1999年 第21卷 第4期
1999, 21(4): 1-13.
摘要:
利用建立的一种新的半隐半显三维数值格式,将渤海、黄海、东海作为一个整体,采用球面坐标系下的三维潮波方程组,考虑了引潮力的作用,数值模拟了渤海、黄海、东海的M2分潮的潮汐与潮流,结果较好地体现了渤海、黄海、东海M2分潮的特征.通过比较65个验潮站的实测值与计算值,所得计算结果的振幅差平均为6.4cm,相角差为6.1°,计算与实测符合良好.本文给出的问潮图与Fang于1986年给出的实测占数值综合结果基本一致.对选取的47个测流站,比较了各层潮流调和常数Ucosζ、Usinζ、Vcosη、Vsinη的计算值与实测值的偏差,偏差绝对值的平均在2.6～4.9cm/s之间.并比较分析了潮流的垂直结构,所得结果与实测符合较好.首次揭示出回流点的水平位置不随深度变化这一特性.最后给出了M2分潮的潮能消耗.
利用建立的一种新的半隐半显三维数值格式,将渤海、黄海、东海作为一个整体,采用球面坐标系下的三维潮波方程组,考虑了引潮力的作用,数值模拟了渤海、黄海、东海的M2分潮的潮汐与潮流,结果较好地体现了渤海、黄海、东海M2分潮的特征.通过比较65个验潮站的实测值与计算值,所得计算结果的振幅差平均为6.4cm,相角差为6.1°,计算与实测符合良好.本文给出的问潮图与Fang于1986年给出的实测占数值综合结果基本一致.对选取的47个测流站,比较了各层潮流调和常数Ucosζ、Usinζ、Vcosη、Vsinη的计算值与实测值的偏差,偏差绝对值的平均在2.6～4.9cm/s之间.并比较分析了潮流的垂直结构,所得结果与实测符合较好.首次揭示出回流点的水平位置不随深度变化这一特性.最后给出了M2分潮的潮能消耗.
1999, 21(4): 14-20.
摘要:
从Longuet-Higgins于1963年建立的非线性随机海浪模型出发,对各向同性波面斜率的联台概率统计分布进行了理论研究.结果表明,在三阶近似下,波面斜率联合概率统计分有为截断的Gram-Charlier级数,截断的项数取决于非线性近似的阶数,每一阶近似均对前一阶近似结果有所修正如果不考虑非线性耦合相互作用的影响,则分布蜕化为高斯分布.
从Longuet-Higgins于1963年建立的非线性随机海浪模型出发,对各向同性波面斜率的联台概率统计分布进行了理论研究.结果表明,在三阶近似下,波面斜率联合概率统计分有为截断的Gram-Charlier级数,截断的项数取决于非线性近似的阶数,每一阶近似均对前一阶近似结果有所修正如果不考虑非线性耦合相互作用的影响,则分布蜕化为高斯分布.
1999, 21(4): 21-26.
摘要:
应用相空间理论对赤道单站日表层水温及青岛月平均气温的9点滑动平均资料进行了分析,结果表明:青岛月平均气温的9点滑动平均的相关维数和嵌入维数分别为5.83、8,当反厄尔尼诺发生时赤道日SST的相关维和嵌入维数分别为3.93、11,当厄尔尼诺发生时其相关维数和嵌入维数分别为4.37、9.揭示了无论是厄尔尼诺还是反厄尔尼诺发生赤道日SST都具有混沌特征,并且厄尔尼诺发生其内部结构复杂化使得支撑奇怪吸引子的雏数增加,而嵌入维数减少.这种现象是由于表层水温所隐含非线性作用显着增强所导致.根据以上分析结果应用单纯形投影算子(simplex projection operator)预测方法对赤道单站日SST和青岛月平均气温的9点滑动平均资料进行了预测,其前8点最大相对误差分别为0.42%,7.4%.
应用相空间理论对赤道单站日表层水温及青岛月平均气温的9点滑动平均资料进行了分析,结果表明:青岛月平均气温的9点滑动平均的相关维数和嵌入维数分别为5.83、8,当反厄尔尼诺发生时赤道日SST的相关维和嵌入维数分别为3.93、11,当厄尔尼诺发生时其相关维数和嵌入维数分别为4.37、9.揭示了无论是厄尔尼诺还是反厄尔尼诺发生赤道日SST都具有混沌特征,并且厄尔尼诺发生其内部结构复杂化使得支撑奇怪吸引子的雏数增加,而嵌入维数减少.这种现象是由于表层水温所隐含非线性作用显着增强所导致.根据以上分析结果应用单纯形投影算子(simplex projection operator)预测方法对赤道单站日SST和青岛月平均气温的9点滑动平均资料进行了预测,其前8点最大相对误差分别为0.42%,7.4%.
1999, 21(4): 27-34.
摘要:
两次非典型厄尔尼诺事件发生期间,Walker环流中的西太平洋部分显着减弱,Hadley环流中的东太平洋部分显着增强.西太平洋距平西风应力增强向东伸展;东太平洋距平北风应力增强向南伸展.西太平洋暖池的能量可以两种方式向东传播:赤道Kelvin波温跃层模态和流速模态.温跃层模态向东输送的总能量大于流速模态向东输送的总能量.1982～1983年厄尔尼诺事件中,赤道Kelvin波温跃层模态起主要作用,赤道潜流减弱;1986～1987年厄尔尼诺事件中,赤道Kelvin波流速模态起主要作用,赤道潜流增强.厄尔尼诺事件期间,赤道潜流消失、反向现象是一种局地性海洋响应,这种现象不伴随赤道Kelvin波向东传播.
两次非典型厄尔尼诺事件发生期间,Walker环流中的西太平洋部分显着减弱,Hadley环流中的东太平洋部分显着增强.西太平洋距平西风应力增强向东伸展;东太平洋距平北风应力增强向南伸展.西太平洋暖池的能量可以两种方式向东传播:赤道Kelvin波温跃层模态和流速模态.温跃层模态向东输送的总能量大于流速模态向东输送的总能量.1982～1983年厄尔尼诺事件中,赤道Kelvin波温跃层模态起主要作用,赤道潜流减弱;1986～1987年厄尔尼诺事件中,赤道Kelvin波流速模态起主要作用,赤道潜流增强.厄尔尼诺事件期间,赤道潜流消失、反向现象是一种局地性海洋响应,这种现象不伴随赤道Kelvin波向东传播.
1999, 21(4): 35-42.
摘要:
本文通过聚类分析将北太平洋月平均△SST场客观地分成10型,这10个型具有以赤道中、东太平洋距平变化为主体的整体变化特征,它能按ENSO现象归纳为厄尔尼诺类和拉尼娜类、两大类各包含了典型场、非典型场及其3个过渡场等5个型.典型场具有良好持续性,它们正确地拟合了1951～1996年之间发生的厄尔尼诺和拉尼娜过程.两大典型场在半年之内不会相互转换,而非典型场则是典型场在加强或减弱过程中的一个补充阶段.过渡型的持续性较差,且同类之间过渡型相互转换的可能性较小.两大类型之间转换的主要过渡型分别为3型和9型.通过当前海温场所属的型并配合指标的变化,可望提前1～2个月预报出厄尔尼诺过程的开始和减弱.
本文通过聚类分析将北太平洋月平均△SST场客观地分成10型,这10个型具有以赤道中、东太平洋距平变化为主体的整体变化特征,它能按ENSO现象归纳为厄尔尼诺类和拉尼娜类、两大类各包含了典型场、非典型场及其3个过渡场等5个型.典型场具有良好持续性,它们正确地拟合了1951～1996年之间发生的厄尔尼诺和拉尼娜过程.两大典型场在半年之内不会相互转换,而非典型场则是典型场在加强或减弱过程中的一个补充阶段.过渡型的持续性较差,且同类之间过渡型相互转换的可能性较小.两大类型之间转换的主要过渡型分别为3型和9型.通过当前海温场所属的型并配合指标的变化,可望提前1～2个月预报出厄尔尼诺过程的开始和减弱.
1999, 21(4): 43-46.
摘要:
通过浮游植物的增殖态势与理化因子的友关联比较,以空间理论数学为基础,按规范性、偶对称性、整体性、接近性和光滑离散函数等原则,并定义灰导数和灰微分方程,由此建立灰色动态模型,研究大鹏湾浮游植物增殖与海水环境要素间的关系结果表明,浮游动物、Fe、Mn和溶解氧对浮游植物增殖密度有比较重要的影响.
通过浮游植物的增殖态势与理化因子的友关联比较,以空间理论数学为基础,按规范性、偶对称性、整体性、接近性和光滑离散函数等原则,并定义灰导数和灰微分方程,由此建立灰色动态模型,研究大鹏湾浮游植物增殖与海水环境要素间的关系结果表明,浮游动物、Fe、Mn和溶解氧对浮游植物增殖密度有比较重要的影响.
1999, 21(4): 47-53.
摘要:
根据中韩“黄海水循环及物质通量合作研究”项目1996～1997年现场调查获得的资料,首次对南黄海整个海域溶解氧的平面分布特征及其季节变化规律进行了探讨.对一些主要海洋过程如黄海暖流、台湾暖流、沿岸流、长江冲淡水、黄海冷水团及浮游植物的光合作用等对南黄海溶解氧含量分布的影响进行了讨论.
根据中韩“黄海水循环及物质通量合作研究”项目1996～1997年现场调查获得的资料,首次对南黄海整个海域溶解氧的平面分布特征及其季节变化规律进行了探讨.对一些主要海洋过程如黄海暖流、台湾暖流、沿岸流、长江冲淡水、黄海冷水团及浮游植物的光合作用等对南黄海溶解氧含量分布的影响进行了讨论.
1999, 21(4): 54-61.
摘要:
研究了九龙江河口区表层水体中224Ra的分布,发现同世界其他河口一样,224Ra在九龙江河口区呈非保守行为;同时发现224Ra-Ss关系受季节变化的影响显着;与世界其他河口相比,九龙江河口表层水体中224Ra含量偏高;用九龙江河口区海端溶解态224Ra估算九龙江河口水流向外海的流速在夏季为2.5cm/s,冬季为0.91cm/s.
研究了九龙江河口区表层水体中224Ra的分布,发现同世界其他河口一样,224Ra在九龙江河口区呈非保守行为;同时发现224Ra-Ss关系受季节变化的影响显着;与世界其他河口相比,九龙江河口表层水体中224Ra含量偏高;用九龙江河口区海端溶解态224Ra估算九龙江河口水流向外海的流速在夏季为2.5cm/s,冬季为0.91cm/s.
1999, 21(4): 62-69.
摘要:
泥沙积聚再悬浮是长江口浑浊地带形成的主要机理.促使泥沙积聚有径流潮流相互作用和盐淡水交汇混合两种机制,前者形成潮汐浑浊带,后者形成盐水浑浊带长江口浑浊带是具有两种不同机制的盐潮复合浑浊带.长江口浑浊带在不同时间、不同地点表现出不同的特点.
泥沙积聚再悬浮是长江口浑浊地带形成的主要机理.促使泥沙积聚有径流潮流相互作用和盐淡水交汇混合两种机制,前者形成潮汐浑浊带,后者形成盐水浑浊带长江口浑浊带是具有两种不同机制的盐潮复合浑浊带.长江口浑浊带在不同时间、不同地点表现出不同的特点.
1999, 21(4): 70-77.
摘要:
系统介绍“分离沉积物端元的最优斜交成分因子算法”,此算法包括主成分分析、因子得分成分化和最优斜交变换三部分.此算法可获得成分化的非负的斜交因子得分,弥补了Q型因子分析仅能用于样品间的相互关系及样品的分类研究,而不能胜任海底沉积物端元物质分离工作之不足.方法适合于沉积物物源端元定量分离工作.将此方法应用于冲绳海槽海底表层样,成功地分离出长江陆源物质.此方法同样适合于诸如岩石、水体、土壤污染等混合过程的端元定量分离工作.
系统介绍“分离沉积物端元的最优斜交成分因子算法”,此算法包括主成分分析、因子得分成分化和最优斜交变换三部分.此算法可获得成分化的非负的斜交因子得分,弥补了Q型因子分析仅能用于样品间的相互关系及样品的分类研究,而不能胜任海底沉积物端元物质分离工作之不足.方法适合于沉积物物源端元定量分离工作.将此方法应用于冲绳海槽海底表层样,成功地分离出长江陆源物质.此方法同样适合于诸如岩石、水体、土壤污染等混合过程的端元定量分离工作.
1999, 21(4): 78-86.
摘要:
根据1987～1990年间在台湾以北海域进行的6个航次的调查资料,对该海域浮游桡足类数量分布作了探讨,结果表明,本区浮游桡足类丰度在春季最高,冬季最低,夏、秋季介于中间;黑潮锋内侧的桡足类丰度一般高于黑潮锋外侧,较高丰度区的分布具夏季最向外海、冬季最靠近岸、其他两季居中的趋势,这与黑潮锋位的季节摆动趋势基本相一致;浮游桡足类丰度的较高值区一般出现在不同水系的交汇区,尤其是黑潮次表层水涌升域的近岸边缘侧,而在黑潮次表层水的主水体中,因溶解氧含量低等因素,其丰度一般均较低;浮游桡足类丰度垂直分布趋势为随水深增加而减低,生物本身昼夜垂直移动规律可能是局部区域产生异常分布的原因之一.
根据1987～1990年间在台湾以北海域进行的6个航次的调查资料,对该海域浮游桡足类数量分布作了探讨,结果表明,本区浮游桡足类丰度在春季最高,冬季最低,夏、秋季介于中间;黑潮锋内侧的桡足类丰度一般高于黑潮锋外侧,较高丰度区的分布具夏季最向外海、冬季最靠近岸、其他两季居中的趋势,这与黑潮锋位的季节摆动趋势基本相一致;浮游桡足类丰度的较高值区一般出现在不同水系的交汇区,尤其是黑潮次表层水涌升域的近岸边缘侧,而在黑潮次表层水的主水体中,因溶解氧含量低等因素,其丰度一般均较低;浮游桡足类丰度垂直分布趋势为随水深增加而减低,生物本身昼夜垂直移动规律可能是局部区域产生异常分布的原因之一.
1999, 21(4): 87-91.
摘要:
用壳高15～21mm的墨西哥湾扇贝(Argopecten irradians concentricus)稚贝作为实验材料,控制水温在16和24℃条件下进行对盐度的耐受力实验.实验结果表明,当温度在24℃时,稚贝存活的盐度范围为18.5～44.4,低盐度对稚贝的存活影响明显.稚贝可生长的盐度范围是21.2～41.0(日增长率r>4.0),适宜的生长盐度为24.0～32.0(日增长率r>8.0),其中26.0～28.0的盐度为最佳生长盐度.在16℃条件下,最初8h内,其生存盐度范围为17.4～46.4,但是48h后稚贝的存活盐度范围与24℃温度条件时无明显差别,显示出低温条件会使稚贝对极限盐度的反应速率减缓.当盐度处于接近极限范围时,盐度变化幅度过大易导致稚贝死亡.墨西哥湾扇贝对盐度的适应能力与原生境盐度有关,稚贝预先在盐度为19.5和44.9中适应9d后,再过度到14.3和48.5中,48h后,存活率为78.3%和100%,而若是从盐度为32中直接移到3和48.5中,48h后存活率分别为0和27.3%.显然,通过中间驯化或适应过程,稚贝会提高耐盐能力.此结果表明,在高温多雨的南方海域,应避免在易受淡水中冲击的河口、海湾区域开展墨西哥湾扇贝养殖.
用壳高15～21mm的墨西哥湾扇贝(Argopecten irradians concentricus)稚贝作为实验材料,控制水温在16和24℃条件下进行对盐度的耐受力实验.实验结果表明,当温度在24℃时,稚贝存活的盐度范围为18.5～44.4,低盐度对稚贝的存活影响明显.稚贝可生长的盐度范围是21.2～41.0(日增长率r>4.0),适宜的生长盐度为24.0～32.0(日增长率r>8.0),其中26.0～28.0的盐度为最佳生长盐度.在16℃条件下,最初8h内,其生存盐度范围为17.4～46.4,但是48h后稚贝的存活盐度范围与24℃温度条件时无明显差别,显示出低温条件会使稚贝对极限盐度的反应速率减缓.当盐度处于接近极限范围时,盐度变化幅度过大易导致稚贝死亡.墨西哥湾扇贝对盐度的适应能力与原生境盐度有关,稚贝预先在盐度为19.5和44.9中适应9d后,再过度到14.3和48.5中,48h后,存活率为78.3%和100%,而若是从盐度为32中直接移到3和48.5中,48h后存活率分别为0和27.3%.显然,通过中间驯化或适应过程,稚贝会提高耐盐能力.此结果表明,在高温多雨的南方海域,应避免在易受淡水中冲击的河口、海湾区域开展墨西哥湾扇贝养殖.
1999, 21(4): 92-95.
摘要:
中国海域水螅虫纲(Hydrozoae),花水母目(Anthmedusae),棒状水母科(Corymorphidae)的真囊水母属(Euphysora)经研究有3个新种:褐色真囊水母(Euphysora brunnescentis sp.nov.)、刺胞真囊水母(Euphysora knides sp.nov.)和硬手真囊水母(Euphysora solidonema sp.nov.),对此予以详细的描述报道.模式标本保存于厦门大学海洋系.
中国海域水螅虫纲(Hydrozoae),花水母目(Anthmedusae),棒状水母科(Corymorphidae)的真囊水母属(Euphysora)经研究有3个新种:褐色真囊水母(Euphysora brunnescentis sp.nov.)、刺胞真囊水母(Euphysora knides sp.nov.)和硬手真囊水母(Euphysora solidonema sp.nov.),对此予以详细的描述报道.模式标本保存于厦门大学海洋系.
1999, 21(4): 96-105.
摘要:
随着沿海经济带的开发利用,河口海岸动力学问题,如航道淤积、河口演变、港湾建设及污染物的排放和扩散等,日益引起人们的重视.数值模拟方法是研究这些海岸环境问题的理想工具之一,但由于河口区域的海岸线和河岸线的形状非常复杂,加上众多的岛屿,给模式网格的划分造成很大的困难.为此,我们将自适应网格的生成方法应用于河口港湾的数值模拟研究,以长江口和杭州湾的水动力学模拟为例,该法较好地克服了均匀网格拟合边界的困难,得到了较合理的计算结果.
随着沿海经济带的开发利用,河口海岸动力学问题,如航道淤积、河口演变、港湾建设及污染物的排放和扩散等,日益引起人们的重视.数值模拟方法是研究这些海岸环境问题的理想工具之一,但由于河口区域的海岸线和河岸线的形状非常复杂,加上众多的岛屿,给模式网格的划分造成很大的困难.为此,我们将自适应网格的生成方法应用于河口港湾的数值模拟研究,以长江口和杭州湾的水动力学模拟为例,该法较好地克服了均匀网格拟合边界的困难,得到了较合理的计算结果.
1999, 21(4): 106-113.
摘要:
针对波-流相互作用问题中的流速沿水深非线性分布的水流处理方法问题,提出了“等效均匀流”概念和相应理论,使非线性分布的水流作用等效为相应的均匀流作用,从而使问题大大简化.无论是二维顺、逆流问题还是三维波一流斜交折射问题,非均匀流都可以基于本文方法和理论予以近似处理,以采用等效均匀流概念计算的小尺度垂直桩桩的波一流联合作用力计算为例,对该理论和方法的应用作了初步的探讨和验证.
针对波-流相互作用问题中的流速沿水深非线性分布的水流处理方法问题,提出了“等效均匀流”概念和相应理论,使非线性分布的水流作用等效为相应的均匀流作用,从而使问题大大简化.无论是二维顺、逆流问题还是三维波一流斜交折射问题,非均匀流都可以基于本文方法和理论予以近似处理,以采用等效均匀流概念计算的小尺度垂直桩桩的波一流联合作用力计算为例,对该理论和方法的应用作了初步的探讨和验证.
1999, 21(4): 114-120.
摘要:
提出了一种分离斜向入射波和反射波的方法,波浪可以是规则波、不规则波,波向可以任意.在一定的限制条件下,采用两点浪高仪的波浪信号就可将斜向入射波和反射波分离.
提出了一种分离斜向入射波和反射波的方法,波浪可以是规则波、不规则波,波向可以任意.在一定的限制条件下,采用两点浪高仪的波浪信号就可将斜向入射波和反射波分离.
1999, 21(4): 121-124.
摘要:
位于台湾岛西南横跨海峡的台湾浅滩处的水深不足20m(图1),它对于平均水深50m的台湾海峡中的流动有明显的阻塞作用.为了了解台湾暖流在浅滩附近的变化,我们有必要对浅滩阻塞的动力学机制进行深入研究.
位于台湾岛西南横跨海峡的台湾浅滩处的水深不足20m(图1),它对于平均水深50m的台湾海峡中的流动有明显的阻塞作用.为了了解台湾暖流在浅滩附近的变化,我们有必要对浅滩阻塞的动力学机制进行深入研究.
1999, 21(4): 125-130.
摘要:
1997年5月至1998年春季,发生了本世纪以来最强的厄尔尼诺事件.全球许多地区的天气气候出现了显着的异常特征,并诱发了一系列的旱、涝及森林大火等重大灾害,引起了许多国家政府和社会各界的高度关注.厄尔尼诺事件的成因和影响是一个十分复杂的问题,尽管自1950年以来已先后出现过10多次,气象和海洋学家对此也作了大量研究,但迄今对它的认识依然相当有限.对它的成因,近些年来许多研究认为[1,2]:赤道东太平洋的强偏东信风,将洋面表层暖水吹向西太平洋赤道地区堆积形成暖池;由于某种原因,一旦偏东信风张驰(减弱),导致暖池中位能释放,暖水向东回流,赤道东太平洋洋面温度(SST)异常升高,厄尔尼诺发生.
1997年5月至1998年春季,发生了本世纪以来最强的厄尔尼诺事件.全球许多地区的天气气候出现了显着的异常特征,并诱发了一系列的旱、涝及森林大火等重大灾害,引起了许多国家政府和社会各界的高度关注.厄尔尼诺事件的成因和影响是一个十分复杂的问题,尽管自1950年以来已先后出现过10多次,气象和海洋学家对此也作了大量研究,但迄今对它的认识依然相当有限.对它的成因,近些年来许多研究认为[1,2]:赤道东太平洋的强偏东信风,将洋面表层暖水吹向西太平洋赤道地区堆积形成暖池;由于某种原因,一旦偏东信风张驰(减弱),导致暖池中位能释放,暖水向东回流,赤道东太平洋洋面温度(SST)异常升高,厄尔尼诺发生.
1999, 21(4): 131-135.
摘要:
本文根据1994年“向阳红09号”调查船自东太平洋CC区获取的1787号岩心(8°23.49'N、141°56.13'W,水深为5070m,岩心长为810cm),对其中的微体生物(放射虫、硅藻、硅鞭毛藻、抱粉)地层进行了初步探讨.对于不同的分析样品,采取了不同取样间隔,如放射虫每隔5cm取样1个,共采样162个;硅藻每隔8～9cm取样1个,共采样82个;孢粉每隔20cm取样1个,共采样34个.
本文根据1994年“向阳红09号”调查船自东太平洋CC区获取的1787号岩心(8°23.49'N、141°56.13'W,水深为5070m,岩心长为810cm),对其中的微体生物(放射虫、硅藻、硅鞭毛藻、抱粉)地层进行了初步探讨.对于不同的分析样品,采取了不同取样间隔,如放射虫每隔5cm取样1个,共采样162个;硅藻每隔8～9cm取样1个,共采样82个;孢粉每隔20cm取样1个,共采样34个.
1999, 21(4): 136-141.
摘要:
许多动物的成熟卵子的激活都是由受精引起的,精子的刺激引起卵子的皮层反应及减数分裂的完成[1].而对虾的成熟卵子的激活可由海水引起,而无需受精[2～9].在对锐脊单肢虾(Sicyonia ingentis)卵子激活研究中发现,其成熟卵子无论受精与否,在接触海水以后具有相同的激活过程,受精卵和未受精卵的皮层反应及减数分裂的完成没有区别,但未受精卵不能进行正常的卵裂[7].
许多动物的成熟卵子的激活都是由受精引起的,精子的刺激引起卵子的皮层反应及减数分裂的完成[1].而对虾的成熟卵子的激活可由海水引起,而无需受精[2～9].在对锐脊单肢虾(Sicyonia ingentis)卵子激活研究中发现,其成熟卵子无论受精与否,在接触海水以后具有相同的激活过程,受精卵和未受精卵的皮层反应及减数分裂的完成没有区别,但未受精卵不能进行正常的卵裂[7].
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