2021年 第43卷 第6期
2021, 43(6): 1-12.
doi: 10.12284/hyxb2021088
摘要:
在国家重点基础研究发展规划的支持下，2000年8月在南海组织了1次多船同步海洋学调查，是迄今为止盛夏期间唯一一次全海盆准同步水文观测。航次间遭遇的多种困难虽被及时化解，然而观测数据的质量已受影响。此前虽已有若干相关研究发表，但未见对观测数据进行质量控制和全面的分析。本文在对CTD和ADCP原始数据仔细校正的基础上，分析和讨论了盛夏期间南海海盆的水文和环流特征，冀留下尽可能完整的记录。分析表明，盛夏期间以海盆SW−NE向轴线为界，南海展现出不同的物理特征。轴线东南受季节性反气旋环流控制，其中次海盆尺度的南沙反气旋环流尤其强大；轴线西北则受各种中尺度现象支配，未见明显的大尺度环流结构。研究证实南沙反气旋环流的水平尺度超过400 km，垂直尺度达近千米，最大流速近1 m/s, 是夏季南海最突出的环流特征，但发现其位置和强度存在显著的年际变化。研究并发现，不同于以往的认识，观测期间民都洛海峡交换呈“三明治”结构，表明随强迫条件变化，民都洛海峡交换可出现不同模态。
在国家重点基础研究发展规划的支持下，2000年8月在南海组织了1次多船同步海洋学调查，是迄今为止盛夏期间唯一一次全海盆准同步水文观测。航次间遭遇的多种困难虽被及时化解，然而观测数据的质量已受影响。此前虽已有若干相关研究发表，但未见对观测数据进行质量控制和全面的分析。本文在对CTD和ADCP原始数据仔细校正的基础上，分析和讨论了盛夏期间南海海盆的水文和环流特征，冀留下尽可能完整的记录。分析表明，盛夏期间以海盆SW−NE向轴线为界，南海展现出不同的物理特征。轴线东南受季节性反气旋环流控制，其中次海盆尺度的南沙反气旋环流尤其强大；轴线西北则受各种中尺度现象支配，未见明显的大尺度环流结构。研究证实南沙反气旋环流的水平尺度超过400 km，垂直尺度达近千米，最大流速近1 m/s, 是夏季南海最突出的环流特征，但发现其位置和强度存在显著的年际变化。研究并发现，不同于以往的认识，观测期间民都洛海峡交换呈“三明治”结构，表明随强迫条件变化，民都洛海峡交换可出现不同模态。
2021, 43(6): 13-25.
doi: 10.12284/hyxb2021094
摘要:
涨落潮不对称是河口滨海区流场的重要特征，在泥沙输运和地貌演变过程中扮演着重要的角色。本文基于实测水深地形、沉积物粒度、水文泥沙观测等资料，分析了黄河口滨海区的冲淤变化、泥沙输运和沉积物特征。同时，本文利用Delft 3D模型模拟了黄河口滨海区的流场，并计算了不同条件下涨落潮流速的不对称分布，结合上述分析，探讨了黄河口滨海区冲淤演变的动力机制。结果表明：现行黄河口至莱州湾滨海区相间分布多个淤积和侵蚀中心；黄河口滨海区存在显著的涨落潮流速不对称现象，现行河口外为涨潮优势流分布区，并呈舌状向南部莱州湾方向伸展，而近岸和莱州湾则普遍为落潮主导；黄河口滨海区的冲淤变化很大程度上受涨落潮流速不对称空间分布及涨落潮优势流转换所控制；强北风作用增强和扩展涨潮优势，促使莱州湾淤积和沉积物粗化。
涨落潮不对称是河口滨海区流场的重要特征，在泥沙输运和地貌演变过程中扮演着重要的角色。本文基于实测水深地形、沉积物粒度、水文泥沙观测等资料，分析了黄河口滨海区的冲淤变化、泥沙输运和沉积物特征。同时，本文利用Delft 3D模型模拟了黄河口滨海区的流场，并计算了不同条件下涨落潮流速的不对称分布，结合上述分析，探讨了黄河口滨海区冲淤演变的动力机制。结果表明：现行黄河口至莱州湾滨海区相间分布多个淤积和侵蚀中心；黄河口滨海区存在显著的涨落潮流速不对称现象，现行河口外为涨潮优势流分布区，并呈舌状向南部莱州湾方向伸展，而近岸和莱州湾则普遍为落潮主导；黄河口滨海区的冲淤变化很大程度上受涨落潮流速不对称空间分布及涨落潮优势流转换所控制；强北风作用增强和扩展涨潮优势，促使莱州湾淤积和沉积物粗化。
2021, 43(6): 26-34.
doi: 10.12284/hyxb2021096
摘要:
潮汐变化研究对于海洋工程、沿海地区洪涝灾害预防、海上交通等各个方面都有着重要的意义。由于验潮站都集中在近海，所以之前潮汐变化研究主要集中在近海海域。相比之下，深海地区由于长期高频水位观测的缺乏导致相关的潮汐变化研究非常少。基于近海验潮站数据和深海卫星高度计数据，本文首次用非平稳潮汐调和分析工具包S_TIDE提取了南海4大主要分潮(M2、S2、K1、O1)振幅的长期趋势。研究发现在南海大部分地区，4大主要分潮的振幅都是比较稳定的，不存在显著的上升趋势或下降趋势。在南海少部分地区4大主要分潮的振幅存在显著的趋势，最大的上升趋势可达2.91 mm/a，最大的下降趋势可达3.50 mm/a。该海域潮汐的长期趋势可能与内潮海表面信号的变化有关。卫星观测到的潮汐既包含正压潮，也包含内潮海表面信号。南海作为全球内潮活动最活跃的海域之一，其内潮海表面信号是非常显著的。而内潮对海洋层化的变化是非常敏感的，海洋层化的变化会影响内潮的生成、传播和耗散以及内潮在海表的显示，最终引起该海域潮汐振幅的长期趋势。
潮汐变化研究对于海洋工程、沿海地区洪涝灾害预防、海上交通等各个方面都有着重要的意义。由于验潮站都集中在近海，所以之前潮汐变化研究主要集中在近海海域。相比之下，深海地区由于长期高频水位观测的缺乏导致相关的潮汐变化研究非常少。基于近海验潮站数据和深海卫星高度计数据，本文首次用非平稳潮汐调和分析工具包S_TIDE提取了南海4大主要分潮(M2、S2、K1、O1)振幅的长期趋势。研究发现在南海大部分地区，4大主要分潮的振幅都是比较稳定的，不存在显著的上升趋势或下降趋势。在南海少部分地区4大主要分潮的振幅存在显著的趋势，最大的上升趋势可达2.91 mm/a，最大的下降趋势可达3.50 mm/a。该海域潮汐的长期趋势可能与内潮海表面信号的变化有关。卫星观测到的潮汐既包含正压潮，也包含内潮海表面信号。南海作为全球内潮活动最活跃的海域之一，其内潮海表面信号是非常显著的。而内潮对海洋层化的变化是非常敏感的，海洋层化的变化会影响内潮的生成、传播和耗散以及内潮在海表的显示，最终引起该海域潮汐振幅的长期趋势。
2021, 43(6): 35-44.
doi: 10.12284/hyxb2021076
摘要:
海洋热浪是指在一定海域内发生的海表温度异常偏高的现象，海洋热浪的发生会对海洋生态系统的功能与服务产生重大影响。近年来，中国近海海洋热浪频发，引起越来越多的关注。本文利用逐日海表温度观测资料对2019年中国近海海洋热浪特征进行研究分析，结果显示：2019年，在中国近海海南岛周边海域、长江口附近海域、渤海海域和江苏外海海域海洋热浪高发，频次为7～12次；北部湾附近海域海洋热浪发生时间最长，超过150 d。在此基础上，以北部湾海域2−4月经历的一次持续时间长达数月的海洋热浪事件为例，分析了事件期间对应的气温场、气压场以及风场的异常，并进一步分析了北部湾不同季节海洋热浪事件与各气象背景场的对应关系。总体而言，2019年北部湾海域2−4月海洋热浪期间，气温偏高，副热带高压面积偏大、位置偏西偏北，冬季风偏弱，是此海洋热浪发生与维持的重要原因。
海洋热浪是指在一定海域内发生的海表温度异常偏高的现象，海洋热浪的发生会对海洋生态系统的功能与服务产生重大影响。近年来，中国近海海洋热浪频发，引起越来越多的关注。本文利用逐日海表温度观测资料对2019年中国近海海洋热浪特征进行研究分析，结果显示：2019年，在中国近海海南岛周边海域、长江口附近海域、渤海海域和江苏外海海域海洋热浪高发，频次为7～12次；北部湾附近海域海洋热浪发生时间最长，超过150 d。在此基础上，以北部湾海域2−4月经历的一次持续时间长达数月的海洋热浪事件为例，分析了事件期间对应的气温场、气压场以及风场的异常，并进一步分析了北部湾不同季节海洋热浪事件与各气象背景场的对应关系。总体而言，2019年北部湾海域2−4月海洋热浪期间，气温偏高，副热带高压面积偏大、位置偏西偏北，冬季风偏弱，是此海洋热浪发生与维持的重要原因。
2021, 43(6): 45-61.
doi: 10.12284/hyxb2021080
摘要:
本文基于1984−2017年热带气旋灾情资料和中国气象局上海台风研究所整编的热带气旋最佳路径资料，分析了中国热带气旋灾害的时空特征，比较了不同盛行路径下热带气旋灾害的差异，探讨了盛行路径下热带气旋陆上持续时间变化及灾害潜在风险。结果表明：（1）1984−2017年，直接经济损失呈现上升趋势，但该损失在国民生产总值中占比和死亡人数则呈下降趋势。（2）3类盛行路径热带气旋直接经济损失具有区域性差别。近海转向热带气旋登陆中国的数目少、灾害轻，西行和西北行的热带气旋登陆中国的数目多、范围广、灾害重。其中西行热带气旋主要影响广东、广西和海南，西北行热带气旋主要影响广东、福建和浙江。（3）台风潜在风险影响因子—热带气旋陆上平均持续时间，近几十年来增加趋势显著，但不同盛行路径陆上平均持续时间增加原因不一。近海转向的热带气旋陆上平均持续时间增加与陆上平均移速减小有关，西行和西北行的热带气旋陆上平均持续时间增加主要由陆上平均移动距离增加所致。
本文基于1984−2017年热带气旋灾情资料和中国气象局上海台风研究所整编的热带气旋最佳路径资料，分析了中国热带气旋灾害的时空特征，比较了不同盛行路径下热带气旋灾害的差异，探讨了盛行路径下热带气旋陆上持续时间变化及灾害潜在风险。结果表明：（1）1984−2017年，直接经济损失呈现上升趋势，但该损失在国民生产总值中占比和死亡人数则呈下降趋势。（2）3类盛行路径热带气旋直接经济损失具有区域性差别。近海转向热带气旋登陆中国的数目少、灾害轻，西行和西北行的热带气旋登陆中国的数目多、范围广、灾害重。其中西行热带气旋主要影响广东、广西和海南，西北行热带气旋主要影响广东、福建和浙江。（3）台风潜在风险影响因子—热带气旋陆上平均持续时间，近几十年来增加趋势显著，但不同盛行路径陆上平均持续时间增加原因不一。近海转向的热带气旋陆上平均持续时间增加与陆上平均移速减小有关，西行和西北行的热带气旋陆上平均持续时间增加主要由陆上平均移动距离增加所致。
2021, 43(6): 62-70.
doi: 10.12284/hyxb2021142
摘要:
入海污染物在线监测是实现海洋污染总量控制和测管协同的关键手段之一。本文基于布设在福建省九龙江口的多参数浮标，获取2014−2018年浮标盐度和荧光溶解有机质(FDOM)数据，结合人工采样测定化学需氧量(COD)浓度，建立了河口区COD浓度的快速反演模型。使用有效浓度法外推得到河端COD浓度，结合流量数据估算了高频率的COD入海通量，利用通量分解模型定量分析了COD入海通量的调控因素。结果表明：(1) COD河端有效浓度的拟合值与实测值的偏差为(10.4±8.8)%，模型能够较好地反演九龙江口河端的COD浓度；(2)在季节尺度上，受2015−2016年超强El Niño事件影响，2016年旱季的异常降雨降低了河流COD浓度，但是径流量的增加仍然显著提高了该季节COD的入海通量；(3)在年际尺度上，2015−2016年El Niño事件所引起的异常降雨事件导致2016年九龙江COD入海通量为(4.4 ± 0.9)×104 t/a，显著高于2014年、2015年及2017年的3.0×104～3.2×104 t/a。上述研究结果表明，FDOM水质浮标在线监测系统，有助于实现对陆源COD入海通量及其调控因素的长期连续高频监测，可为海洋生态环境保护和管理提供重要技术支撑。
入海污染物在线监测是实现海洋污染总量控制和测管协同的关键手段之一。本文基于布设在福建省九龙江口的多参数浮标，获取2014−2018年浮标盐度和荧光溶解有机质(FDOM)数据，结合人工采样测定化学需氧量(COD)浓度，建立了河口区COD浓度的快速反演模型。使用有效浓度法外推得到河端COD浓度，结合流量数据估算了高频率的COD入海通量，利用通量分解模型定量分析了COD入海通量的调控因素。结果表明：(1) COD河端有效浓度的拟合值与实测值的偏差为(10.4±8.8)%，模型能够较好地反演九龙江口河端的COD浓度；(2)在季节尺度上，受2015−2016年超强El Niño事件影响，2016年旱季的异常降雨降低了河流COD浓度，但是径流量的增加仍然显著提高了该季节COD的入海通量；(3)在年际尺度上，2015−2016年El Niño事件所引起的异常降雨事件导致2016年九龙江COD入海通量为(4.4 ± 0.9)×104 t/a，显著高于2014年、2015年及2017年的3.0×104～3.2×104 t/a。上述研究结果表明，FDOM水质浮标在线监测系统，有助于实现对陆源COD入海通量及其调控因素的长期连续高频监测，可为海洋生态环境保护和管理提供重要技术支撑。
2021, 43(6): 71-80.
doi: 10.12284/hyxb2021066
摘要:
基于稳定同位素方法，对2018年吕泗渔场近岸海域夏季主要生物种类的潜在碳源及其营养级进行分析，利用IsoSource模型计算该海域消费者的3大碳源（浮游植物、悬浮颗粒有机物、底质有机物）贡献值，并比较叠加潜在碳源影响前后主要生物种类的营养级变化。结果表明，浮游植物和底质有机物对37种主要生物种类的贡献比例分别为58.7%和28.2%，而悬浮颗粒有机物的贡献较小。因此判定吕泗渔场近岸海域夏季主要生物种类的潜在碳源主要是浮游植物和底质有机物。通过分别叠加3大潜在碳源和单一物种作为基准值构建两个营养级谱，右营养级谱的生物种类营养级范围为1.74～3.92，比左营养级谱平均下降0.19个营养级，尽管两个营养级谱的整体趋势走向不变，但部分鱼类和多数虾类的营养位置发生改变。右营养级谱的基准值随着潜在碳源叠加比例的不同而变化，能有效反映生物营养级，更适用于低营养级的虾蟹类。但对于处于中高级消费者位置的鱼类来说，这种叠加的效果影响不大。
基于稳定同位素方法，对2018年吕泗渔场近岸海域夏季主要生物种类的潜在碳源及其营养级进行分析，利用IsoSource模型计算该海域消费者的3大碳源（浮游植物、悬浮颗粒有机物、底质有机物）贡献值，并比较叠加潜在碳源影响前后主要生物种类的营养级变化。结果表明，浮游植物和底质有机物对37种主要生物种类的贡献比例分别为58.7%和28.2%，而悬浮颗粒有机物的贡献较小。因此判定吕泗渔场近岸海域夏季主要生物种类的潜在碳源主要是浮游植物和底质有机物。通过分别叠加3大潜在碳源和单一物种作为基准值构建两个营养级谱，右营养级谱的生物种类营养级范围为1.74～3.92，比左营养级谱平均下降0.19个营养级，尽管两个营养级谱的整体趋势走向不变，但部分鱼类和多数虾类的营养位置发生改变。右营养级谱的基准值随着潜在碳源叠加比例的不同而变化，能有效反映生物营养级，更适用于低营养级的虾蟹类。但对于处于中高级消费者位置的鱼类来说，这种叠加的效果影响不大。
2021, 43(6): 81-89.
doi: 10.12284/hyxb2021106
摘要:
西北太平洋柔鱼(Ommastrephes bartramii)是我国鱿钓船队重要捕捞对象，其资源分布的时空变化对资源的可持续开发和利用有重要影响。本文以2000−2015年7−10月西北太平洋柔鱼渔业数据的单位捕捞努力量渔获量作为应变量，以年份、月份、经度、纬度、海表面温度、海表盐度、海面高度、叶绿素a浓度作为自变量，构建BP神经网络模型，推测该段时间西北太平洋柔鱼丰度时空变化规律，并探究环境因子对柔鱼资源丰度的影响。通过比较，确定输入层为年份、月份、经度、纬度、海表面温度和海表盐度，隐含层神经元数量为8的模型均方误差最小，模型最优。结果表明，单位捕捞努力量渔获量年间波动明显，每年的7月、10月柔鱼资源丰度较低，且空间分布分散在整个作业渔场，8月、9月资源丰度较高，并集中在41.5°～43.5°N, 155°～160°E局部区域。研究认为，海表面温度和海表盐度对柔鱼资源丰度时空变动有较大影响，在今后柔鱼资源评估与管理中予以考虑。
西北太平洋柔鱼(Ommastrephes bartramii)是我国鱿钓船队重要捕捞对象，其资源分布的时空变化对资源的可持续开发和利用有重要影响。本文以2000−2015年7−10月西北太平洋柔鱼渔业数据的单位捕捞努力量渔获量作为应变量，以年份、月份、经度、纬度、海表面温度、海表盐度、海面高度、叶绿素a浓度作为自变量，构建BP神经网络模型，推测该段时间西北太平洋柔鱼丰度时空变化规律，并探究环境因子对柔鱼资源丰度的影响。通过比较，确定输入层为年份、月份、经度、纬度、海表面温度和海表盐度，隐含层神经元数量为8的模型均方误差最小，模型最优。结果表明，单位捕捞努力量渔获量年间波动明显，每年的7月、10月柔鱼资源丰度较低，且空间分布分散在整个作业渔场，8月、9月资源丰度较高，并集中在41.5°～43.5°N, 155°～160°E局部区域。研究认为，海表面温度和海表盐度对柔鱼资源丰度时空变动有较大影响，在今后柔鱼资源评估与管理中予以考虑。
2021, 43(6): 90-97.
doi: 10.12284/hyxb2021102
摘要:
本研究以2015年和2017年我国远洋鱿钓渔船在东南太平洋的厄瓜多尔、秘鲁和智利公海生产时采集的茎柔鱼眼睛晶体为研究材料，采用LA-ICPMS测定了眼睛晶体外缘的微量元素，比较微量元素地理区域间差异，分析微量元素浓度与茎柔鱼栖息水温的关系。结果显示，厄瓜多尔、秘鲁和智利公海的茎柔鱼眼睛晶体外缘Mg25、Ni60 、Cu63、Sr88和Ba137等元素在3个海区之间存在显著差异(p<0.05)，Na23、Al27、Si29、P31、Ca43、Mn55、Zn66和Pb等元素在两两海区之间均不存在显著差异(p>0.05)。除了Sr88、Ba137、Fe57和Ni60与海表面温度呈显著的线性负相关，其他元素与海表面温度均无显著的相关关系。分析认为，Sr88、Ba137、Fe57和Ni60均可以看作茎柔鱼生活水温的指示元素，Ba137元素还可以看作茎柔鱼生活水深以及上升流的指示元素。研究认为，眼睛晶体微量元素可用于头足类栖息环境的重建。
本研究以2015年和2017年我国远洋鱿钓渔船在东南太平洋的厄瓜多尔、秘鲁和智利公海生产时采集的茎柔鱼眼睛晶体为研究材料，采用LA-ICPMS测定了眼睛晶体外缘的微量元素，比较微量元素地理区域间差异，分析微量元素浓度与茎柔鱼栖息水温的关系。结果显示，厄瓜多尔、秘鲁和智利公海的茎柔鱼眼睛晶体外缘Mg25、Ni60 、Cu63、Sr88和Ba137等元素在3个海区之间存在显著差异(p<0.05)，Na23、Al27、Si29、P31、Ca43、Mn55、Zn66和Pb等元素在两两海区之间均不存在显著差异(p>0.05)。除了Sr88、Ba137、Fe57和Ni60与海表面温度呈显著的线性负相关，其他元素与海表面温度均无显著的相关关系。分析认为，Sr88、Ba137、Fe57和Ni60均可以看作茎柔鱼生活水温的指示元素，Ba137元素还可以看作茎柔鱼生活水深以及上升流的指示元素。研究认为，眼睛晶体微量元素可用于头足类栖息环境的重建。
2021, 43(6): 98-107.
doi: 10.12284/hyxb2021068
摘要:
国内外关于好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)和上升流之间关系的研究甚少。本文采用“基于蓝细菌校正的时序红外显微技术”研究了台湾海峡南部近岸上升流中心区AAPB对上升流变化的响应。研究结果发现，在上升流涌升的初始阶段，AAPB和总异养细菌丰度较低；随着上升流的发展，两者丰度均增加并在上升流的成熟期达到最高值；而当上升流衰退时，AAPB和总异养细菌丰度开始下降。在上升流发展过程中，AAPB丰度与叶绿素a浓度在一定范围内呈显著正相关，但同时受环境低磷浓度的限制，总异养细菌丰度与氮、磷、硅营养盐均有显著正相关，表明叶绿素a指示的浮游植物所释放的溶解有机碳和环境中的磷限制可能对AAPB起着更为直接和重要的作用，而营养盐则可能在总异养细菌对上升流的响应中起着重要作用。本研究有助于我们理解AAPB在碳及其他生源要素循环中的作用及其调控机制。
国内外关于好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)和上升流之间关系的研究甚少。本文采用“基于蓝细菌校正的时序红外显微技术”研究了台湾海峡南部近岸上升流中心区AAPB对上升流变化的响应。研究结果发现，在上升流涌升的初始阶段，AAPB和总异养细菌丰度较低；随着上升流的发展，两者丰度均增加并在上升流的成熟期达到最高值；而当上升流衰退时，AAPB和总异养细菌丰度开始下降。在上升流发展过程中，AAPB丰度与叶绿素a浓度在一定范围内呈显著正相关，但同时受环境低磷浓度的限制，总异养细菌丰度与氮、磷、硅营养盐均有显著正相关，表明叶绿素a指示的浮游植物所释放的溶解有机碳和环境中的磷限制可能对AAPB起着更为直接和重要的作用，而营养盐则可能在总异养细菌对上升流的响应中起着重要作用。本研究有助于我们理解AAPB在碳及其他生源要素循环中的作用及其调控机制。
2021, 43(6): 108-117.
doi: 10.12284/hyxb2021110
摘要:
二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)是地球上最丰富的有机硫分子之一，在全球硫循环和气候调节中具有重要的作用。DMSP是“冷室气体”二甲基硫(DMS)最主要的前体物质；在海洋中，DMSP可被多种途径降解，微生物降解是其最重要的途径之一。珊瑚礁是海洋DMS重要的来源之一，珊瑚共附生DMSP降解菌在DMS生产过程中发挥着重要的作用。本研究从多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)、美丽鹿角珊瑚(Acropora formosa)、多棘鹿角珊瑚(Acropora echinata)、指状鹿角珊瑚(Acropora digitifera)、鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis) 6种造礁石珊瑚中分离获得珊瑚共附生DMSP降解菌39株，基于16S rRNA基因序列对DMSP降解菌进行系统发育分析，39株DMSP降解菌株分别隶属于4个门、6个纲、19个属，优势属为芽孢杆菌属(Bacillus)；通过火焰光度检测器−气相色谱(GC-FPD)联用技术检测DMSP降解产物，分析DMSP降解菌的DMS生产能力，结果显示，9株菌具有高产DMS能力，高产DMS菌株对于珊瑚应对气候变暖的益生作用有待后续深入研究。
二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)是地球上最丰富的有机硫分子之一，在全球硫循环和气候调节中具有重要的作用。DMSP是“冷室气体”二甲基硫(DMS)最主要的前体物质；在海洋中，DMSP可被多种途径降解，微生物降解是其最重要的途径之一。珊瑚礁是海洋DMS重要的来源之一，珊瑚共附生DMSP降解菌在DMS生产过程中发挥着重要的作用。本研究从多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)、美丽鹿角珊瑚(Acropora formosa)、多棘鹿角珊瑚(Acropora echinata)、指状鹿角珊瑚(Acropora digitifera)、鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis) 6种造礁石珊瑚中分离获得珊瑚共附生DMSP降解菌39株，基于16S rRNA基因序列对DMSP降解菌进行系统发育分析，39株DMSP降解菌株分别隶属于4个门、6个纲、19个属，优势属为芽孢杆菌属(Bacillus)；通过火焰光度检测器−气相色谱(GC-FPD)联用技术检测DMSP降解产物，分析DMSP降解菌的DMS生产能力，结果显示，9株菌具有高产DMS能力，高产DMS菌株对于珊瑚应对气候变暖的益生作用有待后续深入研究。
2021, 43(6): 118-128.
doi: 10.12284/hyxb2021092
摘要:
沿岸流不稳定运动属于超低频运动，研究它的传播特性，有助于深入理解其对岸滩演变、污染物、鱼卵等输移、迁移的影响。本文基于小波相干谱对所选实验波况进行了研究，分析了规则波、随机波入射情况下沿岸流不稳定运动传播特性，并讨论了入射波高、周期、坡度等对其的影响。结果表明，不规则波更易诱导出沿岸流不稳定运动，且在不规则波情况下，不稳定运动在沿岸方向相距4 m的两个断面上产生的相位差都约为±30°，与波浪入射角相近；随着入射波高的增加，非线性随之增强，更易诱导出不稳定运动，生成的沿岸流不稳定运动周期范围将增大；入射波周期对沿岸流不稳定运动的传播特性影响较小；坡度越陡越易诱导出超低频的不稳定运动。
沿岸流不稳定运动属于超低频运动，研究它的传播特性，有助于深入理解其对岸滩演变、污染物、鱼卵等输移、迁移的影响。本文基于小波相干谱对所选实验波况进行了研究，分析了规则波、随机波入射情况下沿岸流不稳定运动传播特性，并讨论了入射波高、周期、坡度等对其的影响。结果表明，不规则波更易诱导出沿岸流不稳定运动，且在不规则波情况下，不稳定运动在沿岸方向相距4 m的两个断面上产生的相位差都约为±30°，与波浪入射角相近；随着入射波高的增加，非线性随之增强，更易诱导出不稳定运动，生成的沿岸流不稳定运动周期范围将增大；入射波周期对沿岸流不稳定运动的传播特性影响较小；坡度越陡越易诱导出超低频的不稳定运动。
2021, 43(6): 129-138.
doi: 10.12284/hyxb2021100
摘要:
作为一种常见的近海海底灾害地质现象，波致海床液化严重威胁着黄河三角洲地区海底工程设施的安全。粉质海床液化后，海底粉土的结构、物理和力学性质均发生了改变，研究该变化规律尤其是评估液化后海底粉土再次发生液化的可能性具有重要的理论意义和应用价值。本文利用室内动三轴仪对取自黄河三角洲已液化和未液化海底粉土开展了液化试验对比研究，讨论了已液化和未液化海底粉土在孔压增长模式和轴向动应变发展趋势方面的异同，对比分析了二者的液化势。研究结果表明：应变标准比孔压标准更适用于评估黄河三角洲地区海底粉土的液化势；孔压和动应变发展模式均表明与未液化粉土相比，已液化海底粉土再次发生液化的抗力有所提高；已液化和未液化海底粉土归一化孔压比ud/σ3与循环加载次数比N/Nf间相关关系可采用双曲线或指数函数模型进行定量化描述；未液化海底粉土的波致液化临界循环应力比约为0.20，已液化海底粉土的临界循环应力比约为0.35。研究成果有助于加深对海底粉土波致液化特性的认识，亦可为循环应力历史影响下的土体力学性质研究提供参考。
作为一种常见的近海海底灾害地质现象，波致海床液化严重威胁着黄河三角洲地区海底工程设施的安全。粉质海床液化后，海底粉土的结构、物理和力学性质均发生了改变，研究该变化规律尤其是评估液化后海底粉土再次发生液化的可能性具有重要的理论意义和应用价值。本文利用室内动三轴仪对取自黄河三角洲已液化和未液化海底粉土开展了液化试验对比研究，讨论了已液化和未液化海底粉土在孔压增长模式和轴向动应变发展趋势方面的异同，对比分析了二者的液化势。研究结果表明：应变标准比孔压标准更适用于评估黄河三角洲地区海底粉土的液化势；孔压和动应变发展模式均表明与未液化粉土相比，已液化海底粉土再次发生液化的抗力有所提高；已液化和未液化海底粉土归一化孔压比ud/σ3与循环加载次数比N/Nf间相关关系可采用双曲线或指数函数模型进行定量化描述；未液化海底粉土的波致液化临界循环应力比约为0.20，已液化海底粉土的临界循环应力比约为0.35。研究成果有助于加深对海底粉土波致液化特性的认识，亦可为循环应力历史影响下的土体力学性质研究提供参考。
2021, 43(6): 139-144.
doi: 10.12284/hyxb2021074
摘要:
随着我国海洋二号B卫星(HY-2B)于2018年10月发射成功，国家卫星海洋应用中心于珠海万山进行了HY-2B的在轨测试。试验利用沿岸验潮仪，在珠海万山直湾岛HY-2B过境轨道375的星下点附近进行了由2018年11月3日至12月12日的验潮仪定标试验。在试验期间，HY-2B共重访定标场星下点3次，定标结果表明：3个周期的HY-2B雷达高度计测量海面高度定标结果良好，定标参数分别为(3.06±3.48) cm、(2.85±1.03) cm、−7.41 cm；定标参数在前3个周期存在一定漂移，需要后续的定标工作以确定漂移原因。
随着我国海洋二号B卫星(HY-2B)于2018年10月发射成功，国家卫星海洋应用中心于珠海万山进行了HY-2B的在轨测试。试验利用沿岸验潮仪，在珠海万山直湾岛HY-2B过境轨道375的星下点附近进行了由2018年11月3日至12月12日的验潮仪定标试验。在试验期间，HY-2B共重访定标场星下点3次，定标结果表明：3个周期的HY-2B雷达高度计测量海面高度定标结果良好，定标参数分别为(3.06±3.48) cm、(2.85±1.03) cm、−7.41 cm；定标参数在前3个周期存在一定漂移，需要后续的定标工作以确定漂移原因。
2021, 43(6): 145-156.
doi: 10.12284/hyxb2021086
摘要:
如何确定海底多金属硫化物的空间分布并对其进行资源量评价至关重要。瞬变电磁法是陆地金属矿床勘探的重要手段，但海底的崎岖地形、硫化物的复杂结构以及不稳定的近底观测条件为瞬变电磁在海洋中的应用提出了挑战。为验证瞬变电磁方法对热液区硫化物的勘探应用潜力，本文采用了有限元方法，结合大西洋洋中脊TAG热液区实测地形数据和硫化物深部剖面进行三维正演模拟，通过对比仪器在不同位置、姿态、离底高度的正演模拟结果发现：重叠回线探测装置在离底高度小于60 m时，可以有效探测到TAG丘体的高电导率异常。海底复杂地形以及仪器拖曳方式都会对二次场早期响应产生干扰，同时仪器姿态变化也会改变所探测到的响应，这表明，应结合研究区域的海底地形、仪器海底定位以及姿态数据才能更好的对实测瞬变电磁数据进行合理解释。
如何确定海底多金属硫化物的空间分布并对其进行资源量评价至关重要。瞬变电磁法是陆地金属矿床勘探的重要手段，但海底的崎岖地形、硫化物的复杂结构以及不稳定的近底观测条件为瞬变电磁在海洋中的应用提出了挑战。为验证瞬变电磁方法对热液区硫化物的勘探应用潜力，本文采用了有限元方法，结合大西洋洋中脊TAG热液区实测地形数据和硫化物深部剖面进行三维正演模拟，通过对比仪器在不同位置、姿态、离底高度的正演模拟结果发现：重叠回线探测装置在离底高度小于60 m时，可以有效探测到TAG丘体的高电导率异常。海底复杂地形以及仪器拖曳方式都会对二次场早期响应产生干扰，同时仪器姿态变化也会改变所探测到的响应，这表明，应结合研究区域的海底地形、仪器海底定位以及姿态数据才能更好的对实测瞬变电磁数据进行合理解释。
2021, 43(6): 157-170.
doi: 10.12284/hyxb2021084
摘要:
渤海是我国重要的经济区，海冰灾害严重威胁着人类生产活动。合成孔径雷达具有全天候成像能力，研究渤海区域的SAR图像海冰检测具有重要意义。传统海冰检测方法受限于特征提取方法和建模方式，检测精度有待提升。深度学习具有极强的特征自学习能力，适用于图像检测问题。本文基于深度学习框架U-Net，以Sentinel-1双极化（VV和VH）合成孔径雷达图像为输入信息，设计混合损失函数优化传统U-Net模型，形成了基于混合损失U-Net的渤海海冰检测模型。将本文模型与传统海冰检测方法[脉冲耦合神经网络（PCNN）、马尔科夫随机场（MRF）和分水岭算法]和基于深度卷积神经网络（CNN）的深度学习方法进行了对比。实验结果表明：本文基于混合损失U-Net的海冰检测模型在重叠度、F1分数、精确度和召回率4项度量指标上分别达到了97.567%、98.769%、98.767%和98.771%，检测效果明显优于对比方法；双极化信息输入的检测结果比VV单极化输入的检测结果在F1分数、精确度、召回率和重叠度上分别提高了0.375%、0.111%、0.639%和0.740%；混合损失函数的检测结果比非混合损失函数的检测结果在F1分数、精确度、召回率和重叠度上分别提高了1.129%、0.947%、1.794%和2.231%；模型能对冰水沿线、冰间水道、冰间隙等细节进行有效检测；可应用于渤海区域整幅SAR图像的海冰检测，为海冰监测、海冰变化分析、海冰预报提供技术支撑。
渤海是我国重要的经济区，海冰灾害严重威胁着人类生产活动。合成孔径雷达具有全天候成像能力，研究渤海区域的SAR图像海冰检测具有重要意义。传统海冰检测方法受限于特征提取方法和建模方式，检测精度有待提升。深度学习具有极强的特征自学习能力，适用于图像检测问题。本文基于深度学习框架U-Net，以Sentinel-1双极化（VV和VH）合成孔径雷达图像为输入信息，设计混合损失函数优化传统U-Net模型，形成了基于混合损失U-Net的渤海海冰检测模型。将本文模型与传统海冰检测方法[脉冲耦合神经网络（PCNN）、马尔科夫随机场（MRF）和分水岭算法]和基于深度卷积神经网络（CNN）的深度学习方法进行了对比。实验结果表明：本文基于混合损失U-Net的海冰检测模型在重叠度、F1分数、精确度和召回率4项度量指标上分别达到了97.567%、98.769%、98.767%和98.771%，检测效果明显优于对比方法；双极化信息输入的检测结果比VV单极化输入的检测结果在F1分数、精确度、召回率和重叠度上分别提高了0.375%、0.111%、0.639%和0.740%；混合损失函数的检测结果比非混合损失函数的检测结果在F1分数、精确度、召回率和重叠度上分别提高了1.129%、0.947%、1.794%和2.231%；模型能对冰水沿线、冰间水道、冰间隙等细节进行有效检测；可应用于渤海区域整幅SAR图像的海冰检测，为海冰监测、海冰变化分析、海冰预报提供技术支撑。
Email alert
RSS
