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2004年  第26卷  第6期

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论文
热带大西洋表层环流及其月变化特征的分析
邱云, 胡建宇
2004, 26(6): 1-12.
摘要:
应用1993年4月至2001年3月的TOPEX/Poseidon卫星高度计遥感资料,分析了8 a平均热带大西洋(15°S~25°N,5°~50°W)表层环流结构的月变化特征.研究结果表明:热带大西洋表层环流中高纬度海区流速较小,赤道附近流速较大,表层环流系统大部分流系月变化不明显,部分流系月际波动较显著.具体来说,西南向的北赤道流下半年的纬向流速分量比上半年大.非洲沿岸流在5~11月流向为东北向,在其他月份主要为东南向.北赤道逆流可以分成两部分:25°W以东海区,北赤道逆流常年流向向东,到9月份前后流速达到最大值(约0.25 cm/s);25°W以西海区,7月至翌年1月流向向东,2~6月北赤道逆流减小,并有西向流产生.2°S~2°N,15°W以东海区的南赤道流在1~3月、9~10月流向向东,其他月份流向向西.南赤道流可认为是由南、北两支西向的海流构成,这两支海流的流轴分别位于6°S和1°N,在6~7月北支流速达到最大值0.6 m/s.南美洲纳塔耳东部西北向的北巴西海流流速月际变化不大,在5~6月份流速达到最大值0.3~0.4 m/s.相应的卫星风场遥感资料的分析表明热带大西洋表层环流结构的月变化特征与风场的分布及变化有较好的对应关系.用World Ocean Atlas 2001的月平均温盐数据反演出来的表层地转流场以及卫星跟踪ARGOS漂流浮标观测进行的对比验证表明,上述遥感分析的地转流场结果与水文数据以及海上观测结果一致.
一种冰-海洋模式的热力耦合方案
刘钦政, 白珊, 黄嘉佑, 吴辉碇
2004, 26(6): 13-21.
摘要:
冰与海洋的热力耦合对冰与海洋环流的模拟有极其重要的影响,是冰-海洋相互作用的一个重要方面.对其精确确定需要详细考虑冰-海洋界面附近的湍流过程,这在长时期的模拟特别是气候模拟中,常受到技术条件的限制.过去的研究常常假设冰下海洋混合层的温度为冰点,特别是在单纯冰模式的模拟中,但考虑海冰漂移和冰点变化的效应时,这一假设是不精确的.因此,弱化冰下海洋混合层温度为冰点的约束,不考虑详细的冰-海洋界面和海洋混合层的湍流过程,根据冰-海洋耦合系统的能量收支关系,设计了一个简化的冰-海洋热力耦合方案.对该方案引起的海洋混合层适应、热力结构和海冰发展的影响进行了分析,并将其用于全球冰海洋耦合模式的数值试验,结果表明,在大气热力强迫下该耦合方案既可使冰区混合层海水温度向冰点适应,又使冰边缘带海水温度与冰点保持明显差异,能够较好地反映冰-海洋热力相互作用.利用该耦合方案构造的全球冰-海洋耦合模式模拟的海冰范围及季节变化与实际观测非常接近.
海洋地理信息系统理论基础及其关键技术研究
苏奋振, 周成虎, 杨晓梅, 杜云艳, 骆剑承, 仉天宇
2004, 26(6): 22-28.
摘要:
海洋地理信息系统(MGIS)具有时空处理的强大能力,并在应用上具有潜在优势.以提取海洋现象特征为例,对其在海洋科学中的位置和作用进行了剖析,进而比较分析了MGIS不同于陆地地理信息系统的特殊理论技术的需求,从而定义其功能体系结构.结合所构建的MGIS,详细阐述在本系统创建中主要的理论技术关键,由此展示MGIS对我国海洋调查、研究、资源开发和保护以及国防建设等工作具有的重要意义.
中国海岸带及近海科学数据平台研究与开发
杜云艳, 苏奋振, 杨晓梅, 王敬贵, 陈秀法
2004, 26(6): 29-36.
摘要:
基于海洋数据的多样性和时空复杂性的特点,采用目前先进的大型空间数据库管理软件——Oracle9i的ArcSDE,ArcGIS桌面系统,完成了海岸带及近海科学数据平台实体的装载和组织工作,并在ArcObject组件的基础上开发了基于C/S的数据平台的前端管理系统,当前该系统可以实现面向海洋用户的遥感数据无缝拼接、多源数据多种快速查询、提取、影像数据的装载以及影像元数据的管理和修改等多种功能.该系统主要服务对象是涉及国家主管海岸带和近海专业的科研调查部门或个人,自其建立以来已经陆续开展一些应用服务,达到了理想的效果,满足了用户的需求.
珠江虎门潮汐水道水体中多环芳烃的分布及季节变化
杨清书, 欧素英, 谢萍, 麦碧娴, 傅家谟, 盛国英
2004, 26(6): 37-48.
摘要:
采用GF/F玻璃滤膜对珠江虎门潮汐水道6个表层水样进行过滤分离出多环芳烃的颗粒相和溶解相,并根据美国EPA标准对多环芳烃进行了定量分析.结果显示,洪、枯季水体中16种优先控制多环芳烃总量分别是223~614,6 559~20 031 ng/dm3;洪、枯季多环芳烃总量分别为786~2 098,11 360~34 338 ng/dm3;广州前航道的污染较狮子洋严重.珠江虎门潮汐水道水体中多环芳烃的含量、分布具有明显的季节变化特征,枯季多环芳烃的浓度高于洪季1个数量级以上,且二环多环芳烃的含量占95%以上,主要呈溶解相形式出现;洪季高环多环芳烃的含量明显升高,主要呈颗粒相形式输运.
南黄海中部沉积物微量元素的环境记录研究
杜俊民, 朱赖民, 张远辉
2004, 26(6): 49-57.
摘要:
通过对南黄海中部E2站位沉积柱样部分微量元素的特征研究,讨论了近200a来与南黄海中部沉积物相关的主要环境气候演变.铅和金、铂族元素显示人类现代工农业活动对环境的影响在南黄海中部沉积物有明显记录;过渡金属元素和不活泼元素的记录显示小冰期(泛指1550~1850年)的结束,气温的升高对南黄海中部沉积区的氧化-还原条件和黄河流域的风化程度产生了影响;黄河的改道对南黄海中部沉积物陆源碎屑的输入产生影响.
冲绳海槽浮岩中碳、氢同位素组成特征
于增慧, 翟世奎, 赵广涛
2004, 26(6): 58-64.
摘要:
利用分阶段热解释放气体质谱分析法研究了冲绳海槽浮岩热解释放气中CO2和H2O的碳、氢同位素组成,结果显示:浮岩中原生CO2和H2O主要释放于400~1 000℃,CO2的碳同位素组成介于-6.7×10-3~-22.7×10-3,H2O的氢同位素组成从-45×10-3变到-71×10-3,均落入幔源火山岩的变化范围,而且浮岩的氢同位素组成与海槽区玄武岩的氢同位素组成非常接近,这表明冲绳海槽浮岩与玄武岩之间具有密切的成因联系,浮岩岩浆和玄武岩岩浆是同源岩浆不同程度结晶分异的产物.另外,这些浮岩较洋中脊玄武岩要贫13C,并富集D,同时具有从洋中脊玄武岩向岛弧玄武岩变化的趋势,这表明浮岩岩浆在形成或上升过程中可能受到俯冲板块释放流体的影响.
登州浅滩的形成、动态演化及其可恢复性研究
李福林, 夏东兴, 王文海, 吴桑云, 王永吉
2004, 26(6): 65-73.
摘要:
登州浅滩是位于渤海海峡南部登州水道西侧海域的长条状水下沙洲,经海底地貌形态对比、沉积物取样及海区动力条件分析,初步推断为全新世以来形成的潮流沉积体的一部分,后经波浪和沿岸流等动力的长期改造逐渐稳定成为边缘坝地貌形态.20世纪80年代中期开始在登州浅滩进行的大规模人工挖沙严重破坏了沙体的动态平衡.利用水库模型估算,浅滩在短期内难以恢复到原来的规模.
南黄海浮游植物季节性变化的数值模拟与影响因子分析
胡好国, 万振文, 袁业立
2004, 26(6): 74-88.
摘要:
用三维物理-生物耦合模式研究南黄海浮游植物(以叶绿素a为指标)的季节变化.对于物理模式采用Princeton ocean model(POM),对于生物模式考虑溶解无机营养盐(氮、磷、硅)、浮游植物、食草性浮游动物和碎屑.给定已知的初始场和外加边界强迫,模拟了观测到叶绿素a的主要时、空分布特征,如浮游植物的春、秋季水华和夏季次表层叶绿素a极大值现象等.研究表明,浮游植物春季水华最先发生于黄海中央海域,主要原因是该海域透明度较高,流速较小.春季水华开始于垂直对流减弱和层化开始形成之前(约3月底至4月上旬),显著地依赖水层的稳定性.水体层化以后(约5~9月)叶绿素a浓度高值区分布在南黄海的南部和锋区.夏季的南黄海中央海域,由于上混合层营养盐几乎耗尽,限制了浮游植物的生长,在紧贴温跃层下部的真光层,具有丰富的营养盐和合适的光照,次表层叶绿素a极大值得以形成.秋季(约9~11月份,略迟于海表面开始降温的时间,随地点不同而异)随垂直混合的增强,有利于营养盐向上输运,浮游植物出现一次较小的峰值.
细基江蓠及其繁枝变种的RAPD和ITS分析
李文红, 胡自民, 覃志彪, 郭亚芬, 王如才, 段德麟
2004, 26(6): 89-95.
摘要:
对细基江蓠及其繁枝变种各12个个体进行随机扩增多态性(RAPD)DNA分析,对比多态位点比例、平均杂合度以及遗传距离,并构建UPGMA聚类图;通过PCR扩增出核糖体RNA基因(rDNA)转录间隔区(ITS),纯化后直接测序,利用生物信息学方法进行序列分析和核苷酸变异研究.比较分析结果表明,细基江蓠的杂合度和多态位点比例均高于细基江蓠繁枝变种,其遗传多样性相对较丰富;实验中8条随机引物扩增出特异的RAPD带,可用做细基江蓠及其繁枝变种的分子鉴定标记;ITS序列在这两种海藻中变异极小;RAPD和ITS聚类分析研究结果表明,细基江蓠及其繁枝变种均聚集为一枝,与同属不同种的龙须菜和真江蓠分开,提示细基江蓠和及其繁枝变种为同一个种,从而在DNA水平上支持了传统形态分类的观点.
长江口和杭州湾海域生物生产力锋面及其生态学效应
宁修仁, 史君贤, 蔡昱明, 刘诚刚
2004, 26(6): 96-106.
摘要:
通过分析海洋生态学资料并结合卫星遥感、渔场及赤潮等资料,发现长江口和杭州湾及其毗邻海域生物生产力的锋面,在离长江口门和杭州湾口约100 km的长江冲淡水中部海域出现蓝细菌丰度、浮游植物现存量和初级生产力以及浮游动物的最大值,该锋面的存在和位置被水色遥感所确认.光和营养盐在此呈现最佳的权衡.在该锋区悬浮体浓度小于5 mg/dm3,盐度为25~30.在该锋面的西侧高的悬浮体浓度造成了浮游植物的光限制,其东侧距长江口和杭州湾口较远,陆源营养盐被稀释,加之浮游植物的消耗,造成了营养盐的限制.夏季水体的层化,增强了水体的垂直稳定,使这种分布格局更加显著.由于细菌多附着在悬浮颗粒物的表面,细菌丰度的最大值出现在近口门区的最大浊度带,在向外海方向随着悬浮体的沉降细菌丰度迅速降低.在生物生产力锋面,浮游植物的旺发导致水体跃层之上高溶解氧浓度和低营养盐浓度,尤其是PO4被耗尽,同时浮游动物饵料的丰富,造成浮游动物旺发;由于蓝细菌的快速增殖,其流式细胞测定的细胞粒径变小.生物生产力锋面的出现产生了显著的生态学效应,一方面造成某些经济鱼类产卵和索饵场的形成,例如鲐鲹鱼、马鲛鱼等;另一方面造成赤潮多发区和底层水缺氧区.
2002年夏季南极普里兹湾及其邻近海域浮游植物现存量、初级生产力粒级结构和新生产力研究
刘诚刚, 宁修仁, 孙军, 蔡昱明, 曹建平
2004, 26(6): 107-117.
摘要:
2002年1~2月,在南极普里兹湾及其北部海区对浮游植物生物量、优势种类组成、细胞丰度、初级生产力和新生产力的观测结果表明,叶绿素a浓度、初级生产力和新生产力的高值均出现在湾内及湾口陆架区,并且远高于陆坡和深海区.湾内和湾口陆架区表层叶绿素a浓度均高于1 mg/m3,平均为(2.34±0.85)mg/m3,而陆坡区和深海区平均只有(0.19±0.14)和(0.15±0.05)mg/m3.湾内和陆架区平均初级生产力[(355.8±192.1)mg/(m2·d)]高于陆坡区[(82.0±20.8)mg/(m2·d)]和深海区[(100.5±83.4)mg/(m2·d)].在陆坡和深海区初级生产力的粒级结构以微微型浮游生物(<2 μm)对初级生产力的贡献最大(分别为49.6%和46.2%),湾内和陆架区则以小型浮游生物(为20~280 μm)的贡献为主(66.2%).在湾内和湾口陆架区同时具有较高的新生产力和再生生产力.
北太平洋鱿鱼渔场叶绿素a分布特点及其与渔场的关系
沈新强, 王云龙, 袁骐, 黄洪亮, 周爱忠
2004, 26(6): 118-123.
摘要:
根据2001年~8月对位于39°~43°N,152°E~171°W的北太平洋鱿鱼渔场进行的水温、盐度、叶绿素a、浮游植物和鱿鱼捕捞等的调查结果,主要分析北太平洋鱿鱼渔场表层叶绿素a分布特点及其与环境因子、中心渔场的关系.分析结果表明,调查区表层叶绿素a含量变化为0.03~0.32 mg/m3,平均为0.13 mg/m3,其中中部渔场表层叶绿素a含量值最大,东部渔场次之,西部渔场最低;调查海域表层叶绿素a含量分布与表层温度、盐度存在较好的对应关系,叶绿素a含量高值区对应高温区,冷涡区含量最低,暖涡区含量最高;叶绿素a含量随盐度的增加而增加;在西部、中部、东部渔场,表层叶绿素a含量与浮游植物数量呈正相关关系;表层叶绿素a的分布与鱿鱼中心渔场存在较好的对应关系,中心渔场主要位于0.1 mg/m3叶绿素a等值线舌状部分或叶绿素a水平梯度较大处,渔场中心的叶绿素a值大于0.1 mg/m3.叶绿素a分布与环境要素及渔场的相关性分析表明叶绿素a可作为鱿鱼渔场分析中的一个重要参考指标.
皱纹盘鲍杂交F1代与亲本的RAPD标记及分离方式分析
肖洁, 刘晓, 张国范, 郭希明
2004, 26(6): 124-132.
摘要:
应用RAPD标记技术对皱纹盘鲍杂交家系JC的双亲及3个F1个体进行了分析,对JC家系在皱纹盘鲍遗传连锁图谱构建中的应用前景进行了初步评估,并分析了RAPD分子标记在JC家系F1代中的分离方式及该家系的1对亲本及其子代个体的遗传结构.7条随机引物共扩增出41个分子标记,其中24个为多态性,占总数的58.5%;有14个分离标记可用于遗传连锁作图,有7个符合孟德尔独立分配定律,占总数的17.1%.2个标记与子代个体大小有一定的相关性,但其连锁关系仍有待于进一步研究.父母本之间的遗传距离为0.384 4,父本与子代间的距离为0.137 2,母本与子代间的距离为0.127 3;父本提供的分离标记在子代中的显性频率为0.47,母本为0.55.双亲之间的遗传距离较远,杂交产生的JC-F1群体具有较高的杂合度(0.201 6),该结果初步表明皱纹盘鲍杂交家系JC的子1代即可作为作图群体应用于皱纹盘鲍的连锁图谱构建.
三维极限波的产生方法及特性
柳淑学, 洪起庸
2004, 26(6): 133-142.
摘要:
极限破碎波浪是造成海洋结构物破坏的主要因素之一,对极限波浪的产生方法和特性进行研究具有重要的工程意义.利用长波传播快、短波传播慢的原理,从理论上给出了产生三维极限波的方法,利用基于Boussinesq方程的数值模拟对该方法进行了验证,同时研究了中心频率、频率宽度和频谱形式等对极限波浪特性的影响,为该方法的进一步应用提出了建议.
研究报道
日本海富山深海水道堤坝大型泥波的成因
王青春, 何幼斌, 贺萍, 危宇宁
2004, 26(6): 143-148.
摘要:
随着深海调查和研究,特别是深海钻探计划(DSDP)和大洋钻探项目(ODP)的实施,在现代深海海底发现了大型波状沉积体,多数为泥质、含粉砂质泥,少数为砂质,这些波状沉积体被统称为沉积物波.沉积物波可以发育在陆坡到深海平原的任何位置,面积从几平方千米至数十万平方千米,波长为1~15km,波高为5~100m.地震剖面中沉积物波横向上具有波状叠覆特征,纵向上常常呈现波状上攀现象.