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2008年  第30卷  第3期

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论文
基于历史资料和Argo资料的印尼贯通流次表层和中层水起源与路径探讨
张艳慧, 于晓林, 王凡
2008, 30(3): 1-8.
摘要:
利用Argo资料和《世界海洋数据集2001版》(WOD01)温盐历史资料,通过对代表性等位势面上盐度分布的分析,探讨了次表层和中层等不同层次上印尼贯通流(ITF)的起源与路径问题.分析结果表明,ITF的次表层水源主要来自北太平洋,中层水源地既包括北太平洋、南太平洋,同时也不能排除有印度洋的可能性.在印度尼西亚海域西部,ITF的次表层和中层水源分别为北太平洋热带水(NPTW)和中层水(NPIW),经苏拉威西海、望加锡海峡到达弗洛勒斯海,层次越深特征越明显.在印度尼西亚海域东部,发现哈马黑拉-新几内亚水道附近存在次表层强盐度锋面,阻隔了南太平洋热带水(SPTW)由此进入ITF海域;中层水具有高于NPIW和来自南太平洋的南极中层水(AAIW)的盐度值,既可能是AAIW和SPTW在当地发生剧烈垂直混合而形成,也可能是来自印度洋的AAIW向北延伸进入ITF的结果.
南黄海西北部夏季潮锋的观测和分析
周锋, 黄大吉, 万瑞景, 苏纪兰, 张涛, 丁涛, 周蓓锋
2008, 30(3): 9-15.
摘要:
根据2001-2004年逐年6月多学科综合调查资料和同期NASA的MODIS/Terra卫星遥感SST资料,对南黄海西北部夏季潮锋的不连续分布现象做了分析;并通过三维潮流数值模式计算Simpson-Hunter参数(以下简称S-H参数)分布,对不连续分布的形成机制做了讨论.层化季节南黄海西北部的苏北浅滩-海州湾外侧和山东半岛东部的成山头-石岛外海存在显著潮锋现象,而在两海域之间、青岛以东的山东半岛南部121°~122°E的近岸海域无显著潮锋持续存在;较高分辨率的潮流数值模拟的结果表明潮锋的不连续性分布主要是由潮混合和地形的共同作用而形成.潮锋不连续处海域潮混合较弱,层化现象更为显著.南黄海西北部底层锋形态较为显著,位于通过潮流模式计算的Simpson-Hunter参数1.8~2.4之间,与2.2等值线分布较为一致;表层锋则在海州湾外侧和石岛沿岸海域较为明显.潮锋不连续的分布特征对该海域的生态环境造成一定的影响,叶绿素a、中华哲水蚤、鳀鱼卵子等的数量分布都在潮锋显著的苏北浅滩-海州湾外侧和成山头-石岛外海海域形成较为密集的分布.
利用南极走航观测评估卫星遥感海表面温度
李明, 张占海, 刘骥平, 孙波, 吴辉碇, 李娜
2008, 30(3): 16-27.
摘要:
利用1989-2005年间南极走航观测的海表面温度,对目前3个主要的卫星反演的SST产品AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer),TMI(TRMM Microwave Imager)和AMSR-E(Advanced Microwave Scanning Radiometer for the Earth Observing System)进行了较为系统的评估,并着重检验了它们在南大洋的准确性.结果表明,AVHRR SST比观测数据偏冷,白天的偏差为-0.12℃,夜晚的偏差为-0.04℃,而且南大洋的冷偏差更为显著.TMI SST比观测数据明显偏暖,白天的偏差为0.48℃,夜晚的偏差为0.57℃,其温差ΔT受37GHz风速影响,在强风速(>6m/s)下这种影响仍然存在.AMSR-ESST比观测数据偏暖,白天的偏差为0.34℃,夜晚的偏差为0.27℃,而且南大洋的暖偏差相对较大.AMSR-E SST温差受水汽影响,并在南大洋随着水汽的增加而增加.通过进一步比较微波(AMSR-E和TMI)和红外(AVHRR)遥感的SST在2004年北半球冬季(即南半球夏季)的差别,发现微波遥感在热带(15°S-15°N)和南大洋区域(45°S以南)比红外遥感偏暖,而且在南大洋区域的偏差相对较大,相反在北半球中纬度区域(15°~40°N)偏冷.AMSR-E与AVHRR SST的温差,从白天到夜晚有减小的趋势,而TMI与AVHRR SST的温差无明显的变化.
南海季风试验期间海面低层大气过程的初步数值模拟试验
李响, 王辉, 吴辉碇, 孙兰涛
2008, 30(3): 28-34.
摘要:
采用一维高分辨率大气边界层模式(OSUPBL),模拟了南海海面低层大气,得到高分辨率的海面低层大气的各种气象要素及界面通量和能量平衡关系,并将模拟结果和南海季风试验(SCSMEX)观测结果和日本气象厅(JMA)再分析资料进行对比分析.结果指出,OSUPBL模式模拟得到的海面大气边界层的风速、温、湿垂直廓线,大气边界层高度以及海表面短波辐射、长波辐射、感热、潜热通量、净辐射和海面热收支等与实际观测结果基本一致.
西北太平洋季风槽异常与热带气旋活动
高建芸, 张秀芝, 江志红, 游立军
2008, 30(3): 35-47.
摘要:
在普查1979-2005年热带气旋(TC)个例的基础上,建立了生成于西北太平洋季风槽的热带气旋(简称MTTC)序列,统计发现1979-2005年的5-10月南海和西太平洋TC总频数为672个,其中MTTC频数为491个,占总频数的73.1%,占登陆我国TC频数的79.2%,可见,MTTC的活动规律反映了西太平洋TC以及影响我国TC的主要活动规律.分析了逐日环流场,将季风槽分为5种主要形态:南海季风槽型、南海-西太平洋季风槽型、反向季风槽型、三气流型和西太平洋季风槽型.根据每年5-10月的季风槽、副高以及越赤道气流等系统的强弱和位置,将1979-2005年分为4种年型:季风槽西南型、西北型、偏东型和正常年型,针对前3种季风槽异常年型,诊断分析了有利于TC形成的海温场、大尺度环流场、水汽输送、大气视热源和视水汽汇以及纬向风垂直切变的特征,发现不同季风槽年型,由于太平洋海温场的差异,引起哈得来环流和Walker环流的差异以及西太平洋副高、南亚高压等大尺度系统位置以及越赤道气流强度的差异,导致有利于TC生成的热力条件、动力条件和环境条件的不同,致使MTTC生成位置、频数、路径以及在我国的登陆点有着显著差异.
利用ADCP和LISST-100仪观测悬浮物浓度的研究
原野, 赵亮, 魏皓, 江文胜
2008, 30(3): 48-55.
摘要:
利用黄河口海床基声学多普勒流速剖面仪(ADCP)的周日观测资料对悬浮物浓度进行了反演,反演过程中综合考虑了球面扩散、声学近场的非球面扩散、海水和悬浮颗粒的吸收衰减以及其他因素对回声信号的影响,结果表明在粒径保持相对稳定的情况下,利用ADCP仪回声强度反演悬浮物浓度具有较高的精度.结合现场激光粒度仪(LISST-100)测得的粒径分布信息在反演过程中考虑了粒径修正,重点讨论了观测区域粒径变化对结果的影响,结果表明粒径的剧烈变化会降低体积后向散射强度与悬浮物浓度之间的相关性.大颗粒物质的存在使计算得到的悬浮物浓度偏高,粒径修正虽然在一定程度上消除了这种影响,但线性拟合的相关性并未提高.
印尼海啸区附近海域沉积物声速测量及声学特性分析
周建平, 陶春辉, 顾春华, 何拥华, 张金辉
2008, 30(3): 56-61.
摘要:
介绍了沉积物柱状样超声透射法测量方法和原理.对印尼海啸区附近海域沉积物柱状样进行了现场测量,通过测量数据的处理和分析,给出了沉积物的垂向声速剖面.讨论了声速与频率的关系,指出声速具有随频率的0.1次方增大的频散特性.分析沉积深度、结构以及生物扰动等方面的因素对声学测量结果的影响,结果表明海底地震引起的沉积物变迁、沉积物结构扰动、气体的混入等对声速的测量结果均产生影响.
基于组分反演的高光谱潮间带表层沉积物自动分类研究
张东, 张鹰, 李欢, 陈晔
2008, 30(3): 62-71.
摘要:
利用星载高光谱遥感影像数据Hyperion并结合现场采样粒度分析资料,对潮间带表层沉积物类型的自动分类进行了研究.根据低潮位下沉积物的短波红外光谱反射率与沉积物组分(沙、粉砂、黏土)含量之间的强相关关系,选择2102nm为特征波段,建立了高光谱定量遥感反演模型,获取初步的逐像元沙、粉砂和黏土含量,然后采用线性均衡化处理方法对初步反演结果进行修正,并结合Shepard三角分类法建立对照表,自动确定出每一像元对应的沉积物类型,得到研究区潮间带表层沉积物的空间分布特征,总体分类验证精度为87.9%.研究结果表明,研究区分布着三种沉积物,分别为粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂,所占比例分别为18.9%,64.6%和16.5%,它们的空间分布趋势与研究区内的植被分布状况、水动力条件以及沉积物来源密切相关.
对ENVISAT ASAR level2算法固有误差的分析
王贺, 杨劲松, 黄韦艮, 王隽
2008, 30(3): 72-76.
摘要:
欧洲空间局的ENVISAT ASAR level 2算法是从合成孔径雷达(SAR)单视复图像反演涌浪方向谱的算法.该算法假设双峰海浪谱的SAR图像交叉谱是涌浪的图像交叉谱和风浪的图像交叉谱之和.实际上双峰海浪谱的SAR图像交叉谱中还有一个混合项,正是该混合项导致ENVI-SAT ASAR level 2算法有固有误差.利用遥感仿真的方法分析了不同海况条件下该算法的这一固有误差,结果表明,只有在有效波高较小、或风浪的成分较少、或双峰海浪的传播方向较靠近SAR距离向、或波长较长时固有误差才较小,ENVISAT ASAR level 2算法对海浪谱的反演才较为适用.
南海东沙东北部甲烷缺氧氧化作用的生物标志化合物及其碳同位素组成
于晓果, 韩喜球, 李宏亮, 金肖兵, 龚建明, ErwinSUESS, 黄永样, 吴能友, 苏新
2008, 30(3): 77-84.
摘要:
南海东沙东北部碳酸盐岩和泥质沉积物中的生物标志化合物组合及其碳同位素组成分析表明,研究区内甲烷缺氧氧化作用(anaerobic oxidation of methane-AOM)发育.研究区内碳酸盐岩中含丰富的AOM标志化合物,2,6,11,15-四甲基十六烷(Crocetane-Cr.)、2,6,10,15,19-五甲基番茄烷(Pentamethylicosane-PMI)和2,6,10,15,19,23-六甲基二十四烷(Squalane-Sq角鲨烷)的13C亏损强烈(δ13C值介于-74.2‰~-119.0‰PDB之间),表明碳酸盐岩形成于AOM,同时反映该研究区曾发生过强烈、持续的富CH4流体释放活动.柱状泥质沉积物中,AOM生物标志化合物在硫酸岩-甲烷过渡带(SMI-Sulfate-Methane Interface)边界附近相对丰度高,SMI之上样品中含量低,或未检出,表明现代环境在SMI附近有大量嗜甲烷微生物生长,使得深部上升的甲烷被大量消耗,很少有甲烷逸出海底.AOM生物标志化合物可用来指示SMI边界.不同站位、不同岩性AOM生物标志化合物组成(包括碳同位素组成)的差异反映了嗜甲烷古细菌组成的不同.
冲绳海槽岩浆物理化学性质及其地质意义
黄朋, 李安春, 胡宁静
2008, 30(3): 85-94.
摘要:
借助冲绳海槽火山岩地球化学分析结果,讨论了海槽不同区段岩浆的温度、压力、密度和黏度等物理化学参数,以确定海槽岩浆的物理性质及其对海槽不同区段岩浆演化过程的影响.海槽北段的岩浆相对于中段表现出高压力、低温度的特征.由于海槽岩浆挥发分含量较高,北段岩浆的密度和黏度要高于中段的.但总的来说,海槽岩浆具有低密度、低黏度的特点,因此岩浆更容易穿透岩石圈,而且有利于岩浆结晶分异作用的进行.对海槽岩浆相对运移速度的研究显示,在外部条件及含水量相同的前提下,在海槽中段岩浆上升速度要大于北段的,这从岩浆物理化学性质的角度解释了为何海槽中段火山活动要强于北段的.
眼斑拟石首鱼肌肉生长抑制素基因克隆及组织表达分析
薛良义, 李婷, 杨巧一, 肖章奎
2008, 30(3): 95-101.
摘要:
肌肉生长抑制素(MSTN)基因对肌肉生长起负调控作用,在动物育种上具有潜在的应用前景.报道了眼斑拟石首鱼(Sciaenops ocellatus)的MSTN基因的序列结构特征及其组织特异性表达.MSTN基因具有3个外显子和2个内含子,编码376个氨基酸.在内含子Ⅰ和3'-UTR区内,分别发现了(TC)4CC(TC)4CT(TC)4和(AC)7微卫星序列.推断的眼斑拟石首鱼的MSTN氨基酸序列具很强的保守性,与石鼓鱼、金鲷、条纹石鮨、白鲈、金眼石鮨之间的相似性在90%以上.在结构上,眼斑拟石首鱼的MSTN包含N端信号序列(1~22氨基酸残基),TGF-β前肽域(41~256氨基酸残基),RXXR蛋白水解位点(264~267位的RARR)和TGF-β区域(282~376氨基酸残基).在检测的10种组织中,MSTN只在眼斑拟石首鱼的肌肉、脑和眼组织中表达,其中在肌肉表达最强.
黑鲷造血组织中黑色素巨噬细胞发育过程的超微结构观察
梅景良, 王寿昆, 王湘平, 卢惠明
2008, 30(3): 102-108.
摘要:
应用电镜技术研究了黑鲷造血组织中黑色素巨噬细胞发育过程的超微结构变化.结果表明:黑鲷头肾、体肾、脾脏及肝脏造血组织中存在着两类黑色素巨噬细胞,即非典型黑色素巨噬细胞和典型黑色素巨噬细胞.非典型黑色素巨噬细胞的胞质中不含有典型的黑色素体,但含有一些大型或巨型的圆形或椭圆形浓染颗粒.非典型黑色素巨噬细胞根据其超微结构特点不同,又可分四型,即Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型非典型黑色素巨噬细胞.典型黑色素巨噬细胞的特征就是其胞质中含有典型的极度嗜染的黑色素体,并且这类细胞可进一步发育形成黑色素巨噬细胞中心.在研究中还非常明确地观察到了不同类型黑色素巨噬细胞的前体细胞,这些前体细胞的超微结构存在较大差异.由观察结果可知,黑鲷造血组织中存在着不同种类的黑色素巨噬细胞,这些细胞是由不同类型的前体细胞发育而来.
缢蛏六群体线粒体DNA-COI基因序列变异及群体遗传结构分析
牛东红, 李家乐, 沈和定, 姜志勇
2008, 30(3): 109-116.
摘要:
利用线粒体DNA细胞色素氧化酶亚基(COI)基因序列片段对江浙闵沿海地区缢蛏三个野生群体(江苏射阳-WS、浙江象山-WX,福建霞浦-WP)和三个养殖群体(江苏射阳-CS、浙江象山-CX、福建焦城-CJ)的遗传结构进行初步分析.以特异引物进行PCR扩增,经纯化、测序、同源序列比对获得长度为556bp的核苷酸序列,其中A+T含量为66.2%,显著高于G+C含量.在缢蛏六群体98个个体中共检测到了56个单倍型和66个核苷酸多态位点,多态位点比例为11.7%.野生群体的平均核苷酸差异数和核苷酸多样性指数略高于养殖群体,但是野生群体和养殖群体的单倍型多态性指数均大于0.9,其单倍型较为丰富.此外,六群体均有各自特有的单倍型,但只有射阳野生群体与其他群体无共享单倍型,具有鉴定该群体的特异碱基序列.遗传距离和聚类结果显示,养殖群体与象山野生群体和霞浦野生群体间亲缘关系较近.
加强的适合复杂地形的水波方程及其一维数值模型验证
刘忠波, 邹志利, 孙昭晨
2008, 30(3): 117-125.
摘要:
在他人给出的方程的基础上,通过在其动量方程中引入含4个参数的公式,推导出了加强的适合复杂地形的水波方程,新方程的色散、变浅作用以及非线性均比原来适合复杂地形的方程有了改善:色散关系式与斯托克斯线性波的Padé(4,4)阶展开式一致;变浅作用在相对水深(波数乘水深)不大于6时与解析解符合较好;非线性在相对水深不大于1.05时保持在5%的误差之内.基于该方程,在非交错网格下建立的时间差分格式为混合4阶Adams-Bashforth-Moulton的一维数值模型,并在数值计算中利用了五对角宽带解法.数值模拟了潜堤上波浪传播变形,并将数值计算结果与实验结果进行了对比,验证了该数值模型是合理的.
极限波浪运动特性的非线性数值模拟
宁德志, 滕斌, 姜立明, 臧军
2008, 30(3): 126-132.
摘要:
利用时域高阶边界元方法建立了模拟极限波浪运动的完全非线性数值模型,其中自由水面满足完全非线性自由水面条件.采用半混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶Runge-Kutta方法更新下一时间步的波面和速度势,同时应用镜像格林函数消除水槽两个侧面和底面上的积分.研究中利用波浪聚焦的方法产生极限波浪,并且在水槽中开展了物理模型实验,将测点试验数据与数值结果进行了对比,两者吻合得很好.对极限波浪运动的非线性和流域内速度分布进行了研究.
海滩体积时空变化和波浪场的奇异谱分析
戴志军, 路海亭, 欧素英, 李春初, 陈建勇
2008, 30(3): 133-139.
摘要:
海滩响应波浪动力作用的变化是海岸带陆海相互作用研究的重要内容.利用奇异谱分解方法对南湾海滩连续实测剖面的体积变化值与南湾逐日波高变化值的相关关系进行了探讨,以诊断分析波浪在海滩变化过程中的内在作用机制,结果表明:(1)海滩体积的时空变化与波浪作用力有明显的相关关系;(2)海滩响应波浪动力作用变化最明显的地方是在中间岸段,在直线岸段次之,在遮蔽岸段最弱;(3)对海滩变化有较强作用的波浪场分别位于近岸及其与上下岬角连线的邻近区域.
盐度和腐殖酸共同作用下的长江口泥沙絮凝过程研究
刘启贞, 李九发, 徐灿华, 戴志军, 李道季
2008, 30(3): 140-147.
摘要:
长江河口有机质含量丰富,盐度变化较大,因此研究长江河口以细颗粒泥沙为主的多因子共同作用下的絮凝有助于了解最大浑浊带的形成机制.通过实验研究盐度和腐殖酸共同作用对长江口细颗粒泥沙浊度变化影响的过程,从浊度相对变化率、絮团粒径和电位变化三方面综合分析了其絮凝机理,并且对絮凝体进行了红外和电镜分析,探讨了絮凝体的微观结构.结果表明:(1)随着盐度增大细颗粒泥沙浊度相对变化率逐渐增大,粒径增大,而电位绝对值变小;(2)随着腐殖酸浓度增大细颗粒泥沙浊度相对变化率先略有升高后迅速降低,粒径增大,电位绝对值增大;(3)微观结构的分析表明腐殖酸是以腐殖酸盐的形式包覆在泥沙表面,同时也验证了河口中C-P-OM(C代表黏土,P代表阳离子,OM代表有机化合物)的泥沙絮凝模式.
海水中超低含量活性磷酸盐的Mg(OH)2共沉淀法测定研究
朱赖民, 李犇
2008, 30(3): 148-152.
摘要:
活性磷(正磷酸盐)是海洋浮游植物生长所必需的物质基础[1-8],磷的生物可利用性直接影响全球的初级生产力水平.磷在特定的海洋环境中还可能限制固氮作用,成为限制海洋初级生产力的重要因素[1,3,6].海水中磷酸盐含量的测定也是海洋污染调查的重要指标之一[4,9].农业和工业废水中磷的过度排放导致河口和近岸海水富营养化,引起浮游植物异常繁殖,造成“赤潮”现象[4].因此,海水中磷的准确测定对深入理解生物地球化学过程及海洋环境保护具有重要理论和实际意义[4-6,9].磷钼蓝分光光度法是海水中活性磷的经典测定方法,检测限为324 nmo1/dm3[5],但在一些寡营养盐海域,例如在南海、地中海
研究报告
2005年春夏季东海赤潮过程中营养盐作用初探
张传松, 王江涛, 朱德弟, 王修林, 李京
2008, 30(3): 153-159.
摘要:
自20世纪90年代以来,我国进入赤潮高发期,近岸海域赤潮的发生频率、波及范围和危害程度呈逐年上升趋势.受长江径流等陆源输入影响,东海海域形成了其特有的富营养环境,目前已经成为我国赤潮发生最严重的区域之一.该海域赤潮暴发呈现出发生时间不断提前、持续时间不断加长、发生面积不断扩大、有毒有害藻类逐渐增加的特点[1-2].据统计,自2000年以来,我国沿岸海域共发生赤潮约480次,累计面积超过104000km2.其中,仅在东海海域发生赤潮的次数就占全国记录总数的60%,发生面积更是达到了70%以上[3],其发生频率和规模均远远高于我国其他3个海区.
实验室培养端足类日本大螯蜚对镉的毒理敏感性研究
王睿睿, 闫启仑, 韩明辅, 陈红星, 闫吉成, 王超
2008, 30(3): 160-164.
摘要:
沉积物毒性生物检测是沉积物环境质量评价重要内容之一[1].在沉积物毒性生物检测实验中,常用的受试生物有端足类(Amphipoda)、多毛类(Polychaeta)、软体动物(Mollusca)、棘皮动物(E-chinodermata)和枝角类(Cladocera)等中的部分种类[2-3].端足类是目前开展海洋沉积物毒性检测的优选受试生物,对其研究工作进行的最多,经验积累也最丰富,用其进行的有关沉积物毒性检测的方法也比较成熟[3].目前国外已有20多种海洋端足类用于沉积物毒性生物检测中.野生受试生物受季节、数量的限制不能满足检测工作的需要.
东太平洋海隆热液活动区原位观测数据的小波分析和热液指标的周期性变化
叶瑛, 陈志飞, 黄霞, 杨灿军, 陈鹰
2008, 30(3): 165-169.
摘要:
洋中脊热液流体供养了特殊的生物群落.热液扩散流中的生物群从流体中汲取基本代谢组分(如H2S,CH4,CO2,O2等),将它们供给共生菌,通过共生菌将它们转化成机体能够利用的有机质[1-2].热液中的硫化氢一方面提供营养给化学自养菌,另一方面对许多海底生物又具有毒性[3-4],因此热液中溶解硫化氢的浓度是制约生物群空间分布和组合特征的重要因素[5-8].
基于现场数据的叶绿素荧光量子产量算法研究
邢小罡, 赵冬至, 刘玉光, 王林, 杨建洪
2008, 30(3): 170-176.
摘要:
自然水体中太阳光激发的叶绿素a荧光的最早观测记录可以追溯到1967年.Tyler et al.发现,在自然水体的反射光谱中685 nm附近存在一个比较明显的反射峰[1],当时解释为由于670nm处的叶绿素吸收而导致的“异常色散”[2].随着Morel et al.[3]和Neville et al.[4]进一步的研究,人们认识到这应该是太阳光激发的叶绿素荧光峰,但这一荧光的量子产量非常低,Gordon估算了它的值在0.002到0.020之间[5].