2004年 第26卷 第5期
2004, 26(5): 1-11.
摘要:
利用浮标实测数据和TOPEX/Poseidon高度计资料的时空配准数据,对迄今为止已提出的有代表性的7种卫星高度计海面风速反演模式函数进行了分析比较,指出考虑波浪状态影响的解析算法在均方根误差和对称性方面的优越性,讨论了目前在波浪周期反演方面存在的问题以及可能的解决途径.
利用浮标实测数据和TOPEX/Poseidon高度计资料的时空配准数据,对迄今为止已提出的有代表性的7种卫星高度计海面风速反演模式函数进行了分析比较,指出考虑波浪状态影响的解析算法在均方根误差和对称性方面的优越性,讨论了目前在波浪周期反演方面存在的问题以及可能的解决途径.
2004, 26(5): 12-22.
摘要:
应用改进的ECOM模式,耦合泥沙输运方程,研究径流量和海平面变化对河口最大浑浊带的影响.河口最大浑浊带位于滞流点处,底层上下游余流均向该处输运泥沙,造成该处泥沙汇合,而由流场辐合产生的上升流又使该处的泥沙不易落淤.由于盐水入侵带来的高盐水位于北岸的底层,其斜压效应使底层的横向环流由北向南流动,把底层高浓度的泥沙向南岸平流,使得最大浑浊带位于南岸.研究河口最大浑浊带现象必须使用三维泥沙输运模式.在径流量增大的情况下,与控制试验相比底层向陆的密度流减弱,滞流点下移,导致最大浑浊带也下移;因上游来沙量增加,在最大浑浊带中心和河口拦门沙处悬浮泥沙浓度趋于增加.在径流量减少的情况下,最大浑浊带的变化趋势与径流量增大情况的结果相反.在海平面上升的情况下,拦门沙区域底层向陆的密度流趋于增强,滞流点上移,最大浑浊带也相应向上游移动;最大浑浊带中心处泥沙浓度趋于增大,但口门拦门沙处泥沙浓度趋于减小.径流量和海平面变化对最大浑浊带影响明显.
应用改进的ECOM模式,耦合泥沙输运方程,研究径流量和海平面变化对河口最大浑浊带的影响.河口最大浑浊带位于滞流点处,底层上下游余流均向该处输运泥沙,造成该处泥沙汇合,而由流场辐合产生的上升流又使该处的泥沙不易落淤.由于盐水入侵带来的高盐水位于北岸的底层,其斜压效应使底层的横向环流由北向南流动,把底层高浓度的泥沙向南岸平流,使得最大浑浊带位于南岸.研究河口最大浑浊带现象必须使用三维泥沙输运模式.在径流量增大的情况下,与控制试验相比底层向陆的密度流减弱,滞流点下移,导致最大浑浊带也下移;因上游来沙量增加,在最大浑浊带中心和河口拦门沙处悬浮泥沙浓度趋于增加.在径流量减少的情况下,最大浑浊带的变化趋势与径流量增大情况的结果相反.在海平面上升的情况下,拦门沙区域底层向陆的密度流趋于增强,滞流点上移,最大浑浊带也相应向上游移动;最大浑浊带中心处泥沙浓度趋于增大,但口门拦门沙处泥沙浓度趋于减小.径流量和海平面变化对最大浑浊带影响明显.
2004, 26(5): 23-33.
摘要:
利用SWAN波浪模型计算长江口附近海域的台风浪,鉴于长江河口岸界和地形复杂,拟采用曲线网格.为证实曲线网格下的SWAN模型对于复杂地形的有效性,首先选用美国特拉华大学波浪水池实验资料对SWAN模型进行检验,结果表明利用曲线网格能不过多增加计算量而提高关键区域的计算精度.以0215号鹿沙台风和0216号森拉克台风为例,将SWAN模型应用到长江口附近海域,进行台风浪的数值模拟.通过浮标测站实测资料验证,表明有效波高计算值与实测值符合良好.通过综合分析模型计算的波浪场,说明SWAN模型能合理地反映长江口附近海域台风浪的分布.
利用SWAN波浪模型计算长江口附近海域的台风浪,鉴于长江河口岸界和地形复杂,拟采用曲线网格.为证实曲线网格下的SWAN模型对于复杂地形的有效性,首先选用美国特拉华大学波浪水池实验资料对SWAN模型进行检验,结果表明利用曲线网格能不过多增加计算量而提高关键区域的计算精度.以0215号鹿沙台风和0216号森拉克台风为例,将SWAN模型应用到长江口附近海域,进行台风浪的数值模拟.通过浮标测站实测资料验证,表明有效波高计算值与实测值符合良好.通过综合分析模型计算的波浪场,说明SWAN模型能合理地反映长江口附近海域台风浪的分布.
2004, 26(5): 34-44.
摘要:
2000年6月至2002年6月春夏季期间,在南黄海春夏季南黄海西部沿岸低盐水入侵温跃层现象的研究鱼产卵场进行了4个航次的多学科调查,海洋水文观测分析结果表明:在苏北浅滩外侧、成山头—石岛外侧的层化海区的温跃层中存在低盐水现象.春夏增温季节温跃层加强,低盐水入侵现象逐渐增强;入侵强度也存在年际变化.苏北浅滩入侵低盐水舌向北偏东方向延伸,水舌较宽,入侵较远;石岛附近入侵低盐水舌向南偏西方向延伸,水舌较窄,入侵较弱.温跃层中低盐水是由于沿岸低盐水入侵造成的,并与当地的潮锋现象存在密切的关系.
2000年6月至2002年6月春夏季期间,在南黄海春夏季南黄海西部沿岸低盐水入侵温跃层现象的研究鱼产卵场进行了4个航次的多学科调查,海洋水文观测分析结果表明:在苏北浅滩外侧、成山头—石岛外侧的层化海区的温跃层中存在低盐水现象.春夏增温季节温跃层加强,低盐水入侵现象逐渐增强;入侵强度也存在年际变化.苏北浅滩入侵低盐水舌向北偏东方向延伸,水舌较宽,入侵较远;石岛附近入侵低盐水舌向南偏西方向延伸,水舌较窄,入侵较弱.温跃层中低盐水是由于沿岸低盐水入侵造成的,并与当地的潮锋现象存在密切的关系.
2004, 26(5): 45-54.
摘要:
利用《西北太平洋热带气旋年鉴》资料,简要分析了影响上海地区可能最高潮位的台风路径、强度变化特征.分析表明,造成上海地区严重风暴潮的台风路径有3种类型,它们分别是登陆浙江沿海西行类、近海北上类和正面袭击上海类.上海及其近海区域台风强度随纬度增加而减弱的变化特征明显,在东海北部,近50a内尚未出现过中心气压低于920hPa的台风.利用特定的统计模式,根据假想台风路径、强度变化给出的可能最大增水只有210cm,其值明显偏小,认为用统计方法进行上海地区最大可能增水的估算似乎不合适.在考虑可能变化的台风路径、强度、移动速度以及天文大潮汛等综合因素后,利用高分辨率ECOM-Si的数值模式计算出的上海地区(吴淞)可能最大增水是由5612台风以10km/h速度北抬纬度2°并取所在位置的历史最低气压值造成的,其可能最大增水为367cm,如以长江口区天文可能高潮值420cm计算,则获得长江口的最大可能水位为787cm.
利用《西北太平洋热带气旋年鉴》资料,简要分析了影响上海地区可能最高潮位的台风路径、强度变化特征.分析表明,造成上海地区严重风暴潮的台风路径有3种类型,它们分别是登陆浙江沿海西行类、近海北上类和正面袭击上海类.上海及其近海区域台风强度随纬度增加而减弱的变化特征明显,在东海北部,近50a内尚未出现过中心气压低于920hPa的台风.利用特定的统计模式,根据假想台风路径、强度变化给出的可能最大增水只有210cm,其值明显偏小,认为用统计方法进行上海地区最大可能增水的估算似乎不合适.在考虑可能变化的台风路径、强度、移动速度以及天文大潮汛等综合因素后,利用高分辨率ECOM-Si的数值模式计算出的上海地区(吴淞)可能最大增水是由5612台风以10km/h速度北抬纬度2°并取所在位置的历史最低气压值造成的,其可能最大增水为367cm,如以长江口区天文可能高潮值420cm计算,则获得长江口的最大可能水位为787cm.
2004, 26(5): 55-62.
摘要:
海水透明度是描述海水光学特性的一个基本参数.根据水下光辐射传输理论及对比度传输理论,建立了海水透明度的半分析定量遥感模式.利用大量实测透明度资料对模式进行了验证,结果表明遥感反演透明度与实测透明度的相关系数为0.84,绝对平均误差为4.17m,相对平均误差为22.6%.最后利用建立的模式和Sea WiFS卫星资料制作了我国海域1999年的月平均透明度遥感产品.
海水透明度是描述海水光学特性的一个基本参数.根据水下光辐射传输理论及对比度传输理论,建立了海水透明度的半分析定量遥感模式.利用大量实测透明度资料对模式进行了验证,结果表明遥感反演透明度与实测透明度的相关系数为0.84,绝对平均误差为4.17m,相对平均误差为22.6%.最后利用建立的模式和Sea WiFS卫星资料制作了我国海域1999年的月平均透明度遥感产品.
2004, 26(5): 63-73.
摘要:
根据1999年7月17～28日于珠江口现场调查和实验的资料,研究夏季水体中氮、磷的分布、形态变化和初级生产力的限制因素.结果表明该海域氮含量高,N/P属于世界上高值区之一.从河口向外海运输过程中,氮和磷的形态和浓度均有剧烈的变化.虽然氮在中途中有新源的补充;但由于外海水的入侵稀释、生物吸收和形态变化的迁移作用,NO3-和可溶无机氮的浓度总的变化趋势仍是随盐度增大而大幅度地降低,以至珠江口外出现N/P低于16.由于夏季水体层化稳定,在表、底层其生物地球化学变化方向相反,PO43的浓度变化互成镜像关系并可按盐度分为3段不同特征的反应区.初级生产力的限制因素在大部分区域是磷,但从口门至最大浑浊带和口外区则分别是浊度(或光照)及可溶无机氮.现场培养实验再现了真光层和底层氮和磷的生物地球化学过程差异并表明磷的循环和再生比氮迅速;在可溶无机氮浓度大且高N/P的海域,磷的再生可成为水华的引发因素,而氮被耗尽却是水华消亡的原因.总体上夏季该区水体氮的迁出率比磷高.于水体层化稳定的区域,氮和磷的生物地球化学作用在真光层以浮游生物吸收占优势、在下层以有机物的降解和可溶无机态的再生为主,当层化消失、上下水体充分混合则可完成循环.
根据1999年7月17～28日于珠江口现场调查和实验的资料,研究夏季水体中氮、磷的分布、形态变化和初级生产力的限制因素.结果表明该海域氮含量高,N/P属于世界上高值区之一.从河口向外海运输过程中,氮和磷的形态和浓度均有剧烈的变化.虽然氮在中途中有新源的补充;但由于外海水的入侵稀释、生物吸收和形态变化的迁移作用,NO3-和可溶无机氮的浓度总的变化趋势仍是随盐度增大而大幅度地降低,以至珠江口外出现N/P低于16.由于夏季水体层化稳定,在表、底层其生物地球化学变化方向相反,PO43的浓度变化互成镜像关系并可按盐度分为3段不同特征的反应区.初级生产力的限制因素在大部分区域是磷,但从口门至最大浑浊带和口外区则分别是浊度(或光照)及可溶无机氮.现场培养实验再现了真光层和底层氮和磷的生物地球化学过程差异并表明磷的循环和再生比氮迅速;在可溶无机氮浓度大且高N/P的海域,磷的再生可成为水华的引发因素,而氮被耗尽却是水华消亡的原因.总体上夏季该区水体氮的迁出率比磷高.于水体层化稳定的区域,氮和磷的生物地球化学作用在真光层以浮游生物吸收占优势、在下层以有机物的降解和可溶无机态的再生为主,当层化消失、上下水体充分混合则可完成循环.
2004, 26(5): 74-82.
摘要:
对兴化湾17个站位表层沉积物中63～125μm粒级重矿物组分、含量、组合及分布特征进行了分析研究,并探讨了泥沙物质来源及重矿物与沉积环境的关系.结果表明,兴化湾重矿物平均含量(质量分数)为12.08%,高出其邻近的湄州湾(5.67%)6个百分点;重矿物共计37种,以磁铁矿、角闪石、绿帘石、钛铁矿、赤铁矿、褐铁矿、锆石为主.矿物种类揭示该海湾的泥沙主要来源于湾顶河流输入和周边陆域及湾内岛屿基岩风化侵蚀产物,而湾口以外海域的输入物质较少;依据主要重矿物含量和分布特征,将兴化湾划分为4个矿物组合区,各区重矿物组合类型不仅与物质来源有关,而且受水动力条件和沉积环境制约.
对兴化湾17个站位表层沉积物中63～125μm粒级重矿物组分、含量、组合及分布特征进行了分析研究,并探讨了泥沙物质来源及重矿物与沉积环境的关系.结果表明,兴化湾重矿物平均含量(质量分数)为12.08%,高出其邻近的湄州湾(5.67%)6个百分点;重矿物共计37种,以磁铁矿、角闪石、绿帘石、钛铁矿、赤铁矿、褐铁矿、锆石为主.矿物种类揭示该海湾的泥沙主要来源于湾顶河流输入和周边陆域及湾内岛屿基岩风化侵蚀产物,而湾口以外海域的输入物质较少;依据主要重矿物含量和分布特征,将兴化湾划分为4个矿物组合区,各区重矿物组合类型不仅与物质来源有关,而且受水动力条件和沉积环境制约.
2004, 26(5): 83-93.
摘要:
根据海山磁性反演获取的古地磁成果发现,南海海盆东部和西南部的运动形式、生成时代存在很大差异,东部海盆和西南部海盆之间由一条北北西走向的岩石圈压性左旋转换(性)断层——"南海海盆中央断裂"分界.结合已有的地质地球物理成果分析和论证,确定了南海海盆在古南海和与之接壤的华南地块南部边缘形成.南海海盆的形成演化分四个阶段:第一阶段,始新世"古南海断裂"产生,古南海被一分为二;第二阶段,渐新世东部海盆开始发育——扩裂;第三阶段,中中新世西南部海盆开始发育——张裂;第四阶段,南海海盆整体旋转,古南海圈闭.
根据海山磁性反演获取的古地磁成果发现,南海海盆东部和西南部的运动形式、生成时代存在很大差异,东部海盆和西南部海盆之间由一条北北西走向的岩石圈压性左旋转换(性)断层——"南海海盆中央断裂"分界.结合已有的地质地球物理成果分析和论证,确定了南海海盆在古南海和与之接壤的华南地块南部边缘形成.南海海盆的形成演化分四个阶段:第一阶段,始新世"古南海断裂"产生,古南海被一分为二;第二阶段,渐新世东部海盆开始发育——扩裂;第三阶段,中中新世西南部海盆开始发育——张裂;第四阶段,南海海盆整体旋转,古南海圈闭.
2004, 26(5): 94-105.
摘要:
南海东部海域表层沉积物可被分为11种类型:含岩块砾石黏土质粉砂、贝壳珊瑚砂、黏土质粉砂、钙质黏土、钙质软泥、有孔虫砂、深海黏土、含铁锰微粒粉砂质黏土、硅质黏土、含火山灰硅质黏土、含火山灰粉砂质黏土.这些类型按物源和成因可被分为陆源碎屑、钙质碎屑和硅质碎屑、火山碎屑3大类型,其中陆源碎屑分布面积约占50%,钙质碎屑占20%,硅质碎屑和火山碎屑各占15%.在物质来源、海底地形、火山作用、生物作用、水动力条件等因素影响和控制下,由于沉积环境的差异,故区内褐色类沉积物最多(60.68%),灰色类沉积物次之(38.20%),黄色类沉积物最少(1.12%).台湾省以南到17°N以北海区沉积物以陆源沉积物分布为主;巴士海峡以西海区沉积物较粗,常含砂岩块和砾石;东沙群岛以东海区钙质生物碎屑沉积丰富;中、西部海区以含铁锰微粒沉积物为主;中、南部海区水深大,主要分布硅质沉积物;南部海区、礼乐滩北缘沉积物受礼乐滩珊瑚碎屑影响大,沉积物类型为钙质软泥.
南海东部海域表层沉积物可被分为11种类型:含岩块砾石黏土质粉砂、贝壳珊瑚砂、黏土质粉砂、钙质黏土、钙质软泥、有孔虫砂、深海黏土、含铁锰微粒粉砂质黏土、硅质黏土、含火山灰硅质黏土、含火山灰粉砂质黏土.这些类型按物源和成因可被分为陆源碎屑、钙质碎屑和硅质碎屑、火山碎屑3大类型,其中陆源碎屑分布面积约占50%,钙质碎屑占20%,硅质碎屑和火山碎屑各占15%.在物质来源、海底地形、火山作用、生物作用、水动力条件等因素影响和控制下,由于沉积环境的差异,故区内褐色类沉积物最多(60.68%),灰色类沉积物次之(38.20%),黄色类沉积物最少(1.12%).台湾省以南到17°N以北海区沉积物以陆源沉积物分布为主;巴士海峡以西海区沉积物较粗,常含砂岩块和砾石;东沙群岛以东海区钙质生物碎屑沉积丰富;中、西部海区以含铁锰微粒沉积物为主;中、南部海区水深大,主要分布硅质沉积物;南部海区、礼乐滩北缘沉积物受礼乐滩珊瑚碎屑影响大,沉积物类型为钙质软泥.
2004, 26(5): 106-115.
摘要:
根据一天然剖面的炭屑、孢粉、年代学分析结果,研究了2500a以来的气候变化过程.在详细历史资料基础上,通过对比发现的炭屑异常峰值与历史上几次人口增殖和火灾有关,某些孢粉种属的变化则可能是人类耕种的结果.这说明只要提高研究的分辨率,对于人类活动事件是可以把它从自然变化过程中分离出来的,这对改造环境、恢复生态是非常重要的.
根据一天然剖面的炭屑、孢粉、年代学分析结果,研究了2500a以来的气候变化过程.在详细历史资料基础上,通过对比发现的炭屑异常峰值与历史上几次人口增殖和火灾有关,某些孢粉种属的变化则可能是人类耕种的结果.这说明只要提高研究的分辨率,对于人类活动事件是可以把它从自然变化过程中分离出来的,这对改造环境、恢复生态是非常重要的.
2004, 26(5): 116-122.
摘要:
采用一对特定引物对形态相近的单殖吸虫纪新贝尼登虫和梅氏新贝尼登虫的基因组DNA进行PCR扩增,获得其28SrRNA的350bp左右的特异片段.测序后经软件分析发现两者同源的337bp序列仅存在一个碱基的差异,遗传相似度达99.70%,甚至高于不同海区不同宿主梅氏新贝尼登虫间99.41%的相似度,与贝尼登虫属3个虫种的同源序列间的遗传差异度为2.08%～11.73%.通过UPGMA和MP聚类分析也可看出,纪新贝尼登虫和梅氏新贝尼登虫的遗传相似性是极为相近的.虽然两种新贝尼登虫的形态特征和遗传多样性极为相似,但它们是否同属于一个种还不能确定,需要经进一步的形态系统比较和更多的基因分析才能得出客观的、公认的结果.
采用一对特定引物对形态相近的单殖吸虫纪新贝尼登虫和梅氏新贝尼登虫的基因组DNA进行PCR扩增,获得其28SrRNA的350bp左右的特异片段.测序后经软件分析发现两者同源的337bp序列仅存在一个碱基的差异,遗传相似度达99.70%,甚至高于不同海区不同宿主梅氏新贝尼登虫间99.41%的相似度,与贝尼登虫属3个虫种的同源序列间的遗传差异度为2.08%～11.73%.通过UPGMA和MP聚类分析也可看出,纪新贝尼登虫和梅氏新贝尼登虫的遗传相似性是极为相近的.虽然两种新贝尼登虫的形态特征和遗传多样性极为相似,但它们是否同属于一个种还不能确定,需要经进一步的形态系统比较和更多的基因分析才能得出客观的、公认的结果.
2004, 26(5): 123-131.
摘要:
根据IONESS系统对浮游动物的分层采样结果,研究浮游介形动物的昼夜垂直移动.浮游介形类存在着整个类群的昼夜垂直移动,白天其丰度最大值记录于200～300m层,并往上层水域递减,而夜间则明显往上层密集,丰度最大值提升至50～100m层;就物种多样性而言,由于工作水层(0～1000m)以深水层的众多种类于夜间上升至1000m以浅水层,导致工作水层内总种数由白天的49种剧增至夜间的78种,增幅达60%,各分层的种类数都有较明显的增加,750～1000m层的增幅最大,达150%,其次为50～100m层(增幅达125%);各种浮游介形类有不同的昼夜垂直移动模式,但绝大多数种类属于夜间上升型,少数种类属于不敏感类型,极少数种类却具夜间下降的移动特点.浮游介形类虽具明显的昼夜垂直移动,但这一变动往往局限于一定水深范围,从而反映出介形类的层状分布特点,可划分为广深分布型、上层分布型、中层分布型和下层分布型.
根据IONESS系统对浮游动物的分层采样结果,研究浮游介形动物的昼夜垂直移动.浮游介形类存在着整个类群的昼夜垂直移动,白天其丰度最大值记录于200～300m层,并往上层水域递减,而夜间则明显往上层密集,丰度最大值提升至50～100m层;就物种多样性而言,由于工作水层(0～1000m)以深水层的众多种类于夜间上升至1000m以浅水层,导致工作水层内总种数由白天的49种剧增至夜间的78种,增幅达60%,各分层的种类数都有较明显的增加,750～1000m层的增幅最大,达150%,其次为50～100m层(增幅达125%);各种浮游介形类有不同的昼夜垂直移动模式,但绝大多数种类属于夜间上升型,少数种类属于不敏感类型,极少数种类却具夜间下降的移动特点.浮游介形类虽具明显的昼夜垂直移动,但这一变动往往局限于一定水深范围,从而反映出介形类的层状分布特点,可划分为广深分布型、上层分布型、中层分布型和下层分布型.
2004, 26(5): 132-138.
摘要:
分析了东海端足类数量分布的时空变化,并就其与环境因素及鲐鯵渔场的关系进行了初步探讨,结果显示本区端足类数量季节变化和年际变化显著,其分布状况与黄海冷水、江浙沿岸流、台湾暖流以及黑潮在本区运动消长有关,与鲐鯵渔场分布有着密切关系.
分析了东海端足类数量分布的时空变化,并就其与环境因素及鲐鯵渔场的关系进行了初步探讨,结果显示本区端足类数量季节变化和年际变化显著,其分布状况与黄海冷水、江浙沿岸流、台湾暖流以及黑潮在本区运动消长有关,与鲐鯵渔场分布有着密切关系.
2004, 26(5): 139-149.
摘要:
1995年3月至1996年1月间对胶州湾北部水域的浮游植物进行了6个航次的调查,在对浮游植物群落的定性和定量研究的基础上,采用Q生物多样性统计指数对该海域浮游植物群落结构进行了研究.结果表明,调查区夏秋季的Q统计指数较冬春季为高.调查区浮游植物群落Q统计指数的结果与物种丰富度指数、Margalef指数、Shannon指数、Simpson指数和Pielou均匀度等其他常用物种多样性指数的比较表明,Q统计指数的分辨率高,有较好的生物学解释,同时避免了对优势种和稀有种的过高估计,是海洋浮游植物群落多样性分析的一种较理想指数.
1995年3月至1996年1月间对胶州湾北部水域的浮游植物进行了6个航次的调查,在对浮游植物群落的定性和定量研究的基础上,采用Q生物多样性统计指数对该海域浮游植物群落结构进行了研究.结果表明,调查区夏秋季的Q统计指数较冬春季为高.调查区浮游植物群落Q统计指数的结果与物种丰富度指数、Margalef指数、Shannon指数、Simpson指数和Pielou均匀度等其他常用物种多样性指数的比较表明,Q统计指数的分辨率高,有较好的生物学解释,同时避免了对优势种和稀有种的过高估计,是海洋浮游植物群落多样性分析的一种较理想指数.
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