2001年 第23卷 第6期
2001, 23(6): 1-10.
摘要:
用一个三维、自由表面、原始方程模式对南海环流进行了计算.计算结果表明:黑潮在巴士海峡以西呈一反气旋弯曲流动路径,有一相对高温高盐的水舌从巴士海峡伸入南海,表明有部分黑潮水侵入南海.冬季南海的一些观测事实在模式结果里得到了很好的反映,像冬季逆风向东北方向流动的“南海暖流”和一些中尺度涡旋.同时还分析了巴士海峡沿120.75°E断面的流速和盐度的垂直结构,并同观测结果进行了比较.根据模式结果,我们还进一步讨论了“南海暖流”的形成和驱动机制.
用一个三维、自由表面、原始方程模式对南海环流进行了计算.计算结果表明:黑潮在巴士海峡以西呈一反气旋弯曲流动路径,有一相对高温高盐的水舌从巴士海峡伸入南海,表明有部分黑潮水侵入南海.冬季南海的一些观测事实在模式结果里得到了很好的反映,像冬季逆风向东北方向流动的“南海暖流”和一些中尺度涡旋.同时还分析了巴士海峡沿120.75°E断面的流速和盐度的垂直结构,并同观测结果进行了比较.根据模式结果,我们还进一步讨论了“南海暖流”的形成和驱动机制.
2001, 23(6): 11-23.
摘要:
将Casulli差分格式引入三维物理海洋模型计算,模拟了北部湾风生流及密度流.模拟结果表明,夏季西南季风在北部湾导致一个顺时针环流,夏季海水密度梯度导致一个逆时针方向的环流,密度流明显强于风生流;冬季东北寒潮导致一个逆时针环流.模拟结果不支持北部湾夏季为一顺时针环流、冬季为逆时针环流的传统结论,而支持终年为逆时针环流的观点.
将Casulli差分格式引入三维物理海洋模型计算,模拟了北部湾风生流及密度流.模拟结果表明,夏季西南季风在北部湾导致一个顺时针环流,夏季海水密度梯度导致一个逆时针方向的环流,密度流明显强于风生流;冬季东北寒潮导致一个逆时针环流.模拟结果不支持北部湾夏季为一顺时针环流、冬季为逆时针环流的传统结论,而支持终年为逆时针环流的观点.
2001, 23(6): 24-31.
摘要:
在多年观测资料基础上,以月平均风应力和周平均海表水温(SST)作为外强迫,对黄海、渤海热结构进行了数值模拟.模拟结果显示渤海的热结构特征自10月至翌年3月为水温垂直均一的冬季型;5～8月为分层结构(由上混合层、跃层、潮混合层组成)的夏季型.4月和9月为两型的过渡期,最低水温出现在2月,最高水温表层出现在8月,底层则在9～10月.黄海沿岸浅水区与渤海有相似的热结构,黄海冷水团和黄海暖流对其中央槽深水区的热结构有重要影响.对底层水的影响而言,前者夏季显著而后者冬季显著,从而导致黄海(槽)的底层水与环境相比呈现夏季冷而冬季暖的特征,底层水温基本上与表面水温的年变化反相;深水区的热结构与渤海相比,均一型结构(1～3月)变短,分层型结构(5～11月)变长,底温年变幅(5℃以内)变小,跃层强度增强.模拟结果还表明,黄海暖流的动力仍然是季风环流,而对黄海冷水团的形成和发展有无动力影响提出质疑.
在多年观测资料基础上,以月平均风应力和周平均海表水温(SST)作为外强迫,对黄海、渤海热结构进行了数值模拟.模拟结果显示渤海的热结构特征自10月至翌年3月为水温垂直均一的冬季型;5～8月为分层结构(由上混合层、跃层、潮混合层组成)的夏季型.4月和9月为两型的过渡期,最低水温出现在2月,最高水温表层出现在8月,底层则在9～10月.黄海沿岸浅水区与渤海有相似的热结构,黄海冷水团和黄海暖流对其中央槽深水区的热结构有重要影响.对底层水的影响而言,前者夏季显著而后者冬季显著,从而导致黄海(槽)的底层水与环境相比呈现夏季冷而冬季暖的特征,底层水温基本上与表面水温的年变化反相;深水区的热结构与渤海相比,均一型结构(1～3月)变短,分层型结构(5～11月)变长,底温年变幅(5℃以内)变小,跃层强度增强.模拟结果还表明,黄海暖流的动力仍然是季风环流,而对黄海冷水团的形成和发展有无动力影响提出质疑.
2001, 23(6): 32-39.
摘要:
建立了一个地震海啸数值模式,模式包含越洋海啸传播部分和近岸海啸变形部分,在越洋海啸传播部分中采用线性浅水方程,使用蛙跃格式求解,并且选择合适的空间步长与时间步长,使差分格式中产生的数值频散与包辛尼斯克方程中的物理频散一致,这样在不影响海啸数值计算精度的前提下,节省了计算机的机时与内存.在近岸海啸变形部分的计算中,考虑了非线性对流项与海底摩擦项.同时该模式采用了多重网格嵌套技术,提高了所关心地区的计算精度.利用这个地震海啸模式模拟了1994年发生在台湾海峡的一次地震海啸,结果与观测记录较吻合.这个模型已用于我国沿海核电站可能最大地震海啸的数值计算.
建立了一个地震海啸数值模式,模式包含越洋海啸传播部分和近岸海啸变形部分,在越洋海啸传播部分中采用线性浅水方程,使用蛙跃格式求解,并且选择合适的空间步长与时间步长,使差分格式中产生的数值频散与包辛尼斯克方程中的物理频散一致,这样在不影响海啸数值计算精度的前提下,节省了计算机的机时与内存.在近岸海啸变形部分的计算中,考虑了非线性对流项与海底摩擦项.同时该模式采用了多重网格嵌套技术,提高了所关心地区的计算精度.利用这个地震海啸模式模拟了1994年发生在台湾海峡的一次地震海啸,结果与观测记录较吻合.这个模型已用于我国沿海核电站可能最大地震海啸的数值计算.
2001, 23(6): 40-50.
摘要:
以中国首次北极科学考察采用国内外海冰、大气和海洋的先进观测设备,获得海、陆、空的同步或准同步观测资料为基础,重点研究北冰洋的海雾.发现在北冰洋大范围被海冰覆盖或冰水相间的洋面上,能够形成平流雾、辐射雾和蒸汽雾.每种海雾的特点和形成的物理机制不同.在北冰洋的南部,由于暖湿气流充分,易形成持续时间长、浓度大的平流雾;在冰盖和大浮冰块上,由于冰雪面的强辐射冷却,容易形成稳定的辐射雾;在浮冰区能够形成像开锅的蒸汽一样的蒸汽雾.指出在北冰洋形成多种海雾原因是海冰的分布及独特的物理特性造成下垫面性质的复杂化,产生的海气相互作用复杂化的结果,特别是冰雪面的反照率高,不能吸收极昼期充足的太阳辐射.冰又是热的不良导体,成为海气热交换的屏障,在浮冰区由于冰屏障的破碎,海气交换活跃.海洋以潜热的形式向大气输送热量,以蒸汽雾的形式反映出海气热交换的程度和对气候影响的一种表现形式.提出在蒸汽雾发生的过程中,海洋以感热的形式向大气输送热量.
以中国首次北极科学考察采用国内外海冰、大气和海洋的先进观测设备,获得海、陆、空的同步或准同步观测资料为基础,重点研究北冰洋的海雾.发现在北冰洋大范围被海冰覆盖或冰水相间的洋面上,能够形成平流雾、辐射雾和蒸汽雾.每种海雾的特点和形成的物理机制不同.在北冰洋的南部,由于暖湿气流充分,易形成持续时间长、浓度大的平流雾;在冰盖和大浮冰块上,由于冰雪面的强辐射冷却,容易形成稳定的辐射雾;在浮冰区能够形成像开锅的蒸汽一样的蒸汽雾.指出在北冰洋形成多种海雾原因是海冰的分布及独特的物理特性造成下垫面性质的复杂化,产生的海气相互作用复杂化的结果,特别是冰雪面的反照率高,不能吸收极昼期充足的太阳辐射.冰又是热的不良导体,成为海气热交换的屏障,在浮冰区由于冰屏障的破碎,海气交换活跃.海洋以潜热的形式向大气输送热量,以蒸汽雾的形式反映出海气热交换的程度和对气候影响的一种表现形式.提出在蒸汽雾发生的过程中,海洋以感热的形式向大气输送热量.
2001, 23(6): 51-58.
摘要:
给出一种动力诊断获取渤海海面风场的简便方法.首先建立一个简单的水平二维地面风场诊断模式,根据由微机支持的数字化仪输入的地面格点气压场,诊断出地面风场;然后利用渤海沿岸和岛屿海洋观测站(含石油平台站)实测风资料,运用简单的资料同化方法(张驰逼近方法)对诊断风场进行调整,从而得到渤海海面风场.结果表明,此方法简便有效.
给出一种动力诊断获取渤海海面风场的简便方法.首先建立一个简单的水平二维地面风场诊断模式,根据由微机支持的数字化仪输入的地面格点气压场,诊断出地面风场;然后利用渤海沿岸和岛屿海洋观测站(含石油平台站)实测风资料,运用简单的资料同化方法(张驰逼近方法)对诊断风场进行调整,从而得到渤海海面风场.结果表明,此方法简便有效.
2001, 23(6): 59-75.
摘要:
讨论了在冲绳海槽伊平屋海岭和南奄西海丘两处海底热液喷出口附近海水中的铀系子体放射性核素210Pb和210Po浓度的垂直分布剖面.在伊平屋海岭,甲烷及222Rn的数据表明海底热液活动不强,总210Pb和210Po放射性均低于它们各自母体的放射性,210Pb和210Po在海水中的平均停留时间分别为20和2～5a,而在以“黑色烟雾”为特征的海底热液活动强烈的南奄西海丘,在”烟雾”中的总210Pb含量(0.167×10-3～2.50×10-3Bq/kg)相对其母体226Ra贫乏,而总210Po含量(1.83×10-3～2.83×10-3Bq/kg)则相对其母体210Pb过剩.该处海水中的210Po的放射性高于东海陆架区及冲绳海槽其他海区,并且显示了210Po过剩.210Pb/226Ra以及210Po/210Pb放射性比值的范围分别为0.1～0.4和1.1～7.8.在热液扩散带中210Pb被优先从海水中清除.控制南奄西海丘海水中210Pb浓度的可能机制涉及到210Pb通过扩散作用的横向输送.在热液扩散带中高210Po/210Pb放射性比值表明210Pb的耗尽及210Po从海底热液喷出口的加入.
讨论了在冲绳海槽伊平屋海岭和南奄西海丘两处海底热液喷出口附近海水中的铀系子体放射性核素210Pb和210Po浓度的垂直分布剖面.在伊平屋海岭,甲烷及222Rn的数据表明海底热液活动不强,总210Pb和210Po放射性均低于它们各自母体的放射性,210Pb和210Po在海水中的平均停留时间分别为20和2～5a,而在以“黑色烟雾”为特征的海底热液活动强烈的南奄西海丘,在”烟雾”中的总210Pb含量(0.167×10-3～2.50×10-3Bq/kg)相对其母体226Ra贫乏,而总210Po含量(1.83×10-3～2.83×10-3Bq/kg)则相对其母体210Pb过剩.该处海水中的210Po的放射性高于东海陆架区及冲绳海槽其他海区,并且显示了210Po过剩.210Pb/226Ra以及210Po/210Pb放射性比值的范围分别为0.1～0.4和1.1～7.8.在热液扩散带中210Pb被优先从海水中清除.控制南奄西海丘海水中210Pb浓度的可能机制涉及到210Pb通过扩散作用的横向输送.在热液扩散带中高210Po/210Pb放射性比值表明210Pb的耗尽及210Po从海底热液喷出口的加入.
2001, 23(6): 76-84.
摘要:
用HPGeγ谱仪测定了南海东北部表层沉积物中的放射性核素.结果给出7种核素的平均比活度分别为40K:538Bq/kg,210Pb:116Bq/kg,226Ra:27.7Bq/kg,228Ra:4.49Bq/kg,228Th:42.0Bq/kg,238U:35.4Bq/kg和137Cs:1.16Bq/kg,210Pb的比活度随离岸距离增大,226Ra比活度随离岸距离没有明显变化,其余核素比活度随离岸距离减小.与对我国近海其他海域报道的沉积物放射性核素含量相比,40K和137Cs稍低于其他海域,其余核素为中等水平.
用HPGeγ谱仪测定了南海东北部表层沉积物中的放射性核素.结果给出7种核素的平均比活度分别为40K:538Bq/kg,210Pb:116Bq/kg,226Ra:27.7Bq/kg,228Ra:4.49Bq/kg,228Th:42.0Bq/kg,238U:35.4Bq/kg和137Cs:1.16Bq/kg,210Pb的比活度随离岸距离增大,226Ra比活度随离岸距离没有明显变化,其余核素比活度随离岸距离减小.与对我国近海其他海域报道的沉积物放射性核素含量相比,40K和137Cs稍低于其他海域,其余核素为中等水平.
2001, 23(6): 85-93.
摘要:
通过对白令海和北冰洋楚科奇海39个表层沉积样品中有孔虫的定量分析,发现表层沉积中浮游有孔虫稀少可能与该区表层生产力低、碳酸盐溶解作用较强有关,而底栖有孔虫的分布则主要受表层初级生产力以及与水深相关的碳酸盐溶解作用和水团性质所控制,其中北冰洋楚科奇海陆架区有孔虫以Elphidium spp.组合和Nonionella robusta组合为主,丰度和分异度低,受北冰洋沿岸水团控制;白令海陆坡区有孔虫以Uvigerina peregrina-Globobulimina affinis组合为主,含N.robusta较多,丰度和分异度相对高,受太平洋中层和深层水团控制,但该区碳酸盐溶跃层和补偿深度(CCD)相对浅,约分别位于2000和3800m处.此外,白令海陆坡上部表层沉积中含有北冰洋陆坡区典型深水底栖有孔虫种Stetsonia arctica,说明白令海峡两侧的海区曾有深部水交流.
通过对白令海和北冰洋楚科奇海39个表层沉积样品中有孔虫的定量分析,发现表层沉积中浮游有孔虫稀少可能与该区表层生产力低、碳酸盐溶解作用较强有关,而底栖有孔虫的分布则主要受表层初级生产力以及与水深相关的碳酸盐溶解作用和水团性质所控制,其中北冰洋楚科奇海陆架区有孔虫以Elphidium spp.组合和Nonionella robusta组合为主,丰度和分异度低,受北冰洋沿岸水团控制;白令海陆坡区有孔虫以Uvigerina peregrina-Globobulimina affinis组合为主,含N.robusta较多,丰度和分异度相对高,受太平洋中层和深层水团控制,但该区碳酸盐溶跃层和补偿深度(CCD)相对浅,约分别位于2000和3800m处.此外,白令海陆坡上部表层沉积中含有北冰洋陆坡区典型深水底栖有孔虫种Stetsonia arctica,说明白令海峡两侧的海区曾有深部水交流.
2001, 23(6): 94-100.
摘要:
对中国多金属结核开辟区沉积物的详细研究表明,研究区内沉积物处于氧化至弱氧化环境,两种色调的沉积物在粒度分布特征以及化学组成上都存在着显著的差异,它们是不同沉积环境的反应.不同色调之间的界面为一沉积间断面.沉积物中的铁和锰具有不同的来源,铁可能以岩源碎屑为主,而锰则更可能是自生成因.钙和镁以生物成因为主.
对中国多金属结核开辟区沉积物的详细研究表明,研究区内沉积物处于氧化至弱氧化环境,两种色调的沉积物在粒度分布特征以及化学组成上都存在着显著的差异,它们是不同沉积环境的反应.不同色调之间的界面为一沉积间断面.沉积物中的铁和锰具有不同的来源,铁可能以岩源碎屑为主,而锰则更可能是自生成因.钙和镁以生物成因为主.
2001, 23(6): 101-107.
摘要:
1997年6～8月于山东省海阳市黄海集团公司养虾场,用5个实验围隔研究了对虾池不同粒级浮游生物的呼吸率和初级生产率.结果表明:(1)小型、微型及超微型浮游生物的呼吸率平均分别为0.07,0.38及0.31mg/(dm3·d),占各粒级浮游生物总呼吸率的9%,50%及41%.小型、微型及超微型浮游植物的生产率平均分别为0.04,1.26及0.15mg/(dm3·d),占相应粒级浮游植物总生产率的3%,87%及10%.各粒级浮游生物呼吸率占相应粒级浮游植物生产率的比例为:小型浮游生物175%;微型浮游生物30%;超微型浮游生物207%.(2)小型浮游动物、超微型浮游动物(含细菌)的呼吸率显著高于相应粒级浮游植物呼吸率,微型浮游植物的呼吸率明显高于微型浮游动物呼吸率.不同粒级浮游植物呼吸率的大小顺序为微型、超微型、小型,不同粒级浮游动物呼吸率顺序为超微型(含细菌)、微型、小型.
1997年6～8月于山东省海阳市黄海集团公司养虾场,用5个实验围隔研究了对虾池不同粒级浮游生物的呼吸率和初级生产率.结果表明:(1)小型、微型及超微型浮游生物的呼吸率平均分别为0.07,0.38及0.31mg/(dm3·d),占各粒级浮游生物总呼吸率的9%,50%及41%.小型、微型及超微型浮游植物的生产率平均分别为0.04,1.26及0.15mg/(dm3·d),占相应粒级浮游植物总生产率的3%,87%及10%.各粒级浮游生物呼吸率占相应粒级浮游植物生产率的比例为:小型浮游生物175%;微型浮游生物30%;超微型浮游生物207%.(2)小型浮游动物、超微型浮游动物(含细菌)的呼吸率显著高于相应粒级浮游植物呼吸率,微型浮游植物的呼吸率明显高于微型浮游动物呼吸率.不同粒级浮游植物呼吸率的大小顺序为微型、超微型、小型,不同粒级浮游动物呼吸率顺序为超微型(含细菌)、微型、小型.
2001, 23(6): 108-113.
摘要:
1996～1997和1999年在浙江省乐清市东发水产育苗场和福建省宁德市四海水产育苗场分别研究了海水温度和盐度对泥蚶浮游幼虫和稚贝生长及存活的影响,结果表明,泥蚶浮游幼虫的适宜温度为25～33℃,最适生长温度为28～30℃.稚贝的适宜温度为15～35℃,最适生长温度为25～30℃.浮游幼虫的适宜盐度为16.54～30.02,最适生长盐度为1654～23.38;稚贝的适宜盐度为10.01～30.02,最适生长盐度为10.01～23.38.泥蚶幼虫和稚贝对高温和低盐海水有较强的适应能力,这与它们夏季的繁殖期和自然分布于内湾河口区是相适应的.
1996～1997和1999年在浙江省乐清市东发水产育苗场和福建省宁德市四海水产育苗场分别研究了海水温度和盐度对泥蚶浮游幼虫和稚贝生长及存活的影响,结果表明,泥蚶浮游幼虫的适宜温度为25～33℃,最适生长温度为28～30℃.稚贝的适宜温度为15～35℃,最适生长温度为25～30℃.浮游幼虫的适宜盐度为16.54～30.02,最适生长盐度为1654～23.38;稚贝的适宜盐度为10.01～30.02,最适生长盐度为10.01～23.38.泥蚶幼虫和稚贝对高温和低盐海水有较强的适应能力,这与它们夏季的繁殖期和自然分布于内湾河口区是相适应的.
2001, 23(6): 114-119.
摘要:
用硫酸苯酚法和实验动物模型检测分离于厦门海区潮间带的996株海洋放线菌胞外多糖产量和体内外免疫增强活性.结果表明,33%的海洋放线菌粗多糖产量大于3g/dm3;在粗多糖产量高的海洋放线菌中有3株菌株的胞外多糖在体内外均具有较好的免疫增强活性,其中链霉菌(Streptomyces sp.)2305菌株的胞外多糖具有较高的非特异性、细胞及体液免疫增强活性.研究结果表明海洋放线菌胞外多糖是免疫调节剂开发的重要资源.
用硫酸苯酚法和实验动物模型检测分离于厦门海区潮间带的996株海洋放线菌胞外多糖产量和体内外免疫增强活性.结果表明,33%的海洋放线菌粗多糖产量大于3g/dm3;在粗多糖产量高的海洋放线菌中有3株菌株的胞外多糖在体内外均具有较好的免疫增强活性,其中链霉菌(Streptomyces sp.)2305菌株的胞外多糖具有较高的非特异性、细胞及体液免疫增强活性.研究结果表明海洋放线菌胞外多糖是免疫调节剂开发的重要资源.
2001, 23(6): 120-127.
摘要:
渤海1998年9月航次的调查结果.小型底栖生物总平均丰度为(8688±5097)个/m2,底栖桡足类居第2位,平均丰度为(663±569)个/m2,占总数量的76%.根据77种底栖桡足类丰度所做的聚类和标序分析将渤海20个站位划分为4个组合.根据11种环境因子数据所做的聚类和主成分分析将研究海域划分为两个生境、4个亚区.对研究海域进行的分区与自然分区是基本一致的.支配研究海域底栖桡足类群落结构的主要环境因子是水深和沉积物粒度.
渤海1998年9月航次的调查结果.小型底栖生物总平均丰度为(8688±5097)个/m2,底栖桡足类居第2位,平均丰度为(663±569)个/m2,占总数量的76%.根据77种底栖桡足类丰度所做的聚类和标序分析将渤海20个站位划分为4个组合.根据11种环境因子数据所做的聚类和主成分分析将研究海域划分为两个生境、4个亚区.对研究海域进行的分区与自然分区是基本一致的.支配研究海域底栖桡足类群落结构的主要环境因子是水深和沉积物粒度.
2001, 23(6): 128-132.
摘要:
从厦门海区潮间带江蓠植物中分离到一株链霉菌,其发酵液经体外MTT法和BIA法(生化诱导法)测定,表明具有很高的抑制肿瘤活性,该菌的生物量和抑癌活性与海水基质有关.对分类学特征的研究显示,该菌不同于目前已知的其他放线菌种类,将该菌定为公牛链霉菌海洋变种(Streptomyces tauricus var.marinus).
从厦门海区潮间带江蓠植物中分离到一株链霉菌,其发酵液经体外MTT法和BIA法(生化诱导法)测定,表明具有很高的抑制肿瘤活性,该菌的生物量和抑癌活性与海水基质有关.对分类学特征的研究显示,该菌不同于目前已知的其他放线菌种类,将该菌定为公牛链霉菌海洋变种(Streptomyces tauricus var.marinus).
2001, 23(6): 133-142.
摘要:
应用透空壁内流体速度与两壁间压力差成正比的线性模型和特征函数展开方法,建立了外壁上部开孔并带有内柱的圆筒结构对波浪绕射的解析解.通过数值计算研究了外壁开孔率的大小、圆筒与内柱半径之比、筒内水深等因素对圆筒上总的波浪作用力和圆筒周围波浪高度的影响.经数值研究发现随着外壁开孔率的增大圆筒迎浪端的波浪高度和圆筒结构上总的波浪力明显减小,外壁孔隙特性G虚部的增加对波高和波浪力的衰减也有一定的影响;增加圆筒内部的水深可减小圆筒周围的波浪高度,降低圆筒结构上的总波浪力.
应用透空壁内流体速度与两壁间压力差成正比的线性模型和特征函数展开方法,建立了外壁上部开孔并带有内柱的圆筒结构对波浪绕射的解析解.通过数值计算研究了外壁开孔率的大小、圆筒与内柱半径之比、筒内水深等因素对圆筒上总的波浪作用力和圆筒周围波浪高度的影响.经数值研究发现随着外壁开孔率的增大圆筒迎浪端的波浪高度和圆筒结构上总的波浪力明显减小,外壁孔隙特性G虚部的增加对波高和波浪力的衰减也有一定的影响;增加圆筒内部的水深可减小圆筒周围的波浪高度,降低圆筒结构上的总波浪力.
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