1997年 第19卷 第4期
1997, 19(4): 1-9.
摘要:
对前人关于水温垂直结构计算、模拟和预报研究成果进行了评价,并在此基础上建立了考虑海面吸收辐射和透射辐射、地形、风、海流、界面摩擦及其引起的混合作用的强温跃层三维数值预报模式。该模式行动的驱动量仅为风和气温场资料,因而具有较好的实用性;此外,从试报的结果看,效果是令人满意的。
对前人关于水温垂直结构计算、模拟和预报研究成果进行了评价,并在此基础上建立了考虑海面吸收辐射和透射辐射、地形、风、海流、界面摩擦及其引起的混合作用的强温跃层三维数值预报模式。该模式行动的驱动量仅为风和气温场资料,因而具有较好的实用性;此外,从试报的结果看,效果是令人满意的。
1997, 19(4): 10-14.
摘要:
海洋环流的定常解一般是通过直接积分模式一段足够长的时间而得到。近年来在海洋气候资料同化研究中,在代价函数(costfunction)中引入了时间导数项,利用伴随法求解,使时间导数项和与观测的方差之和最小,以保证解是准定常的并与观测吻合。本文将代价函数中的观测项和时间导数项分别考虑,来测试算法效能。如果在代价函数中仅有时间导数项,则问题是求海洋环流的定常解。本文的目的是通过与直接积分方法相比较,来考察伴随法求定常解的效率。利用IAP浅水方程模式及其伴随模式进行的数值试验也表明伴随法求解定常解的效率不优于直接积分的方法,需要进行大数量的迭代才能使解收敛到准定常解。如果在代价函数中仅有观测项,并且资料是完全的,伴随法可以很快地求出与资料拟合的解。这说明了如只求定常解,伴随法并不合算,其优点在于资料同化。
海洋环流的定常解一般是通过直接积分模式一段足够长的时间而得到。近年来在海洋气候资料同化研究中,在代价函数(costfunction)中引入了时间导数项,利用伴随法求解,使时间导数项和与观测的方差之和最小,以保证解是准定常的并与观测吻合。本文将代价函数中的观测项和时间导数项分别考虑,来测试算法效能。如果在代价函数中仅有时间导数项,则问题是求海洋环流的定常解。本文的目的是通过与直接积分方法相比较,来考察伴随法求定常解的效率。利用IAP浅水方程模式及其伴随模式进行的数值试验也表明伴随法求解定常解的效率不优于直接积分的方法,需要进行大数量的迭代才能使解收敛到准定常解。如果在代价函数中仅有观测项,并且资料是完全的,伴随法可以很快地求出与资料拟合的解。这说明了如只求定常解,伴随法并不合算,其优点在于资料同化。
1997, 19(4): 15-25.
摘要:
在σ坐标下建立了一包括诊断计算、半诊断计算及预报计算的数值模式,并应用于东海环流的计算。计算结果表明,当t=23d时,密度场和速度场得到调整,即得到半诊断解,当t=60d以后,解已达到准稳定态。比较诊断、半诊断及预报计算的结果,它们在定性上是一致的,但是,在定量上有些变化。例如,(1)比较诊断计算与半诊断计算的结果,经过调整后的半诊断计算结果,黑潮主流仍位于200～1000m坡折处,但流幅变窄,平均流速增大,主流更为清晰,更能反映坡折地形的影响,其次,在南边界附近的黑潮入侵陆架的黑潮分支,即黑潮主流以西的台湾暖流外侧分交的流速有所减小。关于垂向速度w,半诊断计算得到的w分布在大部分区域上升流或下降流有所增加;(2)比较半诊断计算与预报计算,在计算区域的南部及北部,无论是水平速度、垂向速度还是水位场分布都稍有变化。
在σ坐标下建立了一包括诊断计算、半诊断计算及预报计算的数值模式,并应用于东海环流的计算。计算结果表明,当t=23d时,密度场和速度场得到调整,即得到半诊断解,当t=60d以后,解已达到准稳定态。比较诊断、半诊断及预报计算的结果,它们在定性上是一致的,但是,在定量上有些变化。例如,(1)比较诊断计算与半诊断计算的结果,经过调整后的半诊断计算结果,黑潮主流仍位于200～1000m坡折处,但流幅变窄,平均流速增大,主流更为清晰,更能反映坡折地形的影响,其次,在南边界附近的黑潮入侵陆架的黑潮分支,即黑潮主流以西的台湾暖流外侧分交的流速有所减小。关于垂向速度w,半诊断计算得到的w分布在大部分区域上升流或下降流有所增加;(2)比较半诊断计算与预报计算,在计算区域的南部及北部,无论是水平速度、垂向速度还是水位场分布都稍有变化。
1997, 19(4): 26-40.
摘要:
着重分析和讨论全球大气,海洋-海冰耦合环流模式的两个长时间数值积分试验──130年控制试验和95年敏感性试验(增强温室效应试验),尤其是控制试验中的气候漂移现象以及与此相关的敏感性试验中增援信号的提取问题。在控制试验中,大气二氧化碳浓度维持当前的气候值不变;而在敏感性试验中,大气二氧化碳浓度开始时以1%的速率等比增加,它在积分至70年且其值已达初始值的二倍后便不再变化。分析结果表明,尽管这个耦合模式的长时期积分中存在着明显的气候漂移,但敏感性试验给出的全球增暖的基本特征在物理上是合理的;这个耦合模式产生气候漂移的主要源地是在高纬度海洋的冰水交界区,且初步的热收支估算揭示它可能与冰-水交界区的耦合方案有关。本文最后在对控制试验和敏感性试验的环流型式的时间演变进行相关分析的基础上给出了有关全球增暖幅度的3种估计,同时指出;尽管全球增暖的空间分布不可避免地要受到模式气候漂移的影响,但这种影响的大部分在计算气温年较差的变化时却可以被自动扣除。
着重分析和讨论全球大气,海洋-海冰耦合环流模式的两个长时间数值积分试验──130年控制试验和95年敏感性试验(增强温室效应试验),尤其是控制试验中的气候漂移现象以及与此相关的敏感性试验中增援信号的提取问题。在控制试验中,大气二氧化碳浓度维持当前的气候值不变;而在敏感性试验中,大气二氧化碳浓度开始时以1%的速率等比增加,它在积分至70年且其值已达初始值的二倍后便不再变化。分析结果表明,尽管这个耦合模式的长时期积分中存在着明显的气候漂移,但敏感性试验给出的全球增暖的基本特征在物理上是合理的;这个耦合模式产生气候漂移的主要源地是在高纬度海洋的冰水交界区,且初步的热收支估算揭示它可能与冰-水交界区的耦合方案有关。本文最后在对控制试验和敏感性试验的环流型式的时间演变进行相关分析的基础上给出了有关全球增暖幅度的3种估计,同时指出;尽管全球增暖的空间分布不可避免地要受到模式气候漂移的影响,但这种影响的大部分在计算气温年较差的变化时却可以被自动扣除。
1997, 19(4): 41-50.
摘要:
对Geosat高度计ERM T2-GDRs共2.3a的海面高度数据进行了处理,研究区域为西北太平洋10°～45°N、120°～160°E,包括整个黑潮流系,时间段为1986年11月至1989年3月。经过数据筛选、地球物理、环境因子校正及轨道误差较正后,用客观分析方法得到时空均匀的50个时间序列的海面高度异常场。Geosat高度计的海面高度异常与验潮站实测水位高度符合较好,这证明处理结果是可信的。海面高度异常值均方场表示黑潮变异的能量分布,它与黑潮的弯曲及地形有关。
对Geosat高度计ERM T2-GDRs共2.3a的海面高度数据进行了处理,研究区域为西北太平洋10°～45°N、120°～160°E,包括整个黑潮流系,时间段为1986年11月至1989年3月。经过数据筛选、地球物理、环境因子校正及轨道误差较正后,用客观分析方法得到时空均匀的50个时间序列的海面高度异常场。Geosat高度计的海面高度异常与验潮站实测水位高度符合较好,这证明处理结果是可信的。海面高度异常值均方场表示黑潮变异的能量分布,它与黑潮的弯曲及地形有关。
1997, 19(4): 51-62.
摘要:
本文利用由Geosat卫星高度计ERMT2-GDRs共2.3a数据得到的海面高度异常时间序列对黑潮流系的变化作进一步分析。季节平均的海面高度异常表明,黑潮延伸体与黑潮大弯曲之间有相互关联的变化关系。黑潮两侧相对水位差可以表示流量的相对变化特征,对7个断面相对流量分析得出黑潮延伸体及日本以南黑潮流量有较强的季节变化特征,吐噶喇海峡以东与台湾省东北黑潮流量年际变化具有相同相位,黑潮出现大弯曲时流量减少,而东海断面流量在大弯曲出现时增强,菲律宾以东黑潮流量在ENSO期间减弱,ENSO消失后增强,对50个时间序列的海面高度异常场进行了EOF分析,得到前三个EOF分量分别占总方差的25.3%、17.1%和13.7%,分别代表黑潮弯曲模态、ENSO模态及季节变化模态。季节变化特征在秋冬之交出现正异常最大,春夏之交出现负异常最大,这种变化规律与东亚季风有关。
本文利用由Geosat卫星高度计ERMT2-GDRs共2.3a数据得到的海面高度异常时间序列对黑潮流系的变化作进一步分析。季节平均的海面高度异常表明,黑潮延伸体与黑潮大弯曲之间有相互关联的变化关系。黑潮两侧相对水位差可以表示流量的相对变化特征,对7个断面相对流量分析得出黑潮延伸体及日本以南黑潮流量有较强的季节变化特征,吐噶喇海峡以东与台湾省东北黑潮流量年际变化具有相同相位,黑潮出现大弯曲时流量减少,而东海断面流量在大弯曲出现时增强,菲律宾以东黑潮流量在ENSO期间减弱,ENSO消失后增强,对50个时间序列的海面高度异常场进行了EOF分析,得到前三个EOF分量分别占总方差的25.3%、17.1%和13.7%,分别代表黑潮弯曲模态、ENSO模态及季节变化模态。季节变化特征在秋冬之交出现正异常最大,春夏之交出现负异常最大,这种变化规律与东亚季风有关。
1997, 19(4): 63-71.
摘要:
利用聚丙烯酰胺垂直平板电泳分析了中国对虾(Penaeus chinensis)幼体发育阶段8种同工酶的变化。结果表明;EST、AMY、MDH、GDH、Gd、LDH均随发育其同工酶谱表现出明显的差异。EST在无节幼虫期只有1条酶带至仔虾期增至6条,且酶活性亦随发育而渐增;AMY共检测出3种,即α-AMY、R-AMY和Q-AMY,酶带数由无节幼虫早期的3条增至仔虾期的8条,且随发育酶带的表型及活性均有明显的变化;MDH显示的酶带数量较多共15条,此酶谱在无节幼虫早期为3泉至仔虾期则增至15条;GDH共有8条酶带,在无节幼虫早期为5条至仔虾期为7条;Gd有8条酶带,在无节幼虫期为5条,以后渐增至8条,此外,LDH的酶谱变化差异不大,即除无节幼虫期外,其他各期均为3条酶带,且表型基本相似;而ALP和ACP则表现。相对稳定,其酶带数在ALP为2条,ACP为1条。
利用聚丙烯酰胺垂直平板电泳分析了中国对虾(Penaeus chinensis)幼体发育阶段8种同工酶的变化。结果表明;EST、AMY、MDH、GDH、Gd、LDH均随发育其同工酶谱表现出明显的差异。EST在无节幼虫期只有1条酶带至仔虾期增至6条,且酶活性亦随发育而渐增;AMY共检测出3种,即α-AMY、R-AMY和Q-AMY,酶带数由无节幼虫早期的3条增至仔虾期的8条,且随发育酶带的表型及活性均有明显的变化;MDH显示的酶带数量较多共15条,此酶谱在无节幼虫早期为3泉至仔虾期则增至15条;GDH共有8条酶带,在无节幼虫早期为5条至仔虾期为7条;Gd有8条酶带,在无节幼虫期为5条,以后渐增至8条,此外,LDH的酶谱变化差异不大,即除无节幼虫期外,其他各期均为3条酶带,且表型基本相似;而ALP和ACP则表现。相对稳定,其酶带数在ALP为2条,ACP为1条。
1997, 19(4): 72-79.
摘要:
研究了国内外水质诸种浊度标准物质和中国近海5个河口海洋成浊物质的光学特性,摩尔吸光系数、成浊比率、矿物成分和化学组成等多因子系统对比筛选结果,选定甲醛联氮(Formazine)悬浮液作为海水浊度标准物质。对浊度的测定不同原理方法和海上分析技术及仪器选型等作了进一步讨论。
研究了国内外水质诸种浊度标准物质和中国近海5个河口海洋成浊物质的光学特性,摩尔吸光系数、成浊比率、矿物成分和化学组成等多因子系统对比筛选结果,选定甲醛联氮(Formazine)悬浮液作为海水浊度标准物质。对浊度的测定不同原理方法和海上分析技术及仪器选型等作了进一步讨论。
1997, 19(4): 80-89.
摘要:
建立了一个二维断面溶解氧的数值模式,模拟了黄海溶解氧垂直分布最大值的形成和演化过程,并对影响溶解氧垂直分布状况的3种主要过程,即垂直涡动混合、生物活动和海气界面的气体交换进行了数值试验和讨论。结果表明,在增温期,由于温跃层的形成和存在,限制了垂直方向的交换,使跃层下界附近的溶解氧得以保留,同时上层海气交换和下层有机物分解耗氧,从而在跃层附近形成最大值;由于黄海海区的跃层一般都在真光层以内,因此生物产氧可以增加跃层附近氧的含量,进而影响最大值的大小,但对是否形成最大值影响不大;上混合层中的生物产氧大都通过海气界面的气体交换进入大气。海气界面的气体交换速度可以影响上混合层的溶解氧浓度,但对溶解氧最大值影响很小。
建立了一个二维断面溶解氧的数值模式,模拟了黄海溶解氧垂直分布最大值的形成和演化过程,并对影响溶解氧垂直分布状况的3种主要过程,即垂直涡动混合、生物活动和海气界面的气体交换进行了数值试验和讨论。结果表明,在增温期,由于温跃层的形成和存在,限制了垂直方向的交换,使跃层下界附近的溶解氧得以保留,同时上层海气交换和下层有机物分解耗氧,从而在跃层附近形成最大值;由于黄海海区的跃层一般都在真光层以内,因此生物产氧可以增加跃层附近氧的含量,进而影响最大值的大小,但对是否形成最大值影响不大;上混合层中的生物产氧大都通过海气界面的气体交换进入大气。海气界面的气体交换速度可以影响上混合层的溶解氧浓度,但对溶解氧最大值影响很小。
1997, 19(4): 90-98.
摘要:
冲绳海槽南部92-255和92-170两柱状样岩心的浮游有孔虫定量分析及其组合的变化、游浮与底栖有孔虫壳体δ18O测定和AMS14C测年资料,提供了末次冰期以来重要的古海洋学记录。浮游有孔虫的转换函数计算表明,海槽区末次冰期表层水温下降值及末次冰期的季节温差均比西太平洋开放海区相应纬度大,反映了边缘海对冰期-间冰期旋回中气候变化的放大效应,冰期-冰后期的对比还体现在由浮游有孔虫属种组合所反映的水团和水体垂直结构的变化上;末次冰消期古温度变化及浮游有孔虫δ18O变化记录了一次短暂的气候回返(10170～9170aBP);详细的地层分析还揭示了中全新世的一次Pulleniatina obliquiloculata含量低谷。
冲绳海槽南部92-255和92-170两柱状样岩心的浮游有孔虫定量分析及其组合的变化、游浮与底栖有孔虫壳体δ18O测定和AMS14C测年资料,提供了末次冰期以来重要的古海洋学记录。浮游有孔虫的转换函数计算表明,海槽区末次冰期表层水温下降值及末次冰期的季节温差均比西太平洋开放海区相应纬度大,反映了边缘海对冰期-间冰期旋回中气候变化的放大效应,冰期-冰后期的对比还体现在由浮游有孔虫属种组合所反映的水团和水体垂直结构的变化上;末次冰消期古温度变化及浮游有孔虫δ18O变化记录了一次短暂的气候回返(10170～9170aBP);详细的地层分析还揭示了中全新世的一次Pulleniatina obliquiloculata含量低谷。
1997, 19(4): 99-108.
摘要:
浙江三门湾为典型半封闭强潮港湾,淤泥质潮滩十分发育,存在沉积地貌相带分异。潮滩发育过程中,冲刷和淤积状态交替,形成涨落潮周期、大小潮周期、年周期、多年周期和风暴的“潮滩循环”,与动力环境因素的周期变化相关;台风引起剧烈滩槽交换,是其重要的非潮汐因素。由于毗邻潮汐汊道,湾内宽广蓄潮区导致强劲落潮优势流,自然状态下潮滩及潮下带淤积缓慢。据210Pb和137Cs分析,近百年来长期平均沉积速率为0.56～0.81cm/a.但自60年代以来,湾内大量围涂堵港,导致潮下带浅滩与深槽淤积加快。
浙江三门湾为典型半封闭强潮港湾,淤泥质潮滩十分发育,存在沉积地貌相带分异。潮滩发育过程中,冲刷和淤积状态交替,形成涨落潮周期、大小潮周期、年周期、多年周期和风暴的“潮滩循环”,与动力环境因素的周期变化相关;台风引起剧烈滩槽交换,是其重要的非潮汐因素。由于毗邻潮汐汊道,湾内宽广蓄潮区导致强劲落潮优势流,自然状态下潮滩及潮下带淤积缓慢。据210Pb和137Cs分析,近百年来长期平均沉积速率为0.56～0.81cm/a.但自60年代以来,湾内大量围涂堵港,导致潮下带浅滩与深槽淤积加快。
1997, 19(4): 109-116.
摘要:
西马里亚纳海盆和菲律宾海盆发育的锰结核是典型的深海结核。其丰度为0～15kg/m2,平均为3.5kg/m2,Ni+Cu+Co的平均含量为0.59%,最大含量为0.93%,平均Mn/Fe值为0.73.九州帛琉海脊和中央海脊发育的锰结壳和锰结核十分丰富。采集到的大块结壳表面直径可达到300～500mm,最大厚度为32～35mm,采集到的结核最大丰度可达到18.7kg/m2,Ni+Cu+Co的平均含量为0.62%,Co的含量最大为0.57%,平均Mn/Fe值为0.95.上述海盆和海脊上的结核和结壳主要锰矿物相均为水羟锰矿,属水成成因和较低的氧化生成条件,结核的形成时代为更新世以来。据结核和结壳的金属品位,尤其是Co的含量来看,目前尚不具经济潜力。
西马里亚纳海盆和菲律宾海盆发育的锰结核是典型的深海结核。其丰度为0～15kg/m2,平均为3.5kg/m2,Ni+Cu+Co的平均含量为0.59%,最大含量为0.93%,平均Mn/Fe值为0.73.九州帛琉海脊和中央海脊发育的锰结壳和锰结核十分丰富。采集到的大块结壳表面直径可达到300～500mm,最大厚度为32～35mm,采集到的结核最大丰度可达到18.7kg/m2,Ni+Cu+Co的平均含量为0.62%,Co的含量最大为0.57%,平均Mn/Fe值为0.95.上述海盆和海脊上的结核和结壳主要锰矿物相均为水羟锰矿,属水成成因和较低的氧化生成条件,结核的形成时代为更新世以来。据结核和结壳的金属品位,尤其是Co的含量来看,目前尚不具经济潜力。
1997, 19(4): 117-120.
摘要:
实验证明中国对虾血淋巴中存在凝集素。用未经处理的兔血球检测,在正常状态下,春季的亲虾和秋季体长为12～16cm的虾,凝集活力滴度均为32,且对人的A、B、O型红血球均有凝集反应,其反应滴度与兔血球相同。用弧菌诱导时,这种凝集反应的活力可以提高。注射弧菌24h后活力由32上升到128,48h后达到256的峰值,然后又逐渐下降。
实验证明中国对虾血淋巴中存在凝集素。用未经处理的兔血球检测,在正常状态下,春季的亲虾和秋季体长为12～16cm的虾,凝集活力滴度均为32,且对人的A、B、O型红血球均有凝集反应,其反应滴度与兔血球相同。用弧菌诱导时,这种凝集反应的活力可以提高。注射弧菌24h后活力由32上升到128,48h后达到256的峰值,然后又逐渐下降。
1997, 19(4): 121-131.
摘要:
在过去分类学和地理分布研究的基础上,提出一份南海管水母类93种名录和在中国邻近海域地理分布的完整资料;根据各海域管水母的优势种、生活习性及与邻近海域的相似性分析,提出南海管水母类动物地理区划跨越印度-西太平洋区中-日亚区和印度-西太平洋区印-马亚区;根据管水母类的地理分布与海洋环境关系的分析,将南海省水母类分为4个生态类群,并指出各类群的代表种及其对海洋水文特征的指示作用。
在过去分类学和地理分布研究的基础上,提出一份南海管水母类93种名录和在中国邻近海域地理分布的完整资料;根据各海域管水母的优势种、生活习性及与邻近海域的相似性分析,提出南海管水母类动物地理区划跨越印度-西太平洋区中-日亚区和印度-西太平洋区印-马亚区;根据管水母类的地理分布与海洋环境关系的分析,将南海省水母类分为4个生态类群,并指出各类群的代表种及其对海洋水文特征的指示作用。
1997, 19(4): 132-137.
摘要:
对海湾扇贝和栉孔扇贝的碳代谢和能量代谢进行了研究。结果表明;随着扇贝个体的增大,单位个体的最小碳需要量增加,但单位干重的最小碳需要量却降低。金藻的浓度低于1.0×104个/cm3时,两种扇贝均出现碳生产的负值。海湾扇贝和栉孔扇贝对金藻、海带、底泥的能量代谢结果显示;以3.56mg/dm3(干重)浓度金藻为食,两种扇贝能得到正的生长预算;以7.00mg/dm3(干重)的海带为食,也能正常生长。但以底泥为食,出现负生长。两种扇贝对金藻的利用率高,当金藻缺乏时,海带碎屑可作为食物补充。
对海湾扇贝和栉孔扇贝的碳代谢和能量代谢进行了研究。结果表明;随着扇贝个体的增大,单位个体的最小碳需要量增加,但单位干重的最小碳需要量却降低。金藻的浓度低于1.0×104个/cm3时,两种扇贝均出现碳生产的负值。海湾扇贝和栉孔扇贝对金藻、海带、底泥的能量代谢结果显示;以3.56mg/dm3(干重)浓度金藻为食,两种扇贝能得到正的生长预算;以7.00mg/dm3(干重)的海带为食,也能正常生长。但以底泥为食,出现负生长。两种扇贝对金藻的利用率高,当金藻缺乏时,海带碎屑可作为食物补充。
1997, 19(4): 138-141.
摘要:
桑沟湾食植性浮游桡足类生产力(C)的波动范围为0.42～11.8mg/(m2·d),平均生产力为3mg/(m2·d),年产量为1.1g/(m2·d),年P/B为28.全湾浮游崐桡足类生产量为145t,仅为浮游植物初级生产量的1%.生产效率如此低是由于该湾崐养殖了大约666.6hm2扇贝所致。
桑沟湾食植性浮游桡足类生产力(C)的波动范围为0.42～11.8mg/(m2·d),平均生产力为3mg/(m2·d),年产量为1.1g/(m2·d),年P/B为28.全湾浮游崐桡足类生产量为145t,仅为浮游植物初级生产量的1%.生产效率如此低是由于该湾崐养殖了大约666.6hm2扇贝所致。
1997, 19(4): 142-147.
摘要:
莱州湾南岸系指西起小清河口、东至虎头崖的岸段,其海岸地貌类型为粉砂淤泥质海岸。莱州湾南岸滨海平原南邻山前冲洪积平原,自南而北由冲积海积平原和海积平原组成,咸水入侵区呈东西带状分布于冲积海积平原的南缘地带(见图1)。
莱州湾南岸系指西起小清河口、东至虎头崖的岸段,其海岸地貌类型为粉砂淤泥质海岸。莱州湾南岸滨海平原南邻山前冲洪积平原,自南而北由冲积海积平原和海积平原组成,咸水入侵区呈东西带状分布于冲积海积平原的南缘地带(见图1)。
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