路径、强度的预报均优于GFS试验，且能预报出台风前沿的降水，更加接近观测实况。
本文针对2006年登陆我国的超强台风“桑美”，分别采用美国国家环境预报中心的全球预报系统(Global Forecasting System, GFS)再分析资料和日本气象厅(Japan Meteorological Agency, JMA)区域客观再分析资料作为背景场，利用中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)及其三维变分同化系统进行多普勒雷达资料同化和数值模拟试验，考察不同的背景场条件下雷达资料同化对台风初始场、内部结构及其随后确定性预报的影响。结果表明：GFS试验和JMA试验在同化了雷达资料之后分析出的台风700 hPa风场和500 hPa高度场相比其初始场均有所增强，JMA试验在3 h同化窗内的均方根误差和最小海平面气压的改进效果均比GFS试验显著，同时对台风动力和热力结构的改进效果也优于GFS试验；JMA试验对台风降水、路径、强度的预报均优于GFS试验，且能预报出台风前沿的降水，更加接近观测实况。
2021, 43(1): 82-92.
doi: 10.12284/hyxb2021007
摘要:
利用美国气象环境预报中心和美国国家大气研究中心 (NCEP/NCAR)再分析资料以及中国气象局发布的热带气旋(TC)最佳路径数据集，本文探讨了1950–2018年期间晚春(5月)北极涛动(AO)与随后夏季(6–9月)西北太平洋上空热带气旋生成频数的关系。研究表明，晚春AO对夏季西北太平洋TC生成有明显的预报指示意义，二者之间存在显著的正相关关系。对应晚春AO指数偏高年，夏季西太平洋副热带高压主体位置偏东偏北、强度偏弱，西北太平洋上空大气低层有较强的辐合、高层辐散增强、中层水汽充足、垂直风切较弱，这些大尺度环境因子均有利于TC的生成。而在晚春AO指数偏低年，西北太平洋上空的大气环流特征与上述特征相反，造成TC生成频数偏少。进一步的分析揭示：与AO变化密切相关的北太平洋风暴轴位置的南北移动，在晚春AO与夏季西北太平洋TC生成频数二者关系中起到了关键作用。AO正位相(负位相)年，北太平洋风暴轴向北(向南)偏移，通过天气尺度波动和平均流之间的相互作用，造成后期夏季西北太平洋上空低层形成气旋性(反气旋性)涡度异常，在局地经向环流的调整作用下，西北太平洋副热带高压的位置及强度发生改变，对西北太平洋TC的形成起到了促进(抑制)作用。
利用美国气象环境预报中心和美国国家大气研究中心 (NCEP/NCAR)再分析资料以及中国气象局发布的热带气旋(TC)最佳路径数据集，本文探讨了1950–2018年期间晚春(5月)北极涛动(AO)与随后夏季(6–9月)西北太平洋上空热带气旋生成频数的关系。研究表明，晚春AO对夏季西北太平洋TC生成有明显的预报指示意义，二者之间存在显著的正相关关系。对应晚春AO指数偏高年，夏季西太平洋副热带高压主体位置偏东偏北、强度偏弱，西北太平洋上空大气低层有较强的辐合、高层辐散增强、中层水汽充足、垂直风切较弱，这些大尺度环境因子均有利于TC的生成。而在晚春AO指数偏低年，西北太平洋上空的大气环流特征与上述特征相反，造成TC生成频数偏少。进一步的分析揭示：与AO变化密切相关的北太平洋风暴轴位置的南北移动，在晚春AO与夏季西北太平洋TC生成频数二者关系中起到了关键作用。AO正位相(负位相)年，北太平洋风暴轴向北(向南)偏移，通过天气尺度波动和平均流之间的相互作用，造成后期夏季西北太平洋上空低层形成气旋性(反气旋性)涡度异常，在局地经向环流的调整作用下，西北太平洋副热带高压的位置及强度发生改变，对西北太平洋TC的形成起到了促进(抑制)作用。
2021, 43(1): 122-136.
doi: 10.12284/hyxb2021015
摘要:
海洋中的涡旋在传播过程中相互吸引并以偶极子的形式进行传播是一种常见的海洋现象，这些偶极子在输送海水、养分和其他物质方面发挥着重要作用。本文提出了一种基于海表面高度异常数据得到的涡旋轨迹数据的全球偶极子自动识别方法。通过使用K–D树切割空间的方法，对1993年1月至2016年9月间的涡旋轨迹数据进行计算，共发现了生命周期超过了60 d的86 662对向西运动的偶极子和30 590对向东运动的偶极子。结合提取结果，本文对偶极子在全球范围内的特性进行了统计分析，并结合海表面温度异常、盐度异常数据验证了自动识别算法的可靠性。最后，本文分析了具有伴随时间长、传播速度快、纠缠传播特点的偶极子传输模式和传播特性。
海洋中的涡旋在传播过程中相互吸引并以偶极子的形式进行传播是一种常见的海洋现象，这些偶极子在输送海水、养分和其他物质方面发挥着重要作用。本文提出了一种基于海表面高度异常数据得到的涡旋轨迹数据的全球偶极子自动识别方法。通过使用K–D树切割空间的方法，对1993年1月至2016年9月间的涡旋轨迹数据进行计算，共发现了生命周期超过了60 d的86 662对向西运动的偶极子和30 590对向东运动的偶极子。结合提取结果，本文对偶极子在全球范围内的特性进行了统计分析，并结合海表面温度异常、盐度异常数据验证了自动识别算法的可靠性。最后，本文分析了具有伴随时间长、传播速度快、纠缠传播特点的偶极子传输模式和传播特性。
2021, 43(1): 137-146.
doi: 10.12284/hyxb2021011
摘要:
Himawari-8卫星是日本气象厅发射的新一代地球同步静止气象卫星，为获取逐时次海表温度产品提供了有力数据支持。本文以Himawari-8 AHI海表温度为基础，利用最优插值法融合GCOM-W1 AMSR2海表温度和NERA-GOOS现场观测资料，生成逐时次海表温度融合产品。为了充分利用邻近时刻的海表温度观测资料，利用Himawari-8 AHI海表温度和欧洲中期天气预报中心海面风速数据建立匹配数据集，研究建立海表温度日变化模型，实现邻近时刻海表温度的订正；为了消除多源海表温度间的系统偏差，以Himawari-8 AHI海表温度为目标数据，利用泊松方程对GCOM-W1 AMSR2海表温度进行偏差订正。实验验证结果表明，利用逐时次海表温度融合产品计算的日增温情况与海面风速具有较好的相关性，间接证实了逐时次海表温度融合产品的准确性；另外，逐时次海表温度融合产品与现场观测海表温度的偏差为0.09℃、均方根误差为0.89℃，二者具有较好的一致性，说明逐时次海表温度融合产品具有较高的精度。
Himawari-8卫星是日本气象厅发射的新一代地球同步静止气象卫星，为获取逐时次海表温度产品提供了有力数据支持。本文以Himawari-8 AHI海表温度为基础，利用最优插值法融合GCOM-W1 AMSR2海表温度和NERA-GOOS现场观测资料，生成逐时次海表温度融合产品。为了充分利用邻近时刻的海表温度观测资料，利用Himawari-8 AHI海表温度和欧洲中期天气预报中心海面风速数据建立匹配数据集，研究建立海表温度日变化模型，实现邻近时刻海表温度的订正；为了消除多源海表温度间的系统偏差，以Himawari-8 AHI海表温度为目标数据，利用泊松方程对GCOM-W1 AMSR2海表温度进行偏差订正。实验验证结果表明，利用逐时次海表温度融合产品计算的日增温情况与海面风速具有较好的相关性，间接证实了逐时次海表温度融合产品的准确性；另外，逐时次海表温度融合产品与现场观测海表温度的偏差为0.09℃、均方根误差为0.89℃，二者具有较好的一致性，说明逐时次海表温度融合产品具有较高的精度。
2021, 43(1): 147-154.
doi: 10.12284/hyxb2021005
摘要:
漫衰减系数是一个重要的海洋光学参数，能够为水体环境变化、水质分析以及水产养殖等方面提供基础性数据。针对目前船载实地测量效率与分辨率低、卫星遥感反演精度与分辨率较低的局限性，本文提出一种基于机载LiDAR测深水体波形的漫衰减系数提取方法。该方法首先通过分层异构模型的机载LiDAR波形分解算法得到水体散射回波，利用激光在水体中的衰减特性，构建漫衰减系数提取模型，最终获取大面积水域漫衰减系数的空间分布。采用西沙甘泉岛与江苏连云港两个航次的实测数据对所提算法进行了验证，本算法无需每个测深点的水底底部回波强度和深度即可反演得到漫衰减系数，并且在浑浊水域也可取得较好的效果，表明在中国近海利用机载LiDAR测深系统能够有效获取高精度的漫衰减系数。
漫衰减系数是一个重要的海洋光学参数，能够为水体环境变化、水质分析以及水产养殖等方面提供基础性数据。针对目前船载实地测量效率与分辨率低、卫星遥感反演精度与分辨率较低的局限性，本文提出一种基于机载LiDAR测深水体波形的漫衰减系数提取方法。该方法首先通过分层异构模型的机载LiDAR波形分解算法得到水体散射回波，利用激光在水体中的衰减特性，构建漫衰减系数提取模型，最终获取大面积水域漫衰减系数的空间分布。采用西沙甘泉岛与江苏连云港两个航次的实测数据对所提算法进行了验证，本算法无需每个测深点的水底底部回波强度和深度即可反演得到漫衰减系数，并且在浑浊水域也可取得较好的效果，表明在中国近海利用机载LiDAR测深系统能够有效获取高精度的漫衰减系数。
2021, 43(1): 155-164.
doi: 10.12284/hyxb2021035
摘要:
为了找到逆转海洋健康状况衰退的有效途径，联合国决定自2021年启动“联合国海洋科学促进可持续发展十年”(以下简称“海洋十年”)计划。2020年12月31日获得联合国大会审议通过的《“海洋十年”实施计划》以“构建我们所需要的科学、打造我们所希望的海洋”为愿景，描绘了“海洋十年”的预期成果、挑战与目标，以及实施、治理、协调、筹资、监督与审查等机制。“海洋十年”被联合国喻为“一生一次”的计划，是联合国发起的海洋大科学综合性顶层计划，它将通过激发和推动海洋科学领域的变革，在全球和国家层面构建更加强大的基于科技创新的治理体系来实现海洋的可持续发展。这将深刻改变人类对海洋的认知与行为模式，深刻影响乃至引导海洋秩序的演化过程，也会对海洋区域合作整体布局产生较大影响。建议我国以“海洋命运共同体”理念为指导，积极参与“海洋十年”，作为深度参与全球海洋治理的核心抓手，尽快组建“海洋十年”国家委员会，制定中国行动方案，与国际社会一道推进海洋的可持续发展。
为了找到逆转海洋健康状况衰退的有效途径，联合国决定自2021年启动“联合国海洋科学促进可持续发展十年”(以下简称“海洋十年”)计划。2020年12月31日获得联合国大会审议通过的《“海洋十年”实施计划》以“构建我们所需要的科学、打造我们所希望的海洋”为愿景，描绘了“海洋十年”的预期成果、挑战与目标，以及实施、治理、协调、筹资、监督与审查等机制。“海洋十年”被联合国喻为“一生一次”的计划，是联合国发起的海洋大科学综合性顶层计划，它将通过激发和推动海洋科学领域的变革，在全球和国家层面构建更加强大的基于科技创新的治理体系来实现海洋的可持续发展。这将深刻改变人类对海洋的认知与行为模式，深刻影响乃至引导海洋秩序的演化过程，也会对海洋区域合作整体布局产生较大影响。建议我国以“海洋命运共同体”理念为指导，积极参与“海洋十年”，作为深度参与全球海洋治理的核心抓手，尽快组建“海洋十年”国家委员会，制定中国行动方案，与国际社会一道推进海洋的可持续发展。
Email alert
RSS
