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2009年  第31卷  第1期

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论文
数值实验论证台湾暖流和对马暖流的关系
郑沛楠, 白志鹏, 吴德星, 林霄沛
2009, 31(1): 1-9.
摘要:
台湾暖流和对马暖流均为沿中国东部海域大陆架的北向流。有学者认为存在"台湾-对马暖流流系"。现有的研究均未涉及台湾暖流和对马暖流在该系统中各自的动力作用。本文作者发现在该系统中对马暖流扮演更为重要的角色。借助一个三维斜压模式,作者设计了几组数值实验来讨论台湾暖流和对马暖流之间的动力学机制。结果显示台湾暖流对对马暖流几乎没有影响,而对马暖流却对台湾暖流存在重要影响。尽管对马暖流位于"下游区",通过"源-汇"驱动作用,其可以诱生约0.5×106m3/s的台湾暖流水。作者认为,能量通过地形波传导理论可能为这一动力学机制的合理解释。
长江口叶绿素分布特征和营养盐来源数值模拟研究
杨德周, 尹宝树, 俞志明, 白涛, 刘兴泉
2009, 31(1): 10-19.
摘要:
利用POM(Princeton Ocean Model)模型在长江口及其邻近海域建立了三维斜压动力学模式,该模式开边界处考虑了潮汐、潮流、台湾暖流、沿岸流和长江径流。模式成功地模拟了长江口及其邻近海域的潮汐特征和环流特征。此外2004年11月的实测数据分析结果表明在观测区域的水下河谷西侧位置的强表面羽状锋内,存在着高叶绿素a浓度分布。为了分析长江口外存在的高叶绿素浓度分布和长江口的营养盐输入的相关关系,进行了两次数值试验:(1)给定长江口的径流量和径流输入的营养盐,把长江口的输入作为营养盐输入的惟一源;(2)在开边界处,根据实测资料给定营养盐的输入,同时考虑径流营养盐输入。在(1)、(2)两种情况下,把硝酸盐作为保守物质,进行了平流扩散数值试验。模式的模拟结果和实测资料的对比分析表明:沿岸流、台湾暖流的营养盐输入和上升流从底部输入的营养盐是此高叶绿素浓度区营养盐的重要来源。
南海中部深水海盆的潮流垂直结构
王雪竹, 李培良, 张婷婷
2009, 31(1): 20-27.
摘要:
南海季风实验(SCSMEX)期间,由台湾大学在南海中部深海盆投放了3个定点ATLAS浮标,用来观测长时间序列的水温、海流和气象数据。利用调和分析和EOF方法对1998年10月至1999年4月3个站点近6个月的流速观测资料进行分析,研究了观测海区的潮流空间结构特征。调和分析结果表明,该海区以全日潮流为主,潮流椭圆随深度旋转,且潮流以顺时针旋转为主,潮流振幅存在显著的垂向变化。对实测海流进行10~30 h的带通滤波保留潮周期部分,滤波后的潮流进行EOF分解得到潮流存在不同的垂向模态,证明南海深水海盆潮流具有较强的斜压性。
太平洋海平面变化特征及影响因素分析
顾小丽, 李培良
2009, 31(1): 28-36.
摘要:
采用经验模态分解法对太平洋沿岸验潮站的月平均海平面资料进行处理,结合T/P高度计资料、Church(2004)重构SSH资料、Ishii(2005)月均海温资料,研究太平洋海平面年际、年代际变化以及资料长度内海平面变化趋势。太平洋沿岸海平面总体呈上升趋势,平均上升速率为1.4 mm/a,趋势项分布有明显的区域性和纬度特征。ENSO对太平洋地区海平面年际变化有显著影响,海平面年际变化与Nino3指数在西(东)太平洋为负(正)相关,海平面年际变化与Nino3指数的相关性在热带太平洋最大,并随着纬度升高相关性减弱,且不同地区年际变化有滞后ENSO时间不等的最大相关。海平面年际变化与PDO指数在西(东)太平洋为负(正)相关,海平面与PDO的相关性分布有区域性和随时间演变特征。年代际变化对目前使用卫星高度计资料分析海平面长期趋势项的预测有直接影响,可能完全掩盖海平面长期变化趋势。
渤海海冰中太阳辐射的光谱特征观测研究
曲平, 赵进平, 李淑江, 曹文熙, 许大志
2009, 31(1): 37-43.
摘要:
通过采用多光谱仪器,对渤海营口港一带的近岸固定冰进行了3个站位11个谱段的入射辐射、反射辐射和透射辐射随时间变化过程的观测和研究。结果表明,发生在海冰中的反射辐射和透射辐射与入射太阳辐射的谱分布有明显差别,而且有显著的日变化。文章确立了入射辐射、反射辐射和透射辐射随时间的变化与太阳高度角的正弦成精确的线性关系,海冰的积分反照率与太阳高度角的正弦满足二次函数关系,可将不同时刻的观测值归算到正午时刻的辐射值,使不同时刻的观测结果具有可比性。计算结果表明,海冰只衰减特定强度的辐射,衰减量与入射辐射光谱分布以及辐射的强度无关,导致绿光的透射辐射最强。该文是对渤海海冰透射辐射的初步尝试,所获得的结果对未来大范围海冰光学观测打下了基础。
海水淡化排海浓盐水对胶州湾盐度分布影响
王晓萌, 刘学海, 梁生康, 石晓勇
2009, 31(1): 44-51.
摘要:
为考察海水淡化产生的浓盐水对胶州湾盐度分布的影响,利用POM模式,建立了胶州湾盐度扩散模型,分别以现有海水淡化量和2010年规划海水淡化量所排放的浓盐水量为输入条件,模拟计算了胶州湾盐度的分布和变化。模拟显示,2010年2月、5月、8月和10月胶州湾整个湾内平均盐度分别为30.9895,30.8040,30.0221和30.2306,较2008年分别增加约0.0276,0.0274,0.0212和0.0205。浓盐水排放位置附近局部海域盐度增加明显,如黄岛浓盐水排放点附近海域,2月大潮涨潮时盐度超过31.55的水域面积较2008年增加0.24 km2,并且出现0.08 km2盐度超过32.00的水域;2月大潮落潮时盐度超过31.55水域面积比2008年增加0.53 km2左右,盐度超过32.00的面积增加约0.16 km2。2月、5月、8月和10月最高值分别达到40.23,36.66,37.94和37.87。结合前期室内实验结果可以看出,2月份的盐度最高值超过对胶州湾浮游植物生长有明显影响的非检测浓度(38.62)。这表明,按2010年规划的海水淡化规模所产生的排海浓盐水尽管对整个胶州湾的盐度分布影响不大,但会导致局部海域盐度明显增加,从而可能会对该海域浮游植物生长造成一定影响。
浒苔灾害卫星遥感应急监视监测系统及其应用
蒋兴伟, 刘建强, 邹斌, 王其茂, 曾韬, 郭茂华, 朱海天, 邹亚荣, 唐军武
2009, 31(1): 52-64.
摘要:
2008年夏季黄海、东海突发的罕见的浒苔自然灾害直接危及青岛近海环境和2008北京奥运会青岛帆船比赛的举办,国家卫星海洋应用中心按应急与业务运行兼容需求,在"HY-1"卫星地面应用系统、国家MODIS数据共享平台、海上溢油卫星遥感系统等基础上及时构建了浒苔灾害卫星遥感应急监视监测系统,利用国内外有限的17颗遥感卫星数据,实现了对此次浒苔灾害的大范围、全天候、全天时、多频次、多角度动态监测,及时得到了全面、准确、客观的信息,为国家海洋局应对浒苔自然灾害前线指挥部应急响应、决策指挥提供了有力、有序、有效的技术支持。主要描述应急监视监测系统的构建、运行和应用,为今后海洋灾害突发事件的应急提供参考和经验积累。
“龙王”台风SAR遥感研究
范开国, 邵浩, 李炎, 黄韦艮, 贺明霞, 傅斌
2009, 31(1): 65-70.
摘要:
利用0519号"龙王"台风SAR遥感图像,结合NCEP/QSCAT混合风场海面风向反演了高分辨的台风海面风速。基于高分辨率的SAR台风海面风场的风速剖面,对台风期间台湾海峡及周边海域海面风场的小尺度特征及变化进行了分析,结果表明,地形对风场特征的形成有显著作用,它导致台风海面风场结构发生变形以及澎湖列岛附近低风速尾流区、台湾岛的中央山脉北端下风面"角流"区和台湾岛西北海岸背风槽(或诱生低压)等现象的形成及台风期间福建省沿海区的大风天气。
胶体磷在河口区随盐度变化的研究
陈丁, 郑爱榕, 陈敏
2009, 31(1): 71-78.
摘要:
研究了胶体磷在河口海区随盐度变化的趋势,并将其与颗粒态、真溶解态磷随盐度的变化趋势进行对比,分析胶体态磷在河口的行为与颗粒态磷和真溶解态磷二者的异同。探讨磷在颗粒相、胶体相和真溶液相之间的分配及其与悬浮颗粒物浓度的关系,研究胶体磷在河口海区中的迁移转化作用。研究结果表明,胶体相中总磷、有机磷和活性磷浓度由河端向海端降低,表明陆源输入是其主要来源。胶体有机磷占总磷比例随盐度增加而下降,表明有机磷受胶体去除过程的影响较明显,胶体磷在河口海区的浓度变化趋势及胶体中有机磷和活性磷的比例都与真溶解相接近而与颗粒相差别较大。
灰色聚类法评价长江口、杭州湾海域表层海水中的重金属污染程度
孙维萍, 于培松, 潘建明
2009, 31(1): 79-84.
摘要:
通过2007年秋季航次我国近海海洋环境的综合调查,研究了长江口与杭州湾海域表层海水中重金属汞、砷、铜、铅、锌、镉、总铬的含量与分布,利用灰色聚类法对海水中的重金属元素进行评价。参照《国家海水水质标准GB3097-1997》,通过灰类白化权函数确定海水水质分级界限及各参评指标对不同等级的聚类权,构建了海水中重金属的灰色聚类法综合评价模型。该模型能够较客观、合理地评价海水中的重金属。评价结果表明,长江口与杭州湾海域表层海水中的重金属总体情况良好,但是汞、铅含量偏高,尤其是汞。长江口外以北、杭州湾北岸口外及舟山群岛邻近海域的海水水质相对较差,陆源排污为主要影响因子。
辽河口海域N2O分布特征和海气通量研究
关道明, 赵化德, 姚子伟
2009, 31(1): 85-90.
摘要:
于2007年5月份(枯水期)和8月份(丰水期)采集辽河口区域大气样品及水样,应用气相色谱及静态顶空法测定大气及海水中溶解N2O的浓度,并计算不同站位的N2O通量。结果表明:辽河口区域水体中溶解N2O浓度存在着明显的时空变化,5月份河口区域水体中N2O浓度高于8月份,且河流段溶解N2O浓度大于近海岸海域。水中溶解N2O浓度及溶解氧浓度呈显著的负相关关系。在枯水期和丰水期,所有站位的N2O均处于过饱和状态,N2O气体从水体向大气排出,辽河口区域是大气中N2O的一个排放源。
大亚湾海水中总有机碳的时空分布及其影响因素
江志坚, 黄小平, 张景平
2009, 31(1): 91-98.
摘要:
于2006—2007年夏季、冬季、春季和秋季对大亚湾总有机碳(TOC)进行采样调查,分析了TOC的季节变化特征和空间分布特征,并讨论了TOC与盐度、叶绿素a及石油类等环境因子之间的关系。2006—2007年TOC的浓度范围在1.30~6.30 mg/dm3,平均值为2.78 mg/dm3,TOC的浓度从大到小的趋势是春季、夏季、秋季、冬季。TOC垂直分布趋势不明显,春季和秋季垂直分布比较均匀,且中层TOC浓度比较高;而夏季、冬季垂直分布不够均匀。春季TOC平面分布比较均匀,在大辣甲的西北部有高值,而夏季、秋季、冬季的TOC在大辣甲的西北部都呈现低值;夏季的TOC分布呈现西高东低,自小湾内向小湾外递减的特征;秋季的TOC分布呈现出东西高,中部低,近岸大于离岸的特征;冬季的TOC分布呈现西高东低,西部海域分布线比较密集的特征。研究表明,大亚湾TOC与叶绿素a、石油类显著正相关,与盐度负相关,但不显著。大亚湾TOC浓度、时空分布与季节性径流、季风、水动力、生物地球化学、生物等环境因子密切相关,特别是受到季节性河流径流输入、浮游植物、石油类的影响较大。
上海市水源地水质综合评价方法的探讨
时俊, 刘鹏霞, 张丽旭, 李阳
2009, 31(1): 99-105.
摘要:
基于2005年至2007年上海市陈行水库和青草沙水源地的监测资料,应用基于组合权重法的水质综合评价模型对水质状况进行了综合评价。并将综合评价结果与单因子评价结果进行比较分析。研究结果表明:基于组合权重法的水质综合评价模型简便、适用,利用样本信息较为全面,能够实现对水质客观、准确、量化的分类和排序,是一种较为有效的水质评价方法。
汕头湾表层沉积物重金属元素含量和分布特征研究
乔永民, 黄长江
2009, 31(1): 106-116.
摘要:
于2002年9月在汕头湾采集了13个表层沉积物样品,测定了它们的细粒级组分、总有机质、铝、铁、锰、铜、锌、铅、镉、铬、镍、钴的含量,对其分布特征及其彼此之间相关性进行了分析,并以南海陆架区重金属含量为背景值计算了汕头湾表层沉积物重金属元素的富集系数,结果表明,铁、锰、铜、锌、铅、镉、铬、镍、钴的含量范围分别为2.91%~3.94%,427.85~810.96,24.43~79.49,84.83~248.50,35.56~50.25,0.30~1.75,36.11~74.22,16.99~31.69,8.22~10.87 mg/kg,其分布由汕头湾上游的榕江口至湾口呈波浪状递减(锰除外)。汕头湾表层沉积物中各重金属的富集系数均大于1,其中富集系数从大到小的重金属元素是铜、镉、铅、锌、镍、铬和锰。人为排污、水动力作用、黏土含量、盐度是多数重金属元素分布特征的控制因素。锰的分布特征更多地取决于汕头湾水域的氧化还原条件。
现代黄河三角洲沉积物沉积年代的确定
薛春汀, 叶思源, 高茂生, 丁喜桂
2009, 31(1): 117-124.
摘要:
黄河三角洲前缘粉砂分布于河口外中部,三角洲侧缘或分流间湾黏土质粉砂分布于三角洲前缘粉砂体的两侧。分流改道时新的分流河口大多分布在老叶瓣三角洲侧缘或分流间湾位置。这样,年轻的三角洲前缘粉砂覆盖在老三角洲侧缘或分流间湾黏土质粉砂之上,与此同时,年轻的三角洲侧缘或分流间湾黏土质粉砂覆盖在老三角洲前缘粉砂之上,形成规律性的叠覆层序。在观察钻孔岩心时,正确判断某一层的沉积环境,追踪其物质来历,即判断是从哪一条分流河道搬运来的物质形成的,该分流河道的活动年代就是该层形成的年代。
宽壳全海笋受精和早期胚胎发育过程的细胞学观察
董迎辉, 柴雪良, 陆荣茂, 林志华, 肖国强, 张炯明
2009, 31(1): 125-131.
摘要:
用普通光镜和石蜡切片技术,系统观察了宽壳全海笋卵子在受精和早期胚胎发育过程中的外形和核相变化。结果发现,宽壳全海笋成熟未受精卵呈梨形或卵圆形,核相处于第一次成熟分裂前期,有明显的生发泡和核仁;精子为鞭毛型,全长(44.042±1.166)μm,头部呈椭圆形,前端的顶体略呈钝锥状;在水温24℃条件下,精、卵混合后,精子迅速附着于卵子表面,启动卵子发育;受精后6~9 min,生发泡逐渐萎缩、破裂,随后精子进入卵内并轻微膨胀;受精后20,30 min,受精卵先后排出第一、第二极体,完成第一次和第二次成熟分裂;成熟分裂结束后,精、卵核体积迅速膨胀,核膜重新出现,形成弥散状的雌、雄原核,雄原核形成略早于雌原核;受精后40 min左右,雌、雄原核在卵子中央以原核联合的方式结合,随后联合核的染色体共同排列在纺锤体的赤道板上,形成第一次有丝分裂的中期分裂相;随着有丝分裂的进行,染色体被纺锤丝拉向两极,结果在受精后约50 min形成2个大小不等的卵裂球,第一次卵裂结束;第二次卵裂过程与第一次卵裂基本相同,只是卵裂方向与第一次卵裂基本垂直,在受精后65~70 min,第二次卵裂完成,形成1大3小4个卵裂球。另外,实验中发现了少量的多精入卵和多极分离现象。
互花米草入侵对河口盐沼湿地食物网的影响
商栩, 管卫兵, 张国森, 张经
2009, 31(1): 132-142.
摘要:
盐沼湿地因其在河口及沿岸水域生态系统中的重要地位而被普遍关注,近年来互花米草在长江口乃至整个东南沿海地区的入侵及迅速蔓延更是引起了广泛重视。由于对维系本区域湿地生态系统运转的食物网结构的了解仍很有限,从而难以准确评估互花米草入侵后对原有生态系统的影响。本研究通过基于碳、氮稳定同位素测定结果的IsoSource软件估算和聚类分析,对长江口盐沼湿地内不同初级生产者的相对营养贡献大小进行了初步评估。结果显示在该湿地食物网中,底栖微藻和本土陆源C3植物是主要的营养来源。入侵C4植物互花米草的营养贡献不显著,在本次研究中仅有堇拟沼螺这一腹足类消费者在夏季较为确定地表现出对源自互花米草的富δ13C的有机质的摄取。随着互花米草的迅速扩散,其在长江口湿地的有机质产出中所占比例还将不断增加,这将可能从营养基础的层面自下而上对该食物网的结构和功能造成影响。
长江口崇明东滩盐沼前缘地带悬浮泥沙横向通量的潮周期变化
王初, 贺宝根, 周乃晟, 许世远
2009, 31(1): 143-151.
摘要:
对长江口崇明东滩盐沼边缘及邻近光滩处的水深、流速和悬沙含量的潮周期变化过程进行了现场实测,并对横向悬沙通量进行了计算和分析。研究结果表明,在平静天气条件下光滩和盐沼上的流速过程有明显差异,植被缓流作用在落潮期更为显著,流速在涨潮由光滩向盐沼不断增大。与涨潮流速优势相对应,涨潮期平均悬沙含量是落潮期的1.8倍。横向悬沙通量以向岸输移为主,悬沙总通量与潮次内最大水深的四次方呈显著正相关。在平静天气条件下潮汐作用控制着盐沼前缘地带泥沙输移水平,盐沼滩面保持稳定淤积,前缘光滩淤积速率高于盐沼处的,盐沼逐渐向海延伸。在大风天气条件下潮次内的流速和悬沙含量水平提高了数倍,悬沙输移量大增,净输移仍以向岸方向为主,在盐沼上部和前缘光滩均可能在短期内发生大量淤积。
研究报道
海水中溶解态铁的伏安极谱法与液芯波导光纤法测定
龙爱民, 党爱翠, 程远月, 陈绍勇
2009, 31(1): 152-158.
摘要:
尽管铁为地壳中丰度位居第4的元素,但它在海水中的浓度却很低,浓度一般为0.05~2.0 nmd/dm3[1]。近年来,国内外的海洋科学家在进行海洋生态系统初级生产力、碳循环等重要生态过程及其对全球气候变化影响的研究中发现,海洋中的铁对浮游植物的生长、初级生产力的水平有着十分重要的影响甚至成为了“限制性因子”,在多个“高营养盐、低叶绿素(HNLC)”海区所实施的富铁实验的结果很好地印证了铁元素在海洋生态系统中的重要作用[2]。最新的研究成果表明近岸海水中的铁可能对浮游植物的种类组成起到决定性的作用,进而对包括氮、磷、硅在内的其他元素的生物地球化学行为产生深远的影响[3]
南海西缘断裂带右行走滑的地球动力学机制
林长松, 唐勇, 谭勇华
2009, 31(1): 159-167.
摘要:
南海西缘断裂带,北端始于17°30'N附近的海南岛南部,往南延伸止于北西走向的卢帕尔断裂,南北延伸长度约达1 600 km,十分壮观(见图1)。该断裂带除了其名称和延伸长度在不同研究者的文章中各有所不同[1—4]之外,其名称和作用至少在20世纪80年代初已得到广泛的应用,早已成习惯,如在《亚洲地质》[5]一书和杨树康等[1]、陈国达[4]等许多著名科学家的论著中不断地得到了应用。该断裂带的构造地位和作用得到地学界的普遍重视,到目前为止地学界基本上认为它就是印支亚板块与南海亚板块之间的区域性边界断裂。
热带风暴作用下海滩地貌过程模式初探 以0604号热带风暴“碧利斯”对半月湾海滩的作用为例
戚洪帅, 蔡锋, 苏贤泽, 曹惠美, 王广禄
2009, 31(1): 168-176.
摘要:
我国是世界上受台风影响最严重的三个国家之一,尤其在东南沿海受台风影响最明显,平均每年有8次台风登陆[1]。虽然台风作用的时间很短,但作用力强,破坏性大,对海岸地貌、海底地形和滨海沉积物运移都有重大影响,是海滩演变的一种很重要的动力[2—3]。关于风暴对海岸的作用机制、风暴潮给海岸带来的影响和减灾预测方面的研究越来越得到许多专家和研究者的重视[4]
首届全国“爱我蓝色家园”网络征文活动启事
全国"爱我蓝色家园"网络征文活动办公室
2009, 31(1): 176-176.
摘要:
作为7·18“全国海洋宣传日”系列活动之一,国家海洋局将主办“爱我蓝色家园”网络征文活动,活动由海洋出版社承办。本次征文内容要求围绕“爱我蓝色家园”中心主题展开,题目自拟、体裁不限、字数要求在3000以内。作者可选择一个切入点,发表自己的思想认识、理念见解、经验体会、政策建议等以及涉及海洋科学、海洋文化的各类文章。社会公众均可参加。征文活动时间为即日起至2009年6月10日止。征文须为原创作品。如因作者抄袭带来的版权纠纷,由作者本人负全责。征文语言仅限中文、英文。