2000年 第22卷 第6期
2000, 22(6): 1-12.
摘要:
首先分析了杭州湾、长江口冬季余流和物质输运作用的观测特征,提出了几个值得继续研究的问题。然后,利用杭州湾、长江口三维联合模型,综合考虑径流、风应力、密度流、中国东部海域背景环流和M2,S2,K1,O1四个分潮的综合作用,模拟出了冬季的余流结构及其对物质的输运作用。在此基础上,针对所总结的几个问题,进一步作数值模拟,讨论余流和物质输运作用形成的机制。
首先分析了杭州湾、长江口冬季余流和物质输运作用的观测特征,提出了几个值得继续研究的问题。然后,利用杭州湾、长江口三维联合模型,综合考虑径流、风应力、密度流、中国东部海域背景环流和M2,S2,K1,O1四个分潮的综合作用,模拟出了冬季的余流结构及其对物质的输运作用。在此基础上,针对所总结的几个问题,进一步作数值模拟,讨论余流和物质输运作用形成的机制。
2000, 22(6): 13-26.
摘要:
应用1992～1996年的TOPEX/POSEIDON卫星高度计遥感资料,研究了冬、夏季风强盛期多年平均的南海上层环流结构。研究结果表明,南海上层流结构呈明显的季节变化,在很大程度上受该海区冬、夏交替的季风支配。冬季总环流呈气旋型,并发育有两个次海盆尺度气旋型环流;夏季总环流大致呈反气旋型、但在南海东部18°N以南海域未见明显流系发育。研究还表明,南海环流的西向强化趋势明显,无论冬、夏在中南半岛沿岸和巽他陆架外缘均存在急流,其流向冬、夏相反,是南海上层环流中最强劲的一支。鉴于该海流的动力特征与海洋动力学中定义的漂流不同,有相当大的地转成分,建议称为“南海季风急流(South China Sea MonsoonJet)”.冬季南下的季风急流在南海南部受巽他陆架阻挡折向东北,沿加里曼丹岛和巴拉望岛外海有较强东北向流发育。夏季北上的季风急流在海南岛东南分为两支:北支沿陆架北上,似为传统意义上的南海暖流;南支沿18°N向东横穿南海后折向东北;二者之间(陆架坡折附近)为弱流区。两分支在汕头外海汇合后,南海暖流流速增强。就多年平均而言,黑潮只在冬季侵入南海东北部,并在南海北部诱生一个次海盆尺度的气旋型环流,这时南海暖流只出现在汕头以东海域.夏季南海北部完全受东北向流控制,未见黑潮入侵迹象.用卫星跟踪海面漂流浮标观测进行的对比验证表明,以上遥感分析结果与海上观测一致。
应用1992～1996年的TOPEX/POSEIDON卫星高度计遥感资料,研究了冬、夏季风强盛期多年平均的南海上层环流结构。研究结果表明,南海上层流结构呈明显的季节变化,在很大程度上受该海区冬、夏交替的季风支配。冬季总环流呈气旋型,并发育有两个次海盆尺度气旋型环流;夏季总环流大致呈反气旋型、但在南海东部18°N以南海域未见明显流系发育。研究还表明,南海环流的西向强化趋势明显,无论冬、夏在中南半岛沿岸和巽他陆架外缘均存在急流,其流向冬、夏相反,是南海上层环流中最强劲的一支。鉴于该海流的动力特征与海洋动力学中定义的漂流不同,有相当大的地转成分,建议称为“南海季风急流(South China Sea MonsoonJet)”.冬季南下的季风急流在南海南部受巽他陆架阻挡折向东北,沿加里曼丹岛和巴拉望岛外海有较强东北向流发育。夏季北上的季风急流在海南岛东南分为两支:北支沿陆架北上,似为传统意义上的南海暖流;南支沿18°N向东横穿南海后折向东北;二者之间(陆架坡折附近)为弱流区。两分支在汕头外海汇合后,南海暖流流速增强。就多年平均而言,黑潮只在冬季侵入南海东北部,并在南海北部诱生一个次海盆尺度的气旋型环流,这时南海暖流只出现在汕头以东海域.夏季南海北部完全受东北向流控制,未见黑潮入侵迹象.用卫星跟踪海面漂流浮标观测进行的对比验证表明,以上遥感分析结果与海上观测一致。
2000, 22(6): 27-33.
摘要:
本研究采用基于最优控制理论的伴随法,把观测资料同化到陆架海域潮汐数值模型中去,优化开边界条件,提高数值预报的精度。潮汐模型的控制方程为考虑平流项、非线性底摩擦和侧向涡动粘性项的非线性浅水方程组;采用Lagrange乘子法建立了伴随模型。研究分两部分:第一部分即本文,建立非线性浅水方程模型的伴随方程、给出目标函数的梯度,并实现“孪生”数值试验;第二部分另文给出。
本研究采用基于最优控制理论的伴随法,把观测资料同化到陆架海域潮汐数值模型中去,优化开边界条件,提高数值预报的精度。潮汐模型的控制方程为考虑平流项、非线性底摩擦和侧向涡动粘性项的非线性浅水方程组;采用Lagrange乘子法建立了伴随模型。研究分两部分:第一部分即本文,建立非线性浅水方程模型的伴随方程、给出目标函数的梯度,并实现“孪生”数值试验;第二部分另文给出。
2000, 22(6): 34-39.
摘要:
在一个已应用于海洋要素预报的有限区域海面风场预报模式的基础上,以渤海海域为实验海区,研究初始化方案对有限区域海面风场数值预报模式的影响。对“未采用初始化”与“采用初始化”方法进行了预报实验比较,结果表明,初始化方法对有限区域海面风场模式作用明显,尤其是海面风场的开始阶段,主要体现在海风与陆风预报能力的差异上。
在一个已应用于海洋要素预报的有限区域海面风场预报模式的基础上,以渤海海域为实验海区,研究初始化方案对有限区域海面风场数值预报模式的影响。对“未采用初始化”与“采用初始化”方法进行了预报实验比较,结果表明,初始化方法对有限区域海面风场模式作用明显,尤其是海面风场的开始阶段,主要体现在海风与陆风预报能力的差异上。
2000, 22(6): 40-46.
摘要:
海流与海底地形的相互作用导致了海表面的粗糙起伏,从而引起对海面观测的雷达散射截面的变化。在浅海海流速度垂直分布廓线为均匀的假定下,由流体连续性方程和驰豫时间近似下流体力学弱相互作用的理论,已证明雷达散射截面的空间变化正比于海流方向上海流速度变化的梯度。研究了合成孔径雷达(SAR)对海面的观测图像在无槽道信息和海流方向预知条件下,提出用散射系数的二维相关函数确定海流方向。在海流速度和方向已知条件下,推导了由雷达散射截面的空间变化迭推反演浅海水下地形的公式,并研究了航天飞机SIR-CSAR在我香港特区海域的二维图像反演浅海水下地形的应用。
海流与海底地形的相互作用导致了海表面的粗糙起伏,从而引起对海面观测的雷达散射截面的变化。在浅海海流速度垂直分布廓线为均匀的假定下,由流体连续性方程和驰豫时间近似下流体力学弱相互作用的理论,已证明雷达散射截面的空间变化正比于海流方向上海流速度变化的梯度。研究了合成孔径雷达(SAR)对海面的观测图像在无槽道信息和海流方向预知条件下,提出用散射系数的二维相关函数确定海流方向。在海流速度和方向已知条件下,推导了由雷达散射截面的空间变化迭推反演浅海水下地形的公式,并研究了航天飞机SIR-CSAR在我香港特区海域的二维图像反演浅海水下地形的应用。
2000, 22(6): 47-54.
摘要:
根据“中韩黄海水循环及物质通量合作研究”项目的现场调查资料,对黄海冷水域生源要素的分布变化特征及其相互关系进行了探讨。结果表明,黄海冷水团存在期间,上层水体中的营养盐由于浮游植物的摄取而几乎被耗尽,但在密度跃层以下因有机物分解使营养盐再生而逐步累积。溶解氧、pH和叶绿素a的层化现象亦十分明显,并在中层(20～30m)形成最大值层。生源要素断面分布中等值线的起伏趋势或马鞍形形态表明,黄海冷水团中的垂直环流存在将底层冷水向上扩散的趋势。此外,对影响生源要素的含量、分布及其季节变化的因素,以及生源要素之间的相互关系进行了分析探讨。
根据“中韩黄海水循环及物质通量合作研究”项目的现场调查资料,对黄海冷水域生源要素的分布变化特征及其相互关系进行了探讨。结果表明,黄海冷水团存在期间,上层水体中的营养盐由于浮游植物的摄取而几乎被耗尽,但在密度跃层以下因有机物分解使营养盐再生而逐步累积。溶解氧、pH和叶绿素a的层化现象亦十分明显,并在中层(20～30m)形成最大值层。生源要素断面分布中等值线的起伏趋势或马鞍形形态表明,黄海冷水团中的垂直环流存在将底层冷水向上扩散的趋势。此外,对影响生源要素的含量、分布及其季节变化的因素,以及生源要素之间的相互关系进行了分析探讨。
2000, 22(6): 55-62.
摘要:
应用灰色系统理论对海面溢油物理化学性质(蒸发率、溶解率、表面张力、黏度和密度)在风化过程中的变化进行研究,建立了溢油物理化学性质在风化过程中的预测模式GM(1,1)和GM(0,m).结果表明,在风化过程中,溢油物理化学性质的GM(1,1)和GM(0,m)模式预测精度令人满意,皆符合统计学检验的要求;在风化过程中,溢油物理化学性质所具有的灰色相关性可用GM(0,m)模式的灰色辨识参数来表征;在风化过程中,溢油的蒸发率和溶解率可分别用表面张力、黏度和密度作为预报因子。
应用灰色系统理论对海面溢油物理化学性质(蒸发率、溶解率、表面张力、黏度和密度)在风化过程中的变化进行研究,建立了溢油物理化学性质在风化过程中的预测模式GM(1,1)和GM(0,m).结果表明,在风化过程中,溢油物理化学性质的GM(1,1)和GM(0,m)模式预测精度令人满意,皆符合统计学检验的要求;在风化过程中,溢油物理化学性质所具有的灰色相关性可用GM(0,m)模式的灰色辨识参数来表征;在风化过程中,溢油的蒸发率和溶解率可分别用表面张力、黏度和密度作为预报因子。
2000, 22(6): 63-72.
摘要:
利用电子探针对冲绳海槽133站位玄武岩的斑晶矿物、基质以及斑晶矿物中关晶石包体和岩浆包裹体作了化学主成分分析,结果表明,该站位玄武岩属橄榄玄武岩,岩石中斑晶矿物由培长石、普通辉石、贵橄榄石和磁铁矿组成,尚见有少量外来的脉石英碎块,基质成分由拉长石微晶和玻璃组成。培长石和贵橄榄石中含有玻璃质岩浆包裹体和铬镁尖晶石或铬镁铁尖晶石包体。尖晶石的化学成分证明它是地幔部分熔融成因的。岩浆包裹体代表了一种原生的碱性橄榄玄武岩浆,其化学成分相当于橄榄辉长岩。该站位的玄武岩浆起源于上地幔尖晶二辉橄榄岩的部分熔融,并沿着“碱性橄榄玄武岩浆-粗面玄武岩浆-玄武质粗面岩浆-粗面岩浆”方向演化,每一阶段的岩浆在上升过程中都不同程度地受到地壳物质的同化和混染作用。
利用电子探针对冲绳海槽133站位玄武岩的斑晶矿物、基质以及斑晶矿物中关晶石包体和岩浆包裹体作了化学主成分分析,结果表明,该站位玄武岩属橄榄玄武岩,岩石中斑晶矿物由培长石、普通辉石、贵橄榄石和磁铁矿组成,尚见有少量外来的脉石英碎块,基质成分由拉长石微晶和玻璃组成。培长石和贵橄榄石中含有玻璃质岩浆包裹体和铬镁尖晶石或铬镁铁尖晶石包体。尖晶石的化学成分证明它是地幔部分熔融成因的。岩浆包裹体代表了一种原生的碱性橄榄玄武岩浆,其化学成分相当于橄榄辉长岩。该站位的玄武岩浆起源于上地幔尖晶二辉橄榄岩的部分熔融,并沿着“碱性橄榄玄武岩浆-粗面玄武岩浆-玄武质粗面岩浆-粗面岩浆”方向演化,每一阶段的岩浆在上升过程中都不同程度地受到地壳物质的同化和混染作用。
2000, 22(6): 73-80.
摘要:
20世纪70年代以来,在南海中部海区开展了各种地震调查,为研究盖层和基底发育、断裂和岩浆活动、海盆成生演化提供了重要依据。在对南海中部海区4112km48道反射地震资料解释的基础上,识别出了T1,T2,T4,T6,Tg等五个反射界面;识别出了I～V五套地震反射层组,推测时代分别为上新世-第四纪、中新世晚期、中新世早-中期、渐新世和前渐新世。层组I～Ⅱ全区广布。在陆坡、岛坡区,层组Ⅲ以下层组主要见于断陷中;在深海盆,层组Ⅲ分布仍较广,除了在深海盆北段见到层组Ⅳ外,在西南次海盆剖面两缘也见到该层组。在东部次海盆剖面中还不同程度见到了双程反射时间为8.4～8.7s的莫霍面反射,埋深为10～12km,地壳厚度为6～8km.西南次海盆水深和新生界基底埋深均比深海盆北段除外的东部次海盆深,分别为4000-4300和5200～5500m.根据年龄和基底深度关系经验公式,计算西南次海盆基底年龄为距今51～39Ma.地震反射层组解释和年龄一基底深度关系计算表明,西南次海盆形成并非晚于东部次海盆,而是同时或早于东部次海盆。
20世纪70年代以来,在南海中部海区开展了各种地震调查,为研究盖层和基底发育、断裂和岩浆活动、海盆成生演化提供了重要依据。在对南海中部海区4112km48道反射地震资料解释的基础上,识别出了T1,T2,T4,T6,Tg等五个反射界面;识别出了I～V五套地震反射层组,推测时代分别为上新世-第四纪、中新世晚期、中新世早-中期、渐新世和前渐新世。层组I～Ⅱ全区广布。在陆坡、岛坡区,层组Ⅲ以下层组主要见于断陷中;在深海盆,层组Ⅲ分布仍较广,除了在深海盆北段见到层组Ⅳ外,在西南次海盆剖面两缘也见到该层组。在东部次海盆剖面中还不同程度见到了双程反射时间为8.4～8.7s的莫霍面反射,埋深为10～12km,地壳厚度为6～8km.西南次海盆水深和新生界基底埋深均比深海盆北段除外的东部次海盆深,分别为4000-4300和5200～5500m.根据年龄和基底深度关系经验公式,计算西南次海盆基底年龄为距今51～39Ma.地震反射层组解释和年龄一基底深度关系计算表明,西南次海盆形成并非晚于东部次海盆,而是同时或早于东部次海盆。
2000, 22(6): 81-87.
摘要:
围隔实验和在围隔内进行的其他实验结果表明,台湾红罗非鱼(简称罗非鱼)对食物的选择性及其生态学效应与食物资源状况有关。放养罗非鱼的围隔中浮游植物生物量和生产力往往较高,但罗非鱼密度超过8000尾/hm2后可明显压制海洋原甲藻等大型鞭毛藻类。当罗非鱼食物丰富时其对围隔中桡足类的压制作用相对较弱,当其他食物资源缺乏时往往选择捕食个体较大的桡足类。放养罗非鱼对围隔水中氮浓度和COD的影响较小,但加快了磷的循环,罗非鱼密度超过8000尾/hm2的围隔中PO4-P浓度明显高于对照围隔。
围隔实验和在围隔内进行的其他实验结果表明,台湾红罗非鱼(简称罗非鱼)对食物的选择性及其生态学效应与食物资源状况有关。放养罗非鱼的围隔中浮游植物生物量和生产力往往较高,但罗非鱼密度超过8000尾/hm2后可明显压制海洋原甲藻等大型鞭毛藻类。当罗非鱼食物丰富时其对围隔中桡足类的压制作用相对较弱,当其他食物资源缺乏时往往选择捕食个体较大的桡足类。放养罗非鱼对围隔水中氮浓度和COD的影响较小,但加快了磷的循环,罗非鱼密度超过8000尾/hm2的围隔中PO4-P浓度明显高于对照围隔。
2000, 22(6): 88-94.
摘要:
用饵料浓度差减法和排粪率法研究中华哲水蚤(Calanus sinicus)在饵料(青岛大扁藻、新月菱形藻)浓度从1500到350000个/cm3时摄食率的变化。实验证明中华哲水蚤具有很强的摄食潜力,摄食率在实验饵料浓度范围内一直在增加,在较低的饵料浓度(如青岛大扁藻4000个/cm3)下停止摄食。
用饵料浓度差减法和排粪率法研究中华哲水蚤(Calanus sinicus)在饵料(青岛大扁藻、新月菱形藻)浓度从1500到350000个/cm3时摄食率的变化。实验证明中华哲水蚤具有很强的摄食潜力,摄食率在实验饵料浓度范围内一直在增加,在较低的饵料浓度(如青岛大扁藻4000个/cm3)下停止摄食。
2000, 22(6): 95-101.
摘要:
1994～1999年在厦门海域进行84航次中华白海豚船只跟踪和照像,记录392只次。设20个监视站,进行239个月的逐日观察,记录12624只次。整个厦门海域700km2均有中华白海豚分布,它可溯河至近淡水的河道,但不游出外海。厦门西港和同安湾口内的近岸最多,跃出海面的次数有明显的季节差异,4～5月最多。厦门海域中华白海豚数量估计不足100只,仅40只左右有确切记录。种群数量目前仍有减少趋势,因而应就地和迁地保护并举,加强对这种国家一级保护物种的保护。
1994～1999年在厦门海域进行84航次中华白海豚船只跟踪和照像,记录392只次。设20个监视站,进行239个月的逐日观察,记录12624只次。整个厦门海域700km2均有中华白海豚分布,它可溯河至近淡水的河道,但不游出外海。厦门西港和同安湾口内的近岸最多,跃出海面的次数有明显的季节差异,4～5月最多。厦门海域中华白海豚数量估计不足100只,仅40只左右有确切记录。种群数量目前仍有减少趋势,因而应就地和迁地保护并举,加强对这种国家一级保护物种的保护。
2000, 22(6): 102-109.
摘要:
将计算区域Ω划分为内域Ω1和外域Ω2(Ω2=Ω-Ω1),外域控制方程采用改进线性频散特性的二维Boussinesq方程,用预报一校正法数值求解;结构物附近的内域控制方程为三维Navier-Stokes方程,由VOF方法数值求解。通过在外域和内域相匹配的交界面上设置合适的速度和波面边界条件,建立了三维非线性波浪时域计算的耦合模型。模拟试验表明:(1)耦合模型数值波浪水池可以产生稳定的、重复性较好的波动过程;(2)用耦合模型数值波浪水池求解较大浅水区域上的非线性波浪数值计算问题可以取得较高的计算效率,同时又能得出结构物附近的复杂流场。
将计算区域Ω划分为内域Ω1和外域Ω2(Ω2=Ω-Ω1),外域控制方程采用改进线性频散特性的二维Boussinesq方程,用预报一校正法数值求解;结构物附近的内域控制方程为三维Navier-Stokes方程,由VOF方法数值求解。通过在外域和内域相匹配的交界面上设置合适的速度和波面边界条件,建立了三维非线性波浪时域计算的耦合模型。模拟试验表明:(1)耦合模型数值波浪水池可以产生稳定的、重复性较好的波动过程;(2)用耦合模型数值波浪水池求解较大浅水区域上的非线性波浪数值计算问题可以取得较高的计算效率,同时又能得出结构物附近的复杂流场。
2000, 22(6): 110-116.
摘要:
将波浪辐射应力与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来,提出了一种计算辐射应力的新方法,并用有限差分法对控制方程进行了数值求解。数值结果表明这种方法精度高、编程简单、求解快速,可用于实际大区域波浪辐射应力的计算。
将波浪辐射应力与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来,提出了一种计算辐射应力的新方法,并用有限差分法对控制方程进行了数值求解。数值结果表明这种方法精度高、编程简单、求解快速,可用于实际大区域波浪辐射应力的计算。
2000, 22(6): 117-123.
摘要:
通过海冰生消机理和数值试验,讨论了渤海海冰特征厚度的存在条件;对不同厚度的海冰表面温度、冰面热量收支、冰面下热传导和太阳辐射透射量进行了对比分析,分析了渤海海冰向特征冰厚的动态演化过程;在不同气温、风速、相对湿度和海洋热通量等气象和水文条件下,对渤海特征冰厚进行了计算;讨论了海冰生消的动态平衡过程,分析了1997/1998年冬季辽东湾JZ20-2海域实测冰厚与特征冰厚的相互关系。对渤海特征冰厚分析将有助于渤海海冰数值模拟工作的开展和对不同重现期设计冰厚的推算。
通过海冰生消机理和数值试验,讨论了渤海海冰特征厚度的存在条件;对不同厚度的海冰表面温度、冰面热量收支、冰面下热传导和太阳辐射透射量进行了对比分析,分析了渤海海冰向特征冰厚的动态演化过程;在不同气温、风速、相对湿度和海洋热通量等气象和水文条件下,对渤海特征冰厚进行了计算;讨论了海冰生消的动态平衡过程,分析了1997/1998年冬季辽东湾JZ20-2海域实测冰厚与特征冰厚的相互关系。对渤海特征冰厚分析将有助于渤海海冰数值模拟工作的开展和对不同重现期设计冰厚的推算。
2000, 22(6): 124-130.
摘要:
对“雪暴”这种天气,国内外有不同的称谓有的国家称为高吹雪,也有人称为暴风雪.日本称为地吹雪,我国高寒的东北地区称之为“烟炮大雪”.现在我们按中气象局规定统一称为“雪暴”.它的定义是:大风席卷着飞雪,垂直高度从几米到几百米,水平能见度从小于1 000 m到小于10 m,很难辨认出当时的雪是从天降下的,还是风吹起的。
对“雪暴”这种天气,国内外有不同的称谓有的国家称为高吹雪,也有人称为暴风雪.日本称为地吹雪,我国高寒的东北地区称之为“烟炮大雪”.现在我们按中气象局规定统一称为“雪暴”.它的定义是:大风席卷着飞雪,垂直高度从几米到几百米,水平能见度从小于1 000 m到小于10 m,很难辨认出当时的雪是从天降下的,还是风吹起的。
2000, 22(6): 131-135.
摘要:
蓝藻是一种原核藻类,其结构和遗传复杂性同革兰氏阴性菌相似,具有独立的遗传结构—质粒和天然的转化和重组系统,所以蓝藻不仅是植物光合作用、叶绿体起源和植物进化研究的理想材料,还可能成为高等植物基因表达的重要宿主[1]。
蓝藻是一种原核藻类,其结构和遗传复杂性同革兰氏阴性菌相似,具有独立的遗传结构—质粒和天然的转化和重组系统,所以蓝藻不仅是植物光合作用、叶绿体起源和植物进化研究的理想材料,还可能成为高等植物基因表达的重要宿主[1]。
2000, 22(6): 136-140.
摘要:
海洋小型底栖生物是海洋生态环境中一重要生物类群,在海洋环境中表现出种类繁多、数量大、生命周期短、生产量高等特点,是底栖生物食物链中不可忽视的一环,在生态系统的能量转换中具有重要作用,已在生态研究中把它作为重要的研究对象。
海洋小型底栖生物是海洋生态环境中一重要生物类群,在海洋环境中表现出种类繁多、数量大、生命周期短、生产量高等特点,是底栖生物食物链中不可忽视的一环,在生态系统的能量转换中具有重要作用,已在生态研究中把它作为重要的研究对象。
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