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doi: 10.12284/hyxb2023123
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海草盖度是反映海草床生态状况的重要指标。本文通过航拍方案设计和飞行条件试验采用无人机航拍获取了东郊椰林海域高分辨率海草影像图，结合ArcGIS软件影像分类工具和3D工具反演了海草分布范围，研究出海草盖度计算的新方法并计算了东郊椰林海底海草的盖度，模拟传统海草盖度调查方法的站点布置，探讨了其结果可比性和代表性问题。研究结果表明，东郊椰林海域海草主要分布于离岸300 m以内的珊瑚礁砰上，呈斑块状、间隔式分布，获取东郊椰林沿岸海草集中分布区面积为23 221 m2，占研究区面积的比例为17.79%；海草覆盖面积约为16 423 m2，海草盖度为12.58%，海草盖度较高，海草床生态状况良好。在研究区的东南区域有马尾藻密集分布，分布面积为755.6 m2，其盖度为0.5%，呈独株圆柱状漂浮生长。通过模拟试验，传统海草盖度调查方法有样框法和样线法，布置站点不同，样框、样线放置有随机性，海草盖度调查结果变动明显，是传统调查方法的结果存在代表性差、可比性差的原因。本研究成果在海草生态监控区调查中具有推广应用价值。
海草盖度是反映海草床生态状况的重要指标。本文通过航拍方案设计和飞行条件试验采用无人机航拍获取了东郊椰林海域高分辨率海草影像图，结合ArcGIS软件影像分类工具和3D工具反演了海草分布范围，研究出海草盖度计算的新方法并计算了东郊椰林海底海草的盖度，模拟传统海草盖度调查方法的站点布置，探讨了其结果可比性和代表性问题。研究结果表明，东郊椰林海域海草主要分布于离岸300 m以内的珊瑚礁砰上，呈斑块状、间隔式分布，获取东郊椰林沿岸海草集中分布区面积为23 221 m2，占研究区面积的比例为17.79%；海草覆盖面积约为16 423 m2，海草盖度为12.58%，海草盖度较高，海草床生态状况良好。在研究区的东南区域有马尾藻密集分布，分布面积为755.6 m2，其盖度为0.5%，呈独株圆柱状漂浮生长。通过模拟试验，传统海草盖度调查方法有样框法和样线法，布置站点不同，样框、样线放置有随机性，海草盖度调查结果变动明显，是传统调查方法的结果存在代表性差、可比性差的原因。本研究成果在海草生态监控区调查中具有推广应用价值。
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doi: 10.12284/hyxb2023121
摘要:
波流相互作用作为非线性科学的前沿课题，一直受到国内外广大学者的关注。本文以2016年第1号超强台风“尼伯特”为例，基于波流耦合模式研究了台风影响期间强海况下波流相互作用对有效波高的影响。研究表明：（1）波流耦合模式可有效提高强海况下海浪的模拟精度；（2）波流相互作用对有效波高的影响与波向和流向之间的夹角关系密切：当波向与流向大致相同时，波流相互作用使有效波高减小；当波向与流向大致相反时，波流相互作用使有效波高增大；当波向与流向之间的夹角越接近90°时，波流相互作用对有效波高的影响越小。波流相互作用对有效波高的影响最大可达1.5 m。
波流相互作用作为非线性科学的前沿课题，一直受到国内外广大学者的关注。本文以2016年第1号超强台风“尼伯特”为例，基于波流耦合模式研究了台风影响期间强海况下波流相互作用对有效波高的影响。研究表明：（1）波流耦合模式可有效提高强海况下海浪的模拟精度；（2）波流相互作用对有效波高的影响与波向和流向之间的夹角关系密切：当波向与流向大致相同时，波流相互作用使有效波高减小；当波向与流向大致相反时，波流相互作用使有效波高增大；当波向与流向之间的夹角越接近90°时，波流相互作用对有效波高的影响越小。波流相互作用对有效波高的影响最大可达1.5 m。
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doi: 10.12284/hyxb2023111
摘要:
充分融合使用卫星遥感与现场观测信息，构建高质量的水下温盐场是海洋科学研究发展的前沿课题。目前，绝大多数同化系统使用的同化方案，均需要假设要素在海表与水下存在某种人为预先设定的关系，从而导致得到的温盐分析场人为性较强，不能完全客观地反映真实的海洋状态。本研究提出了一种不做任何关系假设，仅依靠不同种类的观测资料在时间和空间上的相互补充作用，融合卫星遥感与现场观测资料,进行时空四维多尺度分析的方案。通过与分别单独同化这两类观测资料的试验结果相比，该方案既可以得到较精准的温盐剖面结构特征，又能够反映出海面中尺度变化的细节信息，最大化地提取了观测资料中的多尺度信息，实现了“1+1>2”的效果，构建了完全客观的温盐分析场。研究结果还表明，同化卫星遥感海表面盐度资料可以有效改善温度和盐度的分析，证明了海表面盐度观测在温盐同化中的重要性。
充分融合使用卫星遥感与现场观测信息，构建高质量的水下温盐场是海洋科学研究发展的前沿课题。目前，绝大多数同化系统使用的同化方案，均需要假设要素在海表与水下存在某种人为预先设定的关系，从而导致得到的温盐分析场人为性较强，不能完全客观地反映真实的海洋状态。本研究提出了一种不做任何关系假设，仅依靠不同种类的观测资料在时间和空间上的相互补充作用，融合卫星遥感与现场观测资料,进行时空四维多尺度分析的方案。通过与分别单独同化这两类观测资料的试验结果相比，该方案既可以得到较精准的温盐剖面结构特征，又能够反映出海面中尺度变化的细节信息，最大化地提取了观测资料中的多尺度信息，实现了“1+1>2”的效果，构建了完全客观的温盐分析场。研究结果还表明，同化卫星遥感海表面盐度资料可以有效改善温度和盐度的分析，证明了海表面盐度观测在温盐同化中的重要性。
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可拉酸是生物被膜上重要的胞外多糖之一，但细菌可拉酸对海洋无脊椎动物附着过程的影响还鲜少研究。本研究从自然生物被膜中分离出8株海洋细菌，对其种属进行鉴定及聚类分析，并测定其生物被膜的可拉酸含量及对稚贝附着的诱导能力。筛选所得海洋细菌形成生物被膜并测定其成膜能力及胞外产物含量，发现β-多糖的生物量与厚壳贻贝稚贝附着率呈显著正相关趋势（p<0.05）。8株海洋细菌生物被膜中可拉酸含量的定量结果显示，3株革兰氏阳性菌无法产生可拉酸，5株革兰氏阴性菌均可检测到不同含量的可拉酸，其中革兰氏阴性菌Shewanella marisflavi的可拉酸含量最高，为1 076.43 μg/mL。不同可拉酸含量的海洋细菌单一生物被膜与厚壳贻贝稚贝附着率之间关系的研究结果显示，海洋细菌生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着率的诱导效果与其可拉酸含量呈显著正相关（p<0.05）。以上结果表明，细菌生物被膜中的可拉酸能够参与诱导厚壳贻贝稚贝的附着。本研究为探究海洋细菌生物被膜的化学物质与海洋贝类附着之间的相互作用及其对贝类附着机制提出了新的见解。
可拉酸是生物被膜上重要的胞外多糖之一，但细菌可拉酸对海洋无脊椎动物附着过程的影响还鲜少研究。本研究从自然生物被膜中分离出8株海洋细菌，对其种属进行鉴定及聚类分析，并测定其生物被膜的可拉酸含量及对稚贝附着的诱导能力。筛选所得海洋细菌形成生物被膜并测定其成膜能力及胞外产物含量，发现β-多糖的生物量与厚壳贻贝稚贝附着率呈显著正相关趋势（p<0.05）。8株海洋细菌生物被膜中可拉酸含量的定量结果显示，3株革兰氏阳性菌无法产生可拉酸，5株革兰氏阴性菌均可检测到不同含量的可拉酸，其中革兰氏阴性菌Shewanella marisflavi的可拉酸含量最高，为1 076.43 μg/mL。不同可拉酸含量的海洋细菌单一生物被膜与厚壳贻贝稚贝附着率之间关系的研究结果显示，海洋细菌生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着率的诱导效果与其可拉酸含量呈显著正相关（p<0.05）。以上结果表明，细菌生物被膜中的可拉酸能够参与诱导厚壳贻贝稚贝的附着。本研究为探究海洋细菌生物被膜的化学物质与海洋贝类附着之间的相互作用及其对贝类附着机制提出了新的见解。
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偶见种易受环境变化和人类活动等外界威胁，在生物多样性保护中具有重要参考价值，但由于其数据量较少、分析困难，目前对分布特征的研究较少，其分布与环境因子的关系尚待探究。本研究基于2013–2019年海州湾渔业资源调查数据，分析了凤鲚（Coilia mystus）、红狼牙虾虎鱼（Odontamblyopus rubicundus）和虻鲉（Erisphex pottii）3种海州湾偶见种资源分布与环境因子的关系，并比较了广义可加模型（GAM）和随机森林（RF）模型对其资源分布的拟合效果，采用交叉验证的方法对模型的预测性能进行了评价。结果显示，水深是影响春、秋季凤鲚和红狼牙虾虎鱼资源分布的最显著因子，而底层水温仅在秋季是影响虻鲉资源分布的最重要环境因子。凤鲚分布模型的方差解释率最高，其次为红狼牙虾虎鱼，虻鲉模型方差解释率最低。凤鲚、红狼牙虾虎鱼和虻鲉分布模型在春季方差解释率均低于秋季。交叉验证表明，3个物种预测结果的AUC值在0.70～0.85之间，仅秋季凤鲚的AUC值达到0.9；同时GAM预测结果的曲线下面积（AUC）值均大于RF模型，表明对于偶见种而言，GAM的预测性能优于RF模型。本研究为今后开展偶见种研究的模型选择提供了参考，对偶见种资源保护具有指导意义。
偶见种易受环境变化和人类活动等外界威胁，在生物多样性保护中具有重要参考价值，但由于其数据量较少、分析困难，目前对分布特征的研究较少，其分布与环境因子的关系尚待探究。本研究基于2013–2019年海州湾渔业资源调查数据，分析了凤鲚（Coilia mystus）、红狼牙虾虎鱼（Odontamblyopus rubicundus）和虻鲉（Erisphex pottii）3种海州湾偶见种资源分布与环境因子的关系，并比较了广义可加模型（GAM）和随机森林（RF）模型对其资源分布的拟合效果，采用交叉验证的方法对模型的预测性能进行了评价。结果显示，水深是影响春、秋季凤鲚和红狼牙虾虎鱼资源分布的最显著因子，而底层水温仅在秋季是影响虻鲉资源分布的最重要环境因子。凤鲚分布模型的方差解释率最高，其次为红狼牙虾虎鱼，虻鲉模型方差解释率最低。凤鲚、红狼牙虾虎鱼和虻鲉分布模型在春季方差解释率均低于秋季。交叉验证表明，3个物种预测结果的AUC值在0.70～0.85之间，仅秋季凤鲚的AUC值达到0.9；同时GAM预测结果的曲线下面积（AUC）值均大于RF模型，表明对于偶见种而言，GAM的预测性能优于RF模型。本研究为今后开展偶见种研究的模型选择提供了参考，对偶见种资源保护具有指导意义。
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极地船舶在冰区航行中经常与各种类型的海冰发生不同程度的碰撞，充足的疲劳强度储备至关重要。本文提出了基于实测冰载荷的极地船舶结构冰激疲劳的累积损伤分析方法。以“雪龙”号极地考察船为研究对象，通过对我国第8次北极科学考察中的冰厚和航速等现场测量数据进行统计分析，在冰厚0.5～2.5 m、航速2～12 kn范围内构造冰激疲劳工况，并将二者的联合概率分布作为疲劳工况的发生概率；基于支持向量机方法反演识别出典型工况下的冰载荷时程，通过动力学分析确定关键位置及相应的热点应力，并采用雨流计数法统计应力循环次数；最后通过S-N曲线和Miner线性累积损伤理论进一步计算该航次内的疲劳损伤度，验证了“雪龙”号在冰区航行的安全性。本文对极地船舶结构的抗冰设计和安全评估具有一定的参考意义。
极地船舶在冰区航行中经常与各种类型的海冰发生不同程度的碰撞，充足的疲劳强度储备至关重要。本文提出了基于实测冰载荷的极地船舶结构冰激疲劳的累积损伤分析方法。以“雪龙”号极地考察船为研究对象，通过对我国第8次北极科学考察中的冰厚和航速等现场测量数据进行统计分析，在冰厚0.5～2.5 m、航速2～12 kn范围内构造冰激疲劳工况，并将二者的联合概率分布作为疲劳工况的发生概率；基于支持向量机方法反演识别出典型工况下的冰载荷时程，通过动力学分析确定关键位置及相应的热点应力，并采用雨流计数法统计应力循环次数；最后通过S-N曲线和Miner线性累积损伤理论进一步计算该航次内的疲劳损伤度，验证了“雪龙”号在冰区航行的安全性。本文对极地船舶结构的抗冰设计和安全评估具有一定的参考意义。
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颗石藻既通过光合作用合成颗粒有机碳（POC），又通过钙化作用产生颗粒无机碳（PIC），对海洋碳循环有重要贡献。虽然已有一些研究报道海洋酸化通常可增加颗石藻细胞POC含量，减少细胞PIC含量，但是这些实验结果大部分是在营养盐浓度充足条件下获得，且较少研究关注营养盐浓度限制和海洋酸化对颗石藻的耦合作用。本文研究了在无机磷浓度限制条件下，赫氏颗石藻（Emiliania huxleyi）的主要生理指标对海洋酸化的响应特征。结果显示，海洋酸化和无机磷浓度限制协同降低了颗石藻的生长速率、相对电子传递速率和光能利用效率。无机磷浓度限制主导增加颗石藻的光合固碳量，并抵消了海洋酸化对细胞PIC含量及PIC/POC比率的负面效应。研究结果表明，无机磷浓度限制改变了颗石藻的两种固碳作用对海洋酸化的响应趋势，暗示在无机磷浓度不同的海域，颗石藻对海洋碳循环的贡献不同。
颗石藻既通过光合作用合成颗粒有机碳（POC），又通过钙化作用产生颗粒无机碳（PIC），对海洋碳循环有重要贡献。虽然已有一些研究报道海洋酸化通常可增加颗石藻细胞POC含量，减少细胞PIC含量，但是这些实验结果大部分是在营养盐浓度充足条件下获得，且较少研究关注营养盐浓度限制和海洋酸化对颗石藻的耦合作用。本文研究了在无机磷浓度限制条件下，赫氏颗石藻（Emiliania huxleyi）的主要生理指标对海洋酸化的响应特征。结果显示，海洋酸化和无机磷浓度限制协同降低了颗石藻的生长速率、相对电子传递速率和光能利用效率。无机磷浓度限制主导增加颗石藻的光合固碳量，并抵消了海洋酸化对细胞PIC含量及PIC/POC比率的负面效应。研究结果表明，无机磷浓度限制改变了颗石藻的两种固碳作用对海洋酸化的响应趋势，暗示在无机磷浓度不同的海域，颗石藻对海洋碳循环的贡献不同。
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doi: 10.12284/hyxb2023127
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边缘海沉积物中的早期成岩作用是影响碳循环和埋藏的重要过程，目前对早期成岩过程及其影响因素的了解还不够深入。于2018年8月在长江口−东海内陆架采集了短柱状沉积物，对间隙水中溶解无机碳（DIC）、溶解无机氮（DIN）、二价铁（\begin{document}${\rm{Fe}}^{2+}$\end{document} ![]()
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边缘海沉积物中的早期成岩作用是影响碳循环和埋藏的重要过程，目前对早期成岩过程及其影响因素的了解还不够深入。于2018年8月在长江口−东海内陆架采集了短柱状沉积物，对间隙水中溶解无机碳（DIC）、溶解无机氮（DIN）、二价铁（
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本文利用验潮站观测和卫星高度计数据，以及基于筛选的CMIP6的10个模拟性能较好的地球系统模式结果，对中国海平面的长期变化趋势，以及未来上升幅度进行了分析和预测。结果显示：（1）1960−2021年，中国沿海海平面呈加速上升趋势，上升速率为2.5 mm/a，加速度为0.06 mm/a2；1993−2021年上升速率为4.0 mm/a，高于全球同期3.3 mm/a的上升值。（2）1980−2021年，渤黄海、东海和南海海平面上升速率分别为3.5 mm/a、3.3 mm/a和3.6 mm/a，渤黄海和南海沿海海平面上升速率较快，东海偏慢；渤黄海沿海海平面在20世纪60−70年代上升较慢，80年代之后上升加快。（3）在中等情景（SSP2-4.5）和高情景（SSP5-8.5）下，2050年中国近海海平面将上升0.22 m（0.19～0.28 m）和0.24 m（0.21～0.33 m）；到2100年，中国近海海平面将上升0.59 m（0.47～0.80 m）和0.83 m（0.64～1.09 m）。（4）2021−2040年，统计预测的海平面上升中值略接近数值模式低、中和高情景预测值。2041−2060年，数值模式低、中和高情景预测值均介于统计预测的中值和高值之间。2081−2100年，统计预测的海平面上升高值与数值模式中情景预测值接近，绝对偏差为0.017 m，相对偏差为3.4%。（5）高情景下，2100年现有100年一遇的极端高海面将变为不足10年一遇，其中超过50%的站点将变为不足两年一遇，沿海防护工程等基础设施的防御能力降低，复合型滨海城市洪涝等灾害事件的风险增加。
本文利用验潮站观测和卫星高度计数据，以及基于筛选的CMIP6的10个模拟性能较好的地球系统模式结果，对中国海平面的长期变化趋势，以及未来上升幅度进行了分析和预测。结果显示：（1）1960−2021年，中国沿海海平面呈加速上升趋势，上升速率为2.5 mm/a，加速度为0.06 mm/a2；1993−2021年上升速率为4.0 mm/a，高于全球同期3.3 mm/a的上升值。（2）1980−2021年，渤黄海、东海和南海海平面上升速率分别为3.5 mm/a、3.3 mm/a和3.6 mm/a，渤黄海和南海沿海海平面上升速率较快，东海偏慢；渤黄海沿海海平面在20世纪60−70年代上升较慢，80年代之后上升加快。（3）在中等情景（SSP2-4.5）和高情景（SSP5-8.5）下，2050年中国近海海平面将上升0.22 m（0.19～0.28 m）和0.24 m（0.21～0.33 m）；到2100年，中国近海海平面将上升0.59 m（0.47～0.80 m）和0.83 m（0.64～1.09 m）。（4）2021−2040年，统计预测的海平面上升中值略接近数值模式低、中和高情景预测值。2041−2060年，数值模式低、中和高情景预测值均介于统计预测的中值和高值之间。2081−2100年，统计预测的海平面上升高值与数值模式中情景预测值接近，绝对偏差为0.017 m，相对偏差为3.4%。（5）高情景下，2100年现有100年一遇的极端高海面将变为不足10年一遇，其中超过50%的站点将变为不足两年一遇，沿海防护工程等基础设施的防御能力降低，复合型滨海城市洪涝等灾害事件的风险增加。
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最大熵模型（Maximum entropy model，Maxent）和栖息地指数（Habitat Suitability Index，HSI）模型均广泛应用于渔情预报研究。为比较两模型渔情预报效果以提升日本鲭（Scomber japonicus）资源的科学管理水平，本研究利用2003-2012年东、黄海日本鲭的渔业数据以及海表温度、海面高度、海表盐度、海表温度梯度等海洋环境数据，构建最大熵模型和HSI模型，以分析、比较两模型对东、黄海日本鲭栖息地的预测效果，并利用受试者工作特征（Receiver Operating Characteristic，ROC）曲线下面积（Area Under Curve，AUC）、模型预测的渔场概率与实际渔获量百分比之间的对应关系对两模型渔情预报效果进行了定量评价。结果表明：（1）最大熵模型预测的渔场发生高概率位置与捕捞位置基本重合，在无历史捕捞数据海域预测渔场发生的概率较低；HSI模型预测的高栖息地指数位置与捕捞位置部分重合，在无历史捕捞数据海域也可获得较高的栖息地指数，将非渔场预测为渔场的概率较高；（2）最大熵模型和HSI模型的月平均AUC值分别为0.95和0.66，故最大熵模型的预测结果相对较好；（3）使用HSI模型时，应在模型中加入非渔场数据，并加强对此类数据的收集，否则该类模型预报渔场时有扩大化的可能；使用最大熵模型时，必须提高渔业数据的空间覆盖率，否则无法全面反映渔场时空分布动态。本文研究结果可为提升东、黄海日本鲭渔情预报精度提供参考。
最大熵模型（Maximum entropy model，Maxent）和栖息地指数（Habitat Suitability Index，HSI）模型均广泛应用于渔情预报研究。为比较两模型渔情预报效果以提升日本鲭（Scomber japonicus）资源的科学管理水平，本研究利用2003-2012年东、黄海日本鲭的渔业数据以及海表温度、海面高度、海表盐度、海表温度梯度等海洋环境数据，构建最大熵模型和HSI模型，以分析、比较两模型对东、黄海日本鲭栖息地的预测效果，并利用受试者工作特征（Receiver Operating Characteristic，ROC）曲线下面积（Area Under Curve，AUC）、模型预测的渔场概率与实际渔获量百分比之间的对应关系对两模型渔情预报效果进行了定量评价。结果表明：（1）最大熵模型预测的渔场发生高概率位置与捕捞位置基本重合，在无历史捕捞数据海域预测渔场发生的概率较低；HSI模型预测的高栖息地指数位置与捕捞位置部分重合，在无历史捕捞数据海域也可获得较高的栖息地指数，将非渔场预测为渔场的概率较高；（2）最大熵模型和HSI模型的月平均AUC值分别为0.95和0.66，故最大熵模型的预测结果相对较好；（3）使用HSI模型时，应在模型中加入非渔场数据，并加强对此类数据的收集，否则该类模型预报渔场时有扩大化的可能；使用最大熵模型时，必须提高渔业数据的空间覆盖率，否则无法全面反映渔场时空分布动态。本文研究结果可为提升东、黄海日本鲭渔情预报精度提供参考。
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近年来，东海大网捕获（吨级规模以上）大黄鱼（Larimichthys crocea）频现，引起了对衰退中的野生大黄鱼资源保护的担忧。为查明东海野生大黄鱼洄游规律，本文根据2020−2022年在浙江近海产卵场和外海越冬场采集的不同批次野生大黄鱼样本，利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS）测定耳石微化学元素，结合聚类分析和主成分分析（PCA），对不同大黄鱼群体进行了划分，结合耳石的年轮特征，研究大黄鱼群体的栖息生境，推测大黄鱼洄游路线。结果表明，Ba/Ca\begin{document}$\leqq $\end{document} ![]()
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近年来，东海大网捕获（吨级规模以上）大黄鱼（Larimichthys crocea）频现，引起了对衰退中的野生大黄鱼资源保护的担忧。为查明东海野生大黄鱼洄游规律，本文根据2020−2022年在浙江近海产卵场和外海越冬场采集的不同批次野生大黄鱼样本，利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS）测定耳石微化学元素，结合聚类分析和主成分分析（PCA），对不同大黄鱼群体进行了划分，结合耳石的年轮特征，研究大黄鱼群体的栖息生境，推测大黄鱼洄游路线。结果表明，Ba/Ca
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眶灯鱼属是灯笼鱼科中物种丰度最高，种群数量最丰富的属之一，也是大洋中深层鱼类中的优势类群，但由于外部形态的高度相似，目前对眶灯鱼属的种类鉴定存在较多困难。为探究耳石地标点形态分析法在识别耳石形态相似、分布海域有较大重叠的眶灯鱼种间矢耳石差异的可行性，本文采集分布于印度洋的西氏眶灯鱼（Diaphus thiollierei）和分布于南海的喀什眶灯鱼（D. garmani）和马来眶灯鱼（D. malayanus）的耳石应用地标点法进行形态分析。分析结果显示3种眶灯鱼的矢耳石形态差异主要集中于内部听沟，内部标点贡献率达62%。网格差异可视化表明西氏眶灯鱼矢耳石翼叶长度长于其他两种，而宽度则略窄。利用Bayes函数进行分类判别，结果表明西氏眶灯鱼判别成功率达到100%，而其余两种眶灯鱼则存在少量误判。此外，本研究结合样本栖息环境差异及相互间的亲缘关系，发现造成三种眶灯鱼矢耳石听沟形态差异的主要原因可能来源于所栖息海域的巨大盐度差异，但盐度影响矢耳石听沟形态的内在生理机制还需后续的进一步研究。
眶灯鱼属是灯笼鱼科中物种丰度最高，种群数量最丰富的属之一，也是大洋中深层鱼类中的优势类群，但由于外部形态的高度相似，目前对眶灯鱼属的种类鉴定存在较多困难。为探究耳石地标点形态分析法在识别耳石形态相似、分布海域有较大重叠的眶灯鱼种间矢耳石差异的可行性，本文采集分布于印度洋的西氏眶灯鱼（Diaphus thiollierei）和分布于南海的喀什眶灯鱼（D. garmani）和马来眶灯鱼（D. malayanus）的耳石应用地标点法进行形态分析。分析结果显示3种眶灯鱼的矢耳石形态差异主要集中于内部听沟，内部标点贡献率达62%。网格差异可视化表明西氏眶灯鱼矢耳石翼叶长度长于其他两种，而宽度则略窄。利用Bayes函数进行分类判别，结果表明西氏眶灯鱼判别成功率达到100%，而其余两种眶灯鱼则存在少量误判。此外，本研究结合样本栖息环境差异及相互间的亲缘关系，发现造成三种眶灯鱼矢耳石听沟形态差异的主要原因可能来源于所栖息海域的巨大盐度差异，但盐度影响矢耳石听沟形态的内在生理机制还需后续的进一步研究。
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海冰最早开始融化时间（EMO）是体现海冰融化的重要指标，也是影响海冰热收支的关键因素。本文使用EMO遥感数据、ERA5再分析资料和海冰密集度数据分析研究了地表气温和液态降水对EMO影响的相对贡献。研究显示，在5个研究海区中，大西洋扇区南区EMO提前最显著，1979−2021年的变化率为−3.3 day/dec。北极各海区的地表气温与EMO有着持续1−2个月的显著相关时段，其中太平洋扇区南区、大西洋扇区北区和南区的地表气温较之液态降水与EMO相关的持续时间更长，相关性也更强；而对太平洋扇区北区和北极中央区，只有在EMO发生前的2−3周，液态降水对其EMO有着更高的贡献。对于太平洋扇区北区，大气环流提供的强水汽输送通道伸入该海区，使对流层低层饱和水汽增多，500 hPa位势高度的多年变化趋势具有三波绕极环流加强的结构，也有利于经向的热量交换，使比湿的垂向梯度进一步增加，为该海区EMO的提前起到一定的促进作用。对于北极中央区，在EMO提前的年份，液态降水较常年偏高33%，不仅气候态意义下的太平洋水汽通道的输送加强，欧亚大陆上空的水汽通道也与之汇合，促使北极东部形成气旋式水汽输送模态，为EMO的提前发生提供了有利条件。
海冰最早开始融化时间（EMO）是体现海冰融化的重要指标，也是影响海冰热收支的关键因素。本文使用EMO遥感数据、ERA5再分析资料和海冰密集度数据分析研究了地表气温和液态降水对EMO影响的相对贡献。研究显示，在5个研究海区中，大西洋扇区南区EMO提前最显著，1979−2021年的变化率为−3.3 day/dec。北极各海区的地表气温与EMO有着持续1−2个月的显著相关时段，其中太平洋扇区南区、大西洋扇区北区和南区的地表气温较之液态降水与EMO相关的持续时间更长，相关性也更强；而对太平洋扇区北区和北极中央区，只有在EMO发生前的2−3周，液态降水对其EMO有着更高的贡献。对于太平洋扇区北区，大气环流提供的强水汽输送通道伸入该海区，使对流层低层饱和水汽增多，500 hPa位势高度的多年变化趋势具有三波绕极环流加强的结构，也有利于经向的热量交换，使比湿的垂向梯度进一步增加，为该海区EMO的提前起到一定的促进作用。对于北极中央区，在EMO提前的年份，液态降水较常年偏高33%，不仅气候态意义下的太平洋水汽通道的输送加强，欧亚大陆上空的水汽通道也与之汇合，促使北极东部形成气旋式水汽输送模态，为EMO的提前发生提供了有利条件。
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随着生物多样性的丧失，全球许多海洋生态系统的功能发生了显著变化。了解生物多样性和生态系统功能之间的关系，科学的海洋生态保护与管理显得尤为重要。本研究根据2013−2022年春季在海州湾及其邻近水域进行的底拖网调查数据，基于结构方程模型（SEM）探究了底栖鱼类群落中环境因素、生物多样性（物种丰富度与均匀度）和生态系统功能指标（以总生物量表示）之间的关系。结果表明：物种丰富度和生物量之间存在显著的正相关，而均匀度和生物量存在显著的负相关。环境因素中盐度对物种丰富度和生物量均有显著的影响，而对于温度来说，夏季与冬季的温度比年平均温度对生物量的影响更强烈。本研究表明，生态位互补效应和选择效应这两种机制可能同时对维持海州湾底层鱼类群落中的生物多样性−生物量关系发挥了作用，此外这种关系还依赖于它们所生存的环境和栖息条件。
随着生物多样性的丧失，全球许多海洋生态系统的功能发生了显著变化。了解生物多样性和生态系统功能之间的关系，科学的海洋生态保护与管理显得尤为重要。本研究根据2013−2022年春季在海州湾及其邻近水域进行的底拖网调查数据，基于结构方程模型（SEM）探究了底栖鱼类群落中环境因素、生物多样性（物种丰富度与均匀度）和生态系统功能指标（以总生物量表示）之间的关系。结果表明：物种丰富度和生物量之间存在显著的正相关，而均匀度和生物量存在显著的负相关。环境因素中盐度对物种丰富度和生物量均有显著的影响，而对于温度来说，夏季与冬季的温度比年平均温度对生物量的影响更强烈。本研究表明，生态位互补效应和选择效应这两种机制可能同时对维持海州湾底层鱼类群落中的生物多样性−生物量关系发挥了作用，此外这种关系还依赖于它们所生存的环境和栖息条件。
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为加强海温对热带气旋快速加强影响的认识，利用中国气象局上海台风研究所整编的热带气旋最佳路径数据集和欧洲中尺度天气预报中心提供的海温数据，选取1979−2019年期间的西北太平洋热带气旋，统计分析了海温和热带气旋强度快速变化的特征。研究结果表明：（1）约90%的热带气旋快速加强发生在夏季和秋季，分别占快速加强总次数的32.8%和56.4%，绝大部分热带气旋以跨越1个强度等级的快速加强为主，由强热带风暴快速加强到台风和由台风快速加强到强台风是出现次数较多的两种情况。（2）夏季大于28℃，秋季大于27.5℃的海温条件有利于热带气旋快速加强，热带气旋强度越小，在其发展过程中需要更高的海温（>29℃）才易出现快速加强，快速移动有利于热带气旋中心处海温维持较高状态。（3）海温的时间变率在±0.2℃/(6 h)内，水平空间梯度低于0.4℃/(°)是热带气旋快速加强的有利条件；热带气旋强度越强，则越需要平稳的海温环境。（4）热带气旋处于强热带风暴及以上级别时，仅利用海温条件对其是否发生快速加强的判断准确性较好。这一工作量化了有利于热带气旋加强的海温环境，为业务上基于海温定量预报热带气旋强度演变提供了一种技术参考。
为加强海温对热带气旋快速加强影响的认识，利用中国气象局上海台风研究所整编的热带气旋最佳路径数据集和欧洲中尺度天气预报中心提供的海温数据，选取1979−2019年期间的西北太平洋热带气旋，统计分析了海温和热带气旋强度快速变化的特征。研究结果表明：（1）约90%的热带气旋快速加强发生在夏季和秋季，分别占快速加强总次数的32.8%和56.4%，绝大部分热带气旋以跨越1个强度等级的快速加强为主，由强热带风暴快速加强到台风和由台风快速加强到强台风是出现次数较多的两种情况。（2）夏季大于28℃，秋季大于27.5℃的海温条件有利于热带气旋快速加强，热带气旋强度越小，在其发展过程中需要更高的海温（>29℃）才易出现快速加强，快速移动有利于热带气旋中心处海温维持较高状态。（3）海温的时间变率在±0.2℃/(6 h)内，水平空间梯度低于0.4℃/(°)是热带气旋快速加强的有利条件；热带气旋强度越强，则越需要平稳的海温环境。（4）热带气旋处于强热带风暴及以上级别时，仅利用海温条件对其是否发生快速加强的判断准确性较好。这一工作量化了有利于热带气旋加强的海温环境，为业务上基于海温定量预报热带气旋强度演变提供了一种技术参考。
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本研究利用碳、氮稳定同位素（δ13C、δ15N）技术，估算了秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类的营养级（Trophic levels：TL）和主要碳源，结合Layman等提出的6个群落营养结构量化指标，初步分析秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类的营养关系。结果表明，不同鱼类之间的δ13C和δ15N值差异显著（p<0.01），其中，δ13C值介于−18.3‰～−15.4‰，δ15N值介于12.9‰～16.3‰。鱼类TL介于2.5～3.4，平均TL为3.0±0.8，显示涠洲岛的鱼类以肉食性为主。涠洲岛鱼类的有机碳源比较复杂，但大型海藻和底栖微藻是驱动鱼类食物网的关键碳源。鱼类群落的δ13C和δ15N值范围（CR和NR）分别为2.35和3.09。凸多边形总面积（TA）、平均离心距离（CD）、平均最近相邻距离（MNND）和最近相邻距离的标准差（SDNND）分别为4.48、0.89、0.40和0.29，表明涠洲岛珊瑚礁鱼类群落的营养结构具有营养冗余程度较高，但食物链较短和营养多样性低等特征。以上结果表明涠洲岛珊瑚礁生态系统食物网结构不完整，未来有必要开展适当的管控和修复措施恢复涠洲岛珊瑚礁生态系统的结构和功能。
本研究利用碳、氮稳定同位素（δ13C、δ15N）技术，估算了秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类的营养级（Trophic levels：TL）和主要碳源，结合Layman等提出的6个群落营养结构量化指标，初步分析秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类的营养关系。结果表明，不同鱼类之间的δ13C和δ15N值差异显著（p<0.01），其中，δ13C值介于−18.3‰～−15.4‰，δ15N值介于12.9‰～16.3‰。鱼类TL介于2.5～3.4，平均TL为3.0±0.8，显示涠洲岛的鱼类以肉食性为主。涠洲岛鱼类的有机碳源比较复杂，但大型海藻和底栖微藻是驱动鱼类食物网的关键碳源。鱼类群落的δ13C和δ15N值范围（CR和NR）分别为2.35和3.09。凸多边形总面积（TA）、平均离心距离（CD）、平均最近相邻距离（MNND）和最近相邻距离的标准差（SDNND）分别为4.48、0.89、0.40和0.29，表明涠洲岛珊瑚礁鱼类群落的营养结构具有营养冗余程度较高，但食物链较短和营养多样性低等特征。以上结果表明涠洲岛珊瑚礁生态系统食物网结构不完整，未来有必要开展适当的管控和修复措施恢复涠洲岛珊瑚礁生态系统的结构和功能。
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数值模拟方法在研究长时间的气候变化上扮演着重要角色。一直以来，数值模式模拟年代际气候变化如PDO的位相转换存在巨大挑战。本文利用自然资源部第一海洋研究所研发的地球系统模式（First Institute of Oceanography-Earth System Model Version 2，FIO-ESM v2.0）145年（1870–2014年）历史气候模拟试验结果，结合再分析资料和另外两个地球系统模式结果，分析评估了该模式对北太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation，PDO）的模拟能力。研究发现，FIO-ESM v2.0能够再现历史时期PDO的空间模态分布特征，其PDO指数具有10～30年的周期变化特征，同时于1960年以后能刻画出与再分析数据结果相近的PDO位相转变特征。研究表明，FIO-ESM v2.0能够较为准确地模拟出PDO的位相转变特征。另外，本文还评估了该模式对大气环流模态的模拟能力及其与PDO之间的关系，以及该模式模拟PDO的可能机制。模式的PDO与大气环流的阿留申低压模态（Aleutian Mode）相关。进一步的分析表明，平流作用和热通量是关键年代际海域海温异常振幅的主要因素，而罗斯贝波西传时间则可能是影响PDO位相转变的关键因素。
数值模拟方法在研究长时间的气候变化上扮演着重要角色。一直以来，数值模式模拟年代际气候变化如PDO的位相转换存在巨大挑战。本文利用自然资源部第一海洋研究所研发的地球系统模式（First Institute of Oceanography-Earth System Model Version 2，FIO-ESM v2.0）145年（1870–2014年）历史气候模拟试验结果，结合再分析资料和另外两个地球系统模式结果，分析评估了该模式对北太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation，PDO）的模拟能力。研究发现，FIO-ESM v2.0能够再现历史时期PDO的空间模态分布特征，其PDO指数具有10～30年的周期变化特征，同时于1960年以后能刻画出与再分析数据结果相近的PDO位相转变特征。研究表明，FIO-ESM v2.0能够较为准确地模拟出PDO的位相转变特征。另外，本文还评估了该模式对大气环流模态的模拟能力及其与PDO之间的关系，以及该模式模拟PDO的可能机制。模式的PDO与大气环流的阿留申低压模态（Aleutian Mode）相关。进一步的分析表明，平流作用和热通量是关键年代际海域海温异常振幅的主要因素，而罗斯贝波西传时间则可能是影响PDO位相转变的关键因素。
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海冰运动是影响北极海冰平流输运和物质平衡空间重新分布的重要因素。本研究基于2018年9月至2019年8月期间北冰洋66个冰基浮标位置记录数据，结合大气再分析数据，计算得到了海冰运动速度、冰速–风速的比值和海冰运动惯性强度，以刻画北极海冰运动学特征参数在一个冰季的时空变化，并讨论了不同区域冰速–风速比与海冰密集度的关联性。海冰漂移速度在波弗特–楚科奇海、东北极中央区和西北极中央区呈秋冬降低春夏升高的季节变化特征。格陵兰海月均海冰漂移速度（（0.32±0.06）m/s）最大，其次是弗拉姆海峡（（0.17±0.07）m/s）和波弗特–楚科奇海（（0.14±0.05）m/s），而东北极中央区（（0.09±0.02）m/s）和西北极中央区（（0.07±0.03）m/s）较低。在月尺度上，冰漂移速度与风速的比值主要受海冰漂移速度支配。弗拉姆海峡和格陵兰海受较强的表层海流影响，冰速与风速比值较大，西北极中央区、东北极中央区和波弗特–楚科奇海的冰速–风速比值随着海冰密集度的增加趋近，并分布在0～0.02之间。所有浮标的月平均惯性运动指数为0.158±0.144，秋冬季过渡期间，海冰对风的响应以及海冰运动的惯性信号逐渐减弱，春–夏季随着海冰融化又开始增强，因此上述两个参数都可以作为指示海冰冰场固结程度的重要指标。
海冰运动是影响北极海冰平流输运和物质平衡空间重新分布的重要因素。本研究基于2018年9月至2019年8月期间北冰洋66个冰基浮标位置记录数据，结合大气再分析数据，计算得到了海冰运动速度、冰速–风速的比值和海冰运动惯性强度，以刻画北极海冰运动学特征参数在一个冰季的时空变化，并讨论了不同区域冰速–风速比与海冰密集度的关联性。海冰漂移速度在波弗特–楚科奇海、东北极中央区和西北极中央区呈秋冬降低春夏升高的季节变化特征。格陵兰海月均海冰漂移速度（（0.32±0.06）m/s）最大，其次是弗拉姆海峡（（0.17±0.07）m/s）和波弗特–楚科奇海（（0.14±0.05）m/s），而东北极中央区（（0.09±0.02）m/s）和西北极中央区（（0.07±0.03）m/s）较低。在月尺度上，冰漂移速度与风速的比值主要受海冰漂移速度支配。弗拉姆海峡和格陵兰海受较强的表层海流影响，冰速与风速比值较大，西北极中央区、东北极中央区和波弗特–楚科奇海的冰速–风速比值随着海冰密集度的增加趋近，并分布在0～0.02之间。所有浮标的月平均惯性运动指数为0.158±0.144，秋冬季过渡期间，海冰对风的响应以及海冰运动的惯性信号逐渐减弱，春–夏季随着海冰融化又开始增强，因此上述两个参数都可以作为指示海冰冰场固结程度的重要指标。
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海冰数值模式是研究海冰动力热力状态参量及之间联系的有效途径。目前对冰厚数值模拟结果的分析远远少于对海冰范围/面积和密集度的研究，对冰速与海冰形变对冰厚分布影响的研究也尚欠缺。本文利用Los Alamos sea ice model（CICE）海冰模式模拟了1980−2018年的北极海冰变化，并使用遥感、同化冰厚数据进行比对验证，分析了模拟冰速和海冰形变对冰厚的影响，计算了冰速的散度和切变偏差对冰厚偏差的贡献。结果显示，CICE对北极70°N以北区域平均冰厚和冰速的年际变化模拟基本合理，但模拟的平均冰厚和冰速多年变化趋势均小于同化数据的变化率；模拟和观测冰厚的空间分布差异与冰速和形变率的偏差有密切联系，主要表现为波弗特海的正偏差和北极中央区至弗拉姆海峡的负偏差。泛北极区域散度和切变偏差在3月之前对冰厚偏差的贡献在13%～16%之间变化，3−4月则由16%跃变至27%。散度偏差主导了11月、12月波弗特海区域的冰厚正偏差，切变偏差主导了冬季加拿大群岛以北海域和穿极流区域的冰厚负偏差。
海冰数值模式是研究海冰动力热力状态参量及之间联系的有效途径。目前对冰厚数值模拟结果的分析远远少于对海冰范围/面积和密集度的研究，对冰速与海冰形变对冰厚分布影响的研究也尚欠缺。本文利用Los Alamos sea ice model（CICE）海冰模式模拟了1980−2018年的北极海冰变化，并使用遥感、同化冰厚数据进行比对验证，分析了模拟冰速和海冰形变对冰厚的影响，计算了冰速的散度和切变偏差对冰厚偏差的贡献。结果显示，CICE对北极70°N以北区域平均冰厚和冰速的年际变化模拟基本合理，但模拟的平均冰厚和冰速多年变化趋势均小于同化数据的变化率；模拟和观测冰厚的空间分布差异与冰速和形变率的偏差有密切联系，主要表现为波弗特海的正偏差和北极中央区至弗拉姆海峡的负偏差。泛北极区域散度和切变偏差在3月之前对冰厚偏差的贡献在13%～16%之间变化，3−4月则由16%跃变至27%。散度偏差主导了11月、12月波弗特海区域的冰厚正偏差，切变偏差主导了冬季加拿大群岛以北海域和穿极流区域的冰厚负偏差。
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黄河三角洲作为我国重要的生态功能区，探究入海口处表层悬浮泥沙浓度（Suspended Sediment Concentration, SSC）分布及其影响因素对沉积物侵蚀再悬浮、河口海岸带生态过程等具有指导意义。本文基于色度角与SSC之间的关系建立了适于黄河口及邻近海域的SSC反演模型（R2=0.80，MRE=11.0%，RMSE=1.35 mg/L）。借助GEE平台，研究得到2000−2021年黄河口及邻近海域SSC的时空分布特征和变化规律，并从自然和人类活动两方面进行影响因素分析。研究区年均SSC呈波动下降的趋势（−1.83 mg/（L·a））；空间分布表现为由近岸向远岸逐渐降低的趋势；扩散区间（年均SSC>20 mg/L）仅在距离河口4.8～14.6 km之间，黄河入海泥沙对现行黄河口处泥沙扩散影响有限。波浪与悬浮泥沙浓度存在相同的季节特征，非调水调沙期间，有效波高与SSC年代际月均值呈现正相关关系（r=0.66，p<0.01）；调水调沙期间，现行黄河口门以及莱州湾处SSC受风速、有效波高影响有限，调水调沙占主导地位。调水调沙期间的来沙系数与高浓度区面积变化率呈正相关的关系，调水调沙结束后（16d内），高浓度区（SSC>200 mg/L）边界由距沿岸约1.3 km扩大至约2.5 km。
黄河三角洲作为我国重要的生态功能区，探究入海口处表层悬浮泥沙浓度（Suspended Sediment Concentration, SSC）分布及其影响因素对沉积物侵蚀再悬浮、河口海岸带生态过程等具有指导意义。本文基于色度角与SSC之间的关系建立了适于黄河口及邻近海域的SSC反演模型（R2=0.80，MRE=11.0%，RMSE=1.35 mg/L）。借助GEE平台，研究得到2000−2021年黄河口及邻近海域SSC的时空分布特征和变化规律，并从自然和人类活动两方面进行影响因素分析。研究区年均SSC呈波动下降的趋势（−1.83 mg/（L·a））；空间分布表现为由近岸向远岸逐渐降低的趋势；扩散区间（年均SSC>20 mg/L）仅在距离河口4.8～14.6 km之间，黄河入海泥沙对现行黄河口处泥沙扩散影响有限。波浪与悬浮泥沙浓度存在相同的季节特征，非调水调沙期间，有效波高与SSC年代际月均值呈现正相关关系（r=0.66，p<0.01）；调水调沙期间，现行黄河口门以及莱州湾处SSC受风速、有效波高影响有限，调水调沙占主导地位。调水调沙期间的来沙系数与高浓度区面积变化率呈正相关的关系，调水调沙结束后（16d内），高浓度区（SSC>200 mg/L）边界由距沿岸约1.3 km扩大至约2.5 km。
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基于非静压单相流模型（NHWAVE），对随机波浪在透水珊瑚岸礁上传播过程进行了数值模拟，综合考虑入射波高、礁坪水深、谱峰周期、透水层厚度、透水层孔隙率以及颗粒的中值粒径等因素对岸礁波浪水动力特性的影响，重点分析了短波波高、低频长波波高、平均水位的沿礁变化，并与无透水层的岸礁的情况进行了对比。研究表明：透水层的存在减弱了波浪在礁前斜坡的浅水变形和在礁缘附近的波浪破碎，显著降低了岸线附近的短波波高、低频长波波高以及波浪增水值，除此之外，透水层的存在会降低波浪在岸滩的最大爬高；透水层的孔隙率和颗粒的中值粒径对波浪传播变形特征的影响可忽略不计；入射波高和谱峰周期越大，岸礁透水层对短波、长波及波浪增水的影响越显著；当增大礁坪水深时，透水层对波浪的消减作用减弱；随着透水层厚度的增大，岸线附近的短波波高、长波波高和波浪增水值随之减小。
基于非静压单相流模型（NHWAVE），对随机波浪在透水珊瑚岸礁上传播过程进行了数值模拟，综合考虑入射波高、礁坪水深、谱峰周期、透水层厚度、透水层孔隙率以及颗粒的中值粒径等因素对岸礁波浪水动力特性的影响，重点分析了短波波高、低频长波波高、平均水位的沿礁变化，并与无透水层的岸礁的情况进行了对比。研究表明：透水层的存在减弱了波浪在礁前斜坡的浅水变形和在礁缘附近的波浪破碎，显著降低了岸线附近的短波波高、低频长波波高以及波浪增水值，除此之外，透水层的存在会降低波浪在岸滩的最大爬高；透水层的孔隙率和颗粒的中值粒径对波浪传播变形特征的影响可忽略不计；入射波高和谱峰周期越大，岸礁透水层对短波、长波及波浪增水的影响越显著；当增大礁坪水深时，透水层对波浪的消减作用减弱；随着透水层厚度的增大，岸线附近的短波波高、长波波高和波浪增水值随之减小。
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为解析大型海藻龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）阴干藻段凋落分解对环境的影响及细菌群落演替规律，本文通过室内模拟凋落实验，分析了龙须菜凋落物分解过程中营养盐含量变化及藻体、水体、沉积物细菌群落结构特征。结果发现，龙须菜阴干藻段在较短时间内迅速凋落分解，50 d时，藻体分解率达到83.5%。凋落过程中，水体总有机碳、总氮、总磷浓度分别较初始时升高了241.2%、229.8%和101.3%。水体溶解氧从初始的1.87 mg/L降至第50天的0.32 mg/L，降幅达82.9%。凋落过程中，龙须菜藻体附着细菌数量维持在107 copies/g。凋落物藻体附着细菌丰富度与多样性在凋落分解过程中持续升高。优势菌群落结构变化受水体总有机碳、总氮、总磷浓度和溶解氧含量影响显著，其中浮霉菌门、螺旋体门、厚壁菌门、δ-变形菌相对丰度不断上升，拟杆菌门、α-变形菌、γ-变形菌相对丰度不断下降。凋落过程中，凋落物藻体附着细菌中与代谢相关的功能基因丰度持续下降。结果表明，龙须菜藻体凋落会导致水体营养盐浓度升高，浮霉菌门、螺旋体门、厚壁菌门、δ-变形菌等细菌对龙须菜的凋落分解具有重要作用。
为解析大型海藻龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）阴干藻段凋落分解对环境的影响及细菌群落演替规律，本文通过室内模拟凋落实验，分析了龙须菜凋落物分解过程中营养盐含量变化及藻体、水体、沉积物细菌群落结构特征。结果发现，龙须菜阴干藻段在较短时间内迅速凋落分解，50 d时，藻体分解率达到83.5%。凋落过程中，水体总有机碳、总氮、总磷浓度分别较初始时升高了241.2%、229.8%和101.3%。水体溶解氧从初始的1.87 mg/L降至第50天的0.32 mg/L，降幅达82.9%。凋落过程中，龙须菜藻体附着细菌数量维持在107 copies/g。凋落物藻体附着细菌丰富度与多样性在凋落分解过程中持续升高。优势菌群落结构变化受水体总有机碳、总氮、总磷浓度和溶解氧含量影响显著，其中浮霉菌门、螺旋体门、厚壁菌门、δ-变形菌相对丰度不断上升，拟杆菌门、α-变形菌、γ-变形菌相对丰度不断下降。凋落过程中，凋落物藻体附着细菌中与代谢相关的功能基因丰度持续下降。结果表明，龙须菜藻体凋落会导致水体营养盐浓度升高，浮霉菌门、螺旋体门、厚壁菌门、δ-变形菌等细菌对龙须菜的凋落分解具有重要作用。
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基于辽东湾入海河流120个监测断面（含16个入海断面）的水质数据，采用主成分分析-多元线性回归等方法，研究其有机物、营养盐和重金属等的污染特征和入海通量，并分析其可能来源。结果表明，水质超标指标主要是CODMn、AN、TP和TN，其他指标符合Ⅰ类地表水水质标准。TN/TP比值较高，严重偏离Redfield比值，陆源高含量N和低含量P的输入是造成渤海海水TN/TP升高的主要因素。非汛期的DO、EC、AN和TN显著高于汛期，而非汛期的pH、浊度、CODMn和TP显著低于汛期。河口有机物和营养盐浓度受河流穿行农业区等因素的影响，重金属浓度则与域内工业企业分布有关。TN、TP、COD、AN和石油类入海通量分别为3.63×104 t、1608.5 t、14.8 ×104 t、3086.6 t和221.9 t，Hg、Cd、Pb、As和Cr6+分别为0.264，0.253，1.978，20.434和31.651 t。研究区主要的污染源按照其贡献大小依次为生活污水和工业废水、水动力条件等水文因素所致的污染源、水-气界面物质交换及二次转化源和农田地表径流与交通运输产生的非点源。
基于辽东湾入海河流120个监测断面（含16个入海断面）的水质数据，采用主成分分析-多元线性回归等方法，研究其有机物、营养盐和重金属等的污染特征和入海通量，并分析其可能来源。结果表明，水质超标指标主要是CODMn、AN、TP和TN，其他指标符合Ⅰ类地表水水质标准。TN/TP比值较高，严重偏离Redfield比值，陆源高含量N和低含量P的输入是造成渤海海水TN/TP升高的主要因素。非汛期的DO、EC、AN和TN显著高于汛期，而非汛期的pH、浊度、CODMn和TP显著低于汛期。河口有机物和营养盐浓度受河流穿行农业区等因素的影响，重金属浓度则与域内工业企业分布有关。TN、TP、COD、AN和石油类入海通量分别为3.63×104 t、1608.5 t、14.8 ×104 t、3086.6 t和221.9 t，Hg、Cd、Pb、As和Cr6+分别为0.264，0.253，1.978，20.434和31.651 t。研究区主要的污染源按照其贡献大小依次为生活污水和工业废水、水动力条件等水文因素所致的污染源、水-气界面物质交换及二次转化源和农田地表径流与交通运输产生的非点源。
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海水介质的不均匀性导致声波传播过程会产生折射效应，采用平面声基阵的超短基线系统在测量过程中会受到该现象的影响，从而使测量结果产生较大的误差，通常采用声线跟踪的方法利用实测声速剖面进行声线修正。准确的波束入射角是确保声线跟踪精度的前提，超短基线系统是利用声学相位差推算得到近似波束入射角，而利用近似波束入射角进行声线跟踪会造成一定的精度损失。针对上述问题，本文提出了一种超短基线水声定位的波束入射角迭代修正方法，基于常梯度声线跟踪构建起了波束入射角与传播时间的迭代计算关系，采用埃特金加速法实现了波束入射角的非线性方程快速解算。通过仿真实验证明本文提出方法能够实现波束入射角与目标位置的准确计算，有效消除了折射效应对超短基线水下定位的影响。
海水介质的不均匀性导致声波传播过程会产生折射效应，采用平面声基阵的超短基线系统在测量过程中会受到该现象的影响，从而使测量结果产生较大的误差，通常采用声线跟踪的方法利用实测声速剖面进行声线修正。准确的波束入射角是确保声线跟踪精度的前提，超短基线系统是利用声学相位差推算得到近似波束入射角，而利用近似波束入射角进行声线跟踪会造成一定的精度损失。针对上述问题，本文提出了一种超短基线水声定位的波束入射角迭代修正方法，基于常梯度声线跟踪构建起了波束入射角与传播时间的迭代计算关系，采用埃特金加速法实现了波束入射角的非线性方程快速解算。通过仿真实验证明本文提出方法能够实现波束入射角与目标位置的准确计算，有效消除了折射效应对超短基线水下定位的影响。
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食物网结构特征和能量流动的研究，对于维持海洋生态系统结构和功能的稳定具有重要意义，有助于深入理解海洋生态系统的复杂过程。本研究基于2019—2021年在江苏近海北部海域开展的季节性渔业资源底拖网调查数据，通过构建基于蒙特卡洛马尔科夫链算法的逆线性模型（Linear Inverse Models using a Monte Carlo Method Coupled with Markov Chain, LIM-MCMC），结合生态网络分析（Ecological Network Analysis，ENA）的方法，分析了该海域生态系统状态和食物网能量流动特征，旨在为江苏近海北部海域食物网营养动力学研究提供参考依据。结果表明，该海域生态系统共包含299条能量流动路径，能量流动分布整体呈典型的金字塔结构，各功能群呼吸消耗和流入有机碎屑的能量保持同步性。通过与其它海域比较发现，江苏近海北部海域生态系统的连接指数（Connectance，C）和系统杂食指数（System Omnivory Index，SOI）分别为0.40和0.22，处于较高水平，表明该生态系统不同营养级间的营养联系较为紧密，食物网结构相对复杂，能够在较大程度上抵御外界扰动。总初级生产力/总呼吸（Total Primary Production/Total Respiration，TPP/TR）和Finn’s循环指数（Finn’s Cycling Index，FCI）分别为1.05和5.76%，表明该生态系统对能量利用效率较高。此外，约束效率（Constraint Efficiency，CE）、发展程度（Extent of Development，AC）、协同效应指数（Synergism Index，b/c）和主导间接效应（Dominance Indirect Effects，i/d）也表明该生态系统具有较高的系统发展程度、再生潜力和系统发展空间。本研究将有助于为江苏近海北部海域生态系统的修复和渔业资源的可持续利用提供理论基础，为实施基于生态系统的渔业管理提供科学依据。
食物网结构特征和能量流动的研究，对于维持海洋生态系统结构和功能的稳定具有重要意义，有助于深入理解海洋生态系统的复杂过程。本研究基于2019—2021年在江苏近海北部海域开展的季节性渔业资源底拖网调查数据，通过构建基于蒙特卡洛马尔科夫链算法的逆线性模型（Linear Inverse Models using a Monte Carlo Method Coupled with Markov Chain, LIM-MCMC），结合生态网络分析（Ecological Network Analysis，ENA）的方法，分析了该海域生态系统状态和食物网能量流动特征，旨在为江苏近海北部海域食物网营养动力学研究提供参考依据。结果表明，该海域生态系统共包含299条能量流动路径，能量流动分布整体呈典型的金字塔结构，各功能群呼吸消耗和流入有机碎屑的能量保持同步性。通过与其它海域比较发现，江苏近海北部海域生态系统的连接指数（Connectance，C）和系统杂食指数（System Omnivory Index，SOI）分别为0.40和0.22，处于较高水平，表明该生态系统不同营养级间的营养联系较为紧密，食物网结构相对复杂，能够在较大程度上抵御外界扰动。总初级生产力/总呼吸（Total Primary Production/Total Respiration，TPP/TR）和Finn’s循环指数（Finn’s Cycling Index，FCI）分别为1.05和5.76%，表明该生态系统对能量利用效率较高。此外，约束效率（Constraint Efficiency，CE）、发展程度（Extent of Development，AC）、协同效应指数（Synergism Index，b/c）和主导间接效应（Dominance Indirect Effects，i/d）也表明该生态系统具有较高的系统发展程度、再生潜力和系统发展空间。本研究将有助于为江苏近海北部海域生态系统的修复和渔业资源的可持续利用提供理论基础，为实施基于生态系统的渔业管理提供科学依据。
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核因子κB（Nuclear Factor kappa-B，NF-κB）具有免疫、炎症、凋亡、细胞增殖和发育的调节作用，目前NF-κB在脊椎动物和果蝇中的研究较为丰富，在贝类中的报道较少。为进一步探究NF-κB在海洋贝类厚壳贻贝（Mytilus coruscus）免疫和发育中的作用，本研究克隆了厚壳贻贝McNF-κB基因的序列全长，其全长4 087 bp，开放阅读框2 613 bp，编码871个氨基酸，具有典型的锚蛋白重复序列（ankyrinrepeat, ANK）结构域和死亡结构域。氨基酸序列分析结果发现该基因与欧洲贻贝（Mytilus edulis）和地中海贻贝（Mytilus galloprovincialis）分别具有72.76%和66.58%同源性，且在系统进化树中与欧洲贻贝和地中海贻贝聚为一支。经实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术检验表明，McNF-κB基因于厚壳贻贝各组织均有分布，在鳃中表达最高；McNF-κB基因在厚壳贻贝眼点幼虫阶段和稚贝阶段均有表达，且在稚贝阶段表达量显著高于眼点幼虫阶段。利用RNA干扰技术沉默眼点幼虫McNF-κB基因后幼虫变态率显著下降，推测McNF-κB基因调控厚壳贻贝幼虫变态过程。本研究为探究McNF-κB基因如何调控厚壳贻贝发育奠定了基础。
核因子κB（Nuclear Factor kappa-B，NF-κB）具有免疫、炎症、凋亡、细胞增殖和发育的调节作用，目前NF-κB在脊椎动物和果蝇中的研究较为丰富，在贝类中的报道较少。为进一步探究NF-κB在海洋贝类厚壳贻贝（Mytilus coruscus）免疫和发育中的作用，本研究克隆了厚壳贻贝McNF-κB基因的序列全长，其全长4 087 bp，开放阅读框2 613 bp，编码871个氨基酸，具有典型的锚蛋白重复序列（ankyrinrepeat, ANK）结构域和死亡结构域。氨基酸序列分析结果发现该基因与欧洲贻贝（Mytilus edulis）和地中海贻贝（Mytilus galloprovincialis）分别具有72.76%和66.58%同源性，且在系统进化树中与欧洲贻贝和地中海贻贝聚为一支。经实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术检验表明，McNF-κB基因于厚壳贻贝各组织均有分布，在鳃中表达最高；McNF-κB基因在厚壳贻贝眼点幼虫阶段和稚贝阶段均有表达，且在稚贝阶段表达量显著高于眼点幼虫阶段。利用RNA干扰技术沉默眼点幼虫McNF-κB基因后幼虫变态率显著下降，推测McNF-κB基因调控厚壳贻贝幼虫变态过程。本研究为探究McNF-κB基因如何调控厚壳贻贝发育奠定了基础。
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传统的物种分布模型很少将种间关系纳入建模框架中，妨碍了对物种栖息分布的准确预测。近年来联合物种分布模型（JSDM）越来越受到关注，但在海洋领域实际应用仍较为缺乏。本研究根据2017年夏季山东近海底拖网调查数据，结合水深、底层水温和底层盐度等环境数据，采用HMSC（物种群落层次模型）方法研究了山东近海17种底层鱼类与环境因素之间的关系和种间相关性。本研究根据生物与环境之间的线性或非线性关系以及随机效应构建了5种HMSC模型，并利用WAIC等指标以及交叉验证方法，评价了模型拟合程度和预测效果。结果表明，最优模型为包含随机效应的非线性模型（模型五），非线性模型优于线性模型，且在模型中考虑种间关系能明显地提高模型的拟合效果。温度是影响山东近海底层鱼类分布的主要因素，占平均可解释方差的51.4%，其次是水深和随机效应，分别占35.7%和12.8%。山东近海大部分底层鱼类与水深存在显著线性正相关关系，而与水温存在显著的非线性关系。底层鱼类种间具有显著相关性，按其相关性的正负可大致分为3组，表明种间关系在预测物种分布的作用不容忽视。本研究建议，在建模中应同时考虑非生物因素和生物之间的相互关系，研究结果为预测渔业资源栖息分布提供了重要参考。
传统的物种分布模型很少将种间关系纳入建模框架中，妨碍了对物种栖息分布的准确预测。近年来联合物种分布模型（JSDM）越来越受到关注，但在海洋领域实际应用仍较为缺乏。本研究根据2017年夏季山东近海底拖网调查数据，结合水深、底层水温和底层盐度等环境数据，采用HMSC（物种群落层次模型）方法研究了山东近海17种底层鱼类与环境因素之间的关系和种间相关性。本研究根据生物与环境之间的线性或非线性关系以及随机效应构建了5种HMSC模型，并利用WAIC等指标以及交叉验证方法，评价了模型拟合程度和预测效果。结果表明，最优模型为包含随机效应的非线性模型（模型五），非线性模型优于线性模型，且在模型中考虑种间关系能明显地提高模型的拟合效果。温度是影响山东近海底层鱼类分布的主要因素，占平均可解释方差的51.4%，其次是水深和随机效应，分别占35.7%和12.8%。山东近海大部分底层鱼类与水深存在显著线性正相关关系，而与水温存在显著的非线性关系。底层鱼类种间具有显著相关性，按其相关性的正负可大致分为3组，表明种间关系在预测物种分布的作用不容忽视。本研究建议，在建模中应同时考虑非生物因素和生物之间的相互关系，研究结果为预测渔业资源栖息分布提供了重要参考。
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山东半岛诸多小河大多沉积物来源明确，矿物沉积分异相对较小，对其研究能为大河入海物源分析提供区域相似性，也可为黄渤海陆架沉积提供山东半岛物质来源特征。本文以半岛东北部短源小河辛安河为例，对取自河床、河口、海滩的表层沉积样品的碎屑矿物分布规律进行了多粒级分析。研究表明，辛安河流域和海滩沉积物多为中砂和细砂，全样重矿物含量中等，在1.47%～8.19%之间。出现重矿物22种，轻矿物8种，主要重矿物为普通角闪石（41.7%）、绿帘石（16.7%）、阳起石（10.6%）和褐铁矿（6.7%），主要轻矿物为石英（49.0%）、斜长石（26.5%）和钾长石（20.7%），这些矿物的含量在河床、河口和海滩远高于其他碎屑矿物，且矿物组合保持不变，相对含量变化不大；非主要矿物种类与碎屑粒径存在显著的非线性相关关系。辛安河矿物种类和含量受控于区域岩性物源，即酸性、中酸性侵入岩和区域变质岩。闪石族矿物在辛安河不同地貌中的相对稳定输出是其同宗同源属性所在，矿物组成变化主要受水动力控制下的粒度分选影响。山东半岛短源河流虽碎屑矿物种类和含量不尽相同，但它们来源于相似的地质地貌和岩石类型，矿物组成变化的主要控制因素为区域物源和粒度分选，其次为沉积环境差异。相比而言，黄河闪石族矿物的低含量、云母族和碳酸盐类矿物在特定粒级的高含量有别于半岛南北两侧的河源物质。
山东半岛诸多小河大多沉积物来源明确，矿物沉积分异相对较小，对其研究能为大河入海物源分析提供区域相似性，也可为黄渤海陆架沉积提供山东半岛物质来源特征。本文以半岛东北部短源小河辛安河为例，对取自河床、河口、海滩的表层沉积样品的碎屑矿物分布规律进行了多粒级分析。研究表明，辛安河流域和海滩沉积物多为中砂和细砂，全样重矿物含量中等，在1.47%～8.19%之间。出现重矿物22种，轻矿物8种，主要重矿物为普通角闪石（41.7%）、绿帘石（16.7%）、阳起石（10.6%）和褐铁矿（6.7%），主要轻矿物为石英（49.0%）、斜长石（26.5%）和钾长石（20.7%），这些矿物的含量在河床、河口和海滩远高于其他碎屑矿物，且矿物组合保持不变，相对含量变化不大；非主要矿物种类与碎屑粒径存在显著的非线性相关关系。辛安河矿物种类和含量受控于区域岩性物源，即酸性、中酸性侵入岩和区域变质岩。闪石族矿物在辛安河不同地貌中的相对稳定输出是其同宗同源属性所在，矿物组成变化主要受水动力控制下的粒度分选影响。山东半岛短源河流虽碎屑矿物种类和含量不尽相同，但它们来源于相似的地质地貌和岩石类型，矿物组成变化的主要控制因素为区域物源和粒度分选，其次为沉积环境差异。相比而言，黄河闪石族矿物的低含量、云母族和碳酸盐类矿物在特定粒级的高含量有别于半岛南北两侧的河源物质。
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本文采用固定冰数据集和南极象海豹获取的现场观测数据集，分析了南极达恩利角固定冰附近局地高密陆架水的变化。结果表明：首先，达恩利角固定冰存在显著季节变化，对于达恩利角冰间湖及局地高密陆架水的生成都具有重要影响。其次，达恩利角固定冰在2000−2014年期间年际变化很小，无显著增减趋势。第三，达恩利角固定冰附近局地高密陆架水有两个显著来源：（1）3−4月，达恩利角固定冰快速生成时伴随着强烈的盐析作用，进而局地生成高密陆架水；（2）5月，达恩利角固定冰达到最大范围，局地盐析作用减弱至很小，而上游在冰架水抑制作用减弱后，麦肯基湾冰间湖海域的高密陆架水生成增强，能够向西北输运至达恩利角固定冰附近。本研究初步证明达恩利角固定冰除了维持达恩利角冰间湖存在的作用外，对局地高密陆架水生成也可能有重要影响，同时指出一条重要的水团输运路径，这有助于提高对达恩利角附近冰-海相互作用的理解，对该地区开展更多观测或模拟研究是必要的。
本文采用固定冰数据集和南极象海豹获取的现场观测数据集，分析了南极达恩利角固定冰附近局地高密陆架水的变化。结果表明：首先，达恩利角固定冰存在显著季节变化，对于达恩利角冰间湖及局地高密陆架水的生成都具有重要影响。其次，达恩利角固定冰在2000−2014年期间年际变化很小，无显著增减趋势。第三，达恩利角固定冰附近局地高密陆架水有两个显著来源：（1）3−4月，达恩利角固定冰快速生成时伴随着强烈的盐析作用，进而局地生成高密陆架水；（2）5月，达恩利角固定冰达到最大范围，局地盐析作用减弱至很小，而上游在冰架水抑制作用减弱后，麦肯基湾冰间湖海域的高密陆架水生成增强，能够向西北输运至达恩利角固定冰附近。本研究初步证明达恩利角固定冰除了维持达恩利角冰间湖存在的作用外，对局地高密陆架水生成也可能有重要影响，同时指出一条重要的水团输运路径，这有助于提高对达恩利角附近冰-海相互作用的理解，对该地区开展更多观测或模拟研究是必要的。
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已有多个研究证实南大洋自海表到底层的海水特性存在长期变化特征，并指出其与大尺度外部强迫的改变紧密相关。然而，截止目前海洋学界对各水团的更高频年际变化特征及其影响原因依然了解甚少，其中包括了近海表最易受外部强迫影响的冬季水（Winter Water, WW）。本文结合2011−2020年间每年1月沿110°E断面采集的重复观测资料和再分析气象资料，研究季节性冰区内WW层10年间的年际变化。结果发现，该海域WW特性具有显著的时空变化特征。WW核心温度距平与前一年的南极涛动（Antarctic Oscillation, AAO）指数距平具有显著正相关关系（R=0.69），而AAO指数与局地纬向风转向所在纬度呈负相关关系（R=−0.61），说明AAO指数越大（小）对应辐散带向南（北）移动，季节性冰区的WW核心温度升高（降低）。局地净降水量距平变化与WW核心盐度距平的变化相反，2016年之后负的净降水量距平（大气向海洋输送淡水减少）促使WW核心盐度距平增大。另外，局地涡动能距平与WW厚度距平呈负相关关系（R=−0.70），据此推测该海域持续存在的气旋式涡旋的强度增强（减弱），引发向上抽吸作用增强（减弱），导致绕极深层水的深度变浅（加深），进而引起其上层WW层厚度的变化。通过本研究工作，有助于深入理解南大洋海洋水柱对外部强迫高频变化的具体响应。
已有多个研究证实南大洋自海表到底层的海水特性存在长期变化特征，并指出其与大尺度外部强迫的改变紧密相关。然而，截止目前海洋学界对各水团的更高频年际变化特征及其影响原因依然了解甚少，其中包括了近海表最易受外部强迫影响的冬季水（Winter Water, WW）。本文结合2011−2020年间每年1月沿110°E断面采集的重复观测资料和再分析气象资料，研究季节性冰区内WW层10年间的年际变化。结果发现，该海域WW特性具有显著的时空变化特征。WW核心温度距平与前一年的南极涛动（Antarctic Oscillation, AAO）指数距平具有显著正相关关系（R=0.69），而AAO指数与局地纬向风转向所在纬度呈负相关关系（R=−0.61），说明AAO指数越大（小）对应辐散带向南（北）移动，季节性冰区的WW核心温度升高（降低）。局地净降水量距平变化与WW核心盐度距平的变化相反，2016年之后负的净降水量距平（大气向海洋输送淡水减少）促使WW核心盐度距平增大。另外，局地涡动能距平与WW厚度距平呈负相关关系（R=−0.70），据此推测该海域持续存在的气旋式涡旋的强度增强（减弱），引发向上抽吸作用增强（减弱），导致绕极深层水的深度变浅（加深），进而引起其上层WW层厚度的变化。通过本研究工作，有助于深入理解南大洋海洋水柱对外部强迫高频变化的具体响应。
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以海洋环境中具有重要生态功能的赫氏颗石藻（Emiliania huxleyi BOF92）及其特异性裂解病毒（E. huxleyi virus, EhV99B1）为研究对象，采用分子及细胞生物学方法探究海洋病毒感染诱导宿主细胞自噬特征及其调控机制。结果显示：病毒感染能诱导宿主细胞自噬，并出现明显的液泡酸化及液泡自噬现象；感染过程中核心自噬相关基因如atg1、atg5、atg8及atg12的mRNA表达水平均显著上调（p<0.01），自噬启动成核相关蛋白Vps34显著上调（p<0.01），进而启动自噬并促使自噬体与液泡的融合；自噬标志性蛋白p62显著下调（p<0.05），表明自噬流畅通以加速蛋白降解；感染中后期对自噬起负调控作用的磷脂酰肌醇（PI3K）、磷酸化蛋白激酶B（p-AKT）和磷酸化雷帕霉素靶蛋白（p-TOR）等因子的表达水平均显著降低（p<0.01）。另外，病毒感染过程中，细胞ROS水平显著升高（p<0.01），线粒体膜电位（MMP）及ATP含量显著降低（p<0.01）。综上，病毒感染诱发宿主藻细胞ROS的产生、线粒体膜受损，并通过调节PI3K/Akt/TOR级联反应诱导细胞自噬。可见，自噬作为一种独特的程序性细胞死亡形式，对浮游植物遭受胁迫后的个体存活及种群延续具有重要意义。
以海洋环境中具有重要生态功能的赫氏颗石藻（Emiliania huxleyi BOF92）及其特异性裂解病毒（E. huxleyi virus, EhV99B1）为研究对象，采用分子及细胞生物学方法探究海洋病毒感染诱导宿主细胞自噬特征及其调控机制。结果显示：病毒感染能诱导宿主细胞自噬，并出现明显的液泡酸化及液泡自噬现象；感染过程中核心自噬相关基因如atg1、atg5、atg8及atg12的mRNA表达水平均显著上调（p<0.01），自噬启动成核相关蛋白Vps34显著上调（p<0.01），进而启动自噬并促使自噬体与液泡的融合；自噬标志性蛋白p62显著下调（p<0.05），表明自噬流畅通以加速蛋白降解；感染中后期对自噬起负调控作用的磷脂酰肌醇（PI3K）、磷酸化蛋白激酶B（p-AKT）和磷酸化雷帕霉素靶蛋白（p-TOR）等因子的表达水平均显著降低（p<0.01）。另外，病毒感染过程中，细胞ROS水平显著升高（p<0.01），线粒体膜电位（MMP）及ATP含量显著降低（p<0.01）。综上，病毒感染诱发宿主藻细胞ROS的产生、线粒体膜受损，并通过调节PI3K/Akt/TOR级联反应诱导细胞自噬。可见，自噬作为一种独特的程序性细胞死亡形式，对浮游植物遭受胁迫后的个体存活及种群延续具有重要意义。
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微量元素在珊瑚文石骨骼/海水间的分配过程是控制海水中微量元素进入珊瑚骨骼的关键环节，表征该分配过程的分配系数（KD）常用于在时间序列上的海水微量元素含量重建。由于缺乏珊瑚和海水的原位研究，我们对珊瑚文石骨骼与海水之间微量元素的分配行为的了解非常有限，这严重阻碍了我们对于准确的海水化学定量数据的获取。本研究中，我们选取了南海北部涠洲岛海域的两种典型的造礁石珊瑚种（网状菊花珊瑚（Goniastrea retiformis）和八重山扁脑珊瑚（Platygyra yaeyamaensis））和周围原位表层海水中的5种微量元素（Cu、Zn、Pb、Cd和Cr）进行研究，估算了这些微量元素在珊瑚文石骨骼和海水之间的分配系数。研究结果表明：各个微量元素在网状菊花珊瑚（Goniastrea retiformis）和八重山扁脑珊瑚（Platygyra yaeyamaensis）文石骨骼和海水间的分配系数分别为3.65和3.49（Cu）；0.57和0.97（Zn）；1.06和1.42（Pb）；0.88和1.01（Cd）；0.66和0.60（Cr）。结合前人报道的各个种属珊瑚的分配系数，我们发现不同珊瑚种属Cu、Zn、Pb和Cd的KD值存在显著差异，而Cr的KD值差异则相对较小。此外，微量元素KD值还在一定程度上受到瑞利分馏的影响，该影响与KD值的大小有关。本研究为珊瑚文石骨骼/海水间分配系数提供了较为准确的KD值，为未来的珊瑚研究提供了重要的基础数据，并扩展了我们对海洋生物成因矿物晶格的化学特征的认识。
微量元素在珊瑚文石骨骼/海水间的分配过程是控制海水中微量元素进入珊瑚骨骼的关键环节，表征该分配过程的分配系数（KD）常用于在时间序列上的海水微量元素含量重建。由于缺乏珊瑚和海水的原位研究，我们对珊瑚文石骨骼与海水之间微量元素的分配行为的了解非常有限，这严重阻碍了我们对于准确的海水化学定量数据的获取。本研究中，我们选取了南海北部涠洲岛海域的两种典型的造礁石珊瑚种（网状菊花珊瑚（Goniastrea retiformis）和八重山扁脑珊瑚（Platygyra yaeyamaensis））和周围原位表层海水中的5种微量元素（Cu、Zn、Pb、Cd和Cr）进行研究，估算了这些微量元素在珊瑚文石骨骼和海水之间的分配系数。研究结果表明：各个微量元素在网状菊花珊瑚（Goniastrea retiformis）和八重山扁脑珊瑚（Platygyra yaeyamaensis）文石骨骼和海水间的分配系数分别为3.65和3.49（Cu）；0.57和0.97（Zn）；1.06和1.42（Pb）；0.88和1.01（Cd）；0.66和0.60（Cr）。结合前人报道的各个种属珊瑚的分配系数，我们发现不同珊瑚种属Cu、Zn、Pb和Cd的KD值存在显著差异，而Cr的KD值差异则相对较小。此外，微量元素KD值还在一定程度上受到瑞利分馏的影响，该影响与KD值的大小有关。本研究为珊瑚文石骨骼/海水间分配系数提供了较为准确的KD值，为未来的珊瑚研究提供了重要的基础数据，并扩展了我们对海洋生物成因矿物晶格的化学特征的认识。
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对Radarsat-2和Sentinel-1A分别观测的两个海域的单景SAR图像进行子孔径分解，各自得到不同方位角上的两幅SAR子孔径图像。使用多普勒质心频移法（DCA）分别对不同方位角的两幅SAR图像进行海流反演，并进行海流矢量合成，采用经过时空匹配的HYCOM模式数据对反演结果进行检验，结果表明：Radarsat-2观测的SAR图像分解的两幅子孔径SAR图像矢量合成后的海流与HYCOM模式数据相比，速度均方根值为0.09 m/s，相关系数为0.64;方向均方根值为10.49°相关系数为0.78。Sentinel-1A观测的SAR图像分解的两幅子孔径SAR图像矢量合成后的海流与HYCOM模式数据相比，速度均方根值为0.06m/s，相关系数为0.82;方向均方根值为2.85°，相关系数为0.86。由此可见，基于单景SAR分解的两幅子孔径SAR图像可以有效反演二维海流。其反演精度与雷达视向和真实海流矢量的方向有关，二者的角度越小，反演海流矢量的精度越高。
对Radarsat-2和Sentinel-1A分别观测的两个海域的单景SAR图像进行子孔径分解，各自得到不同方位角上的两幅SAR子孔径图像。使用多普勒质心频移法（DCA）分别对不同方位角的两幅SAR图像进行海流反演，并进行海流矢量合成，采用经过时空匹配的HYCOM模式数据对反演结果进行检验，结果表明：Radarsat-2观测的SAR图像分解的两幅子孔径SAR图像矢量合成后的海流与HYCOM模式数据相比，速度均方根值为0.09 m/s，相关系数为0.64;方向均方根值为10.49°相关系数为0.78。Sentinel-1A观测的SAR图像分解的两幅子孔径SAR图像矢量合成后的海流与HYCOM模式数据相比，速度均方根值为0.06m/s，相关系数为0.82;方向均方根值为2.85°，相关系数为0.86。由此可见，基于单景SAR分解的两幅子孔径SAR图像可以有效反演二维海流。其反演精度与雷达视向和真实海流矢量的方向有关，二者的角度越小，反演海流矢量的精度越高。
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红树林作为热带地区碳储量最高的植被类型之一，面积呈现破碎化、减少趋势，生物量的空间分布及其动态信息对于温室气体通量、碳储量的估算以及政策制定和实施至关重要。但是常用于生物量估算的光学数据或者SAR数据均存在信号饱和现象，且传统估算红树林生物量的算法对数据要求高、估算精度相对较低。针对该问题，本研究使用无人机激光雷达数据对比了四种梯度增强决策树算法对于估算入侵红树物种无瓣海桑AGB的精度，同探讨了建模过程中的变量重要性。结果表明：（1）Xgboost对于评估红树林AGB具有较高的拟合能力 ，达到R²=0.83，RMSE=1.55。（2）研究区的无瓣海桑预测地上生物量（AGB）的值为73.10～190.00 Mg/ha,平均值为109.1 Mg/ha。（3）描述冠层高度特征的激光雷达指标是估计红树林AGB的重要变量。本研究证明了UAV-LiDAR数据与XGBR模型对于估算红树林AGB生物量的可行性，以期对于红树林生态系统的蓝碳研究提供数据支撑。
红树林作为热带地区碳储量最高的植被类型之一，面积呈现破碎化、减少趋势，生物量的空间分布及其动态信息对于温室气体通量、碳储量的估算以及政策制定和实施至关重要。但是常用于生物量估算的光学数据或者SAR数据均存在信号饱和现象，且传统估算红树林生物量的算法对数据要求高、估算精度相对较低。针对该问题，本研究使用无人机激光雷达数据对比了四种梯度增强决策树算法对于估算入侵红树物种无瓣海桑AGB的精度，同探讨了建模过程中的变量重要性。结果表明：（1）Xgboost对于评估红树林AGB具有较高的拟合能力 ，达到R²=0.83，RMSE=1.55。（2）研究区的无瓣海桑预测地上生物量（AGB）的值为73.10～190.00 Mg/ha,平均值为109.1 Mg/ha。（3）描述冠层高度特征的激光雷达指标是估计红树林AGB的重要变量。本研究证明了UAV-LiDAR数据与XGBR模型对于估算红树林AGB生物量的可行性，以期对于红树林生态系统的蓝碳研究提供数据支撑。
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数字孪生技术构建的虚拟海洋平台，能够进一步实现海底环境监测数据的三维可视化分析。本文基于深海底长期原位监测数据，使用Unity3D技术构建出多模型融合的虚拟海洋环境，初步建立海洋工程地质环境数字孪生系统；结合MATLAB、ArcGIS数据分析技术实现智能监测、数据分析、人机交互、辅助决策等功能；研究进一步构建虚拟环境粒子系统，对南海北部陆坡神狐海域近底层悬浮物浓度升高事件进行了三维可视化分析，结果表明：在虚拟环境粒子系统中悬浮物浓度、粒子数量与聚集程度具有较大的时空差异。特别是悬浮物浓度维持在较高水平时，发现粒子间相互碰撞、重叠，并在空间中衍生了密集程度更高的微团，当悬浮物浓度进一步升至峰值时，微团数量增加并占据空间大部分体积，形成悬浮颗粒高度聚集，覆盖范围更广的悬浮物聚合体。本文基于图像分析技术，将可视化分析结果与真实海底摄像进行对比，相对误差在0.16%～2.80%范围内，具有较高的可行性。
数字孪生技术构建的虚拟海洋平台，能够进一步实现海底环境监测数据的三维可视化分析。本文基于深海底长期原位监测数据，使用Unity3D技术构建出多模型融合的虚拟海洋环境，初步建立海洋工程地质环境数字孪生系统；结合MATLAB、ArcGIS数据分析技术实现智能监测、数据分析、人机交互、辅助决策等功能；研究进一步构建虚拟环境粒子系统，对南海北部陆坡神狐海域近底层悬浮物浓度升高事件进行了三维可视化分析，结果表明：在虚拟环境粒子系统中悬浮物浓度、粒子数量与聚集程度具有较大的时空差异。特别是悬浮物浓度维持在较高水平时，发现粒子间相互碰撞、重叠，并在空间中衍生了密集程度更高的微团，当悬浮物浓度进一步升至峰值时，微团数量增加并占据空间大部分体积，形成悬浮颗粒高度聚集，覆盖范围更广的悬浮物聚合体。本文基于图像分析技术，将可视化分析结果与真实海底摄像进行对比，相对误差在0.16%～2.80%范围内，具有较高的可行性。
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doi: 10.12284/hyxb2023115
摘要:
在海冰覆盖的极地海区，浮游植物季节性藻华变化呈现典型的单峰特征。由于藻华过程受控于海冰、光照、混合层深度和营养盐供给等多个因素，其发生时间和强度在地球系统模式模拟结果中存在较大的不确定性。本研究选取11种CMIP6地球系统模式结果，以多种类型的观测资料和产品作为判断参考值，评估各模式结果能否准确模拟北极典型海区（巴伦支海、楚科奇海及白令海）浮游植物藻华动态的变化规律。通过计算能表征光照和营养盐限制的多个指标，分析表层叶绿素a模拟结果的误差来源。结果表明，依据冰下光照时长、混合层变化速率、表层硝酸盐指标将11种模式分为3组，与参考值指标差异较小组别中的模式在藻华模拟方面明显占优，而其余模式在表层硝酸盐或混合层变化的模拟上存在较大误差，导致表层叶绿素a峰值的发生时间延后且峰值浓度误差大。总体而言，地球系统模式配置中除要考虑光照和营养盐这两种基础限制条件外，也需关注由温盐控制的上混合层深度，从而准确模拟出表层叶绿素a的季节性变化规律，上述研究为地球系统模式中相关参数化方案的改进提供了参考。
在海冰覆盖的极地海区，浮游植物季节性藻华变化呈现典型的单峰特征。由于藻华过程受控于海冰、光照、混合层深度和营养盐供给等多个因素，其发生时间和强度在地球系统模式模拟结果中存在较大的不确定性。本研究选取11种CMIP6地球系统模式结果，以多种类型的观测资料和产品作为判断参考值，评估各模式结果能否准确模拟北极典型海区（巴伦支海、楚科奇海及白令海）浮游植物藻华动态的变化规律。通过计算能表征光照和营养盐限制的多个指标，分析表层叶绿素a模拟结果的误差来源。结果表明，依据冰下光照时长、混合层变化速率、表层硝酸盐指标将11种模式分为3组，与参考值指标差异较小组别中的模式在藻华模拟方面明显占优，而其余模式在表层硝酸盐或混合层变化的模拟上存在较大误差，导致表层叶绿素a峰值的发生时间延后且峰值浓度误差大。总体而言，地球系统模式配置中除要考虑光照和营养盐这两种基础限制条件外，也需关注由温盐控制的上混合层深度，从而准确模拟出表层叶绿素a的季节性变化规律，上述研究为地球系统模式中相关参数化方案的改进提供了参考。
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doi: 10.12284/hyxb2023109
摘要:
本文选取1989-2021年我国台风风暴潮直接经济损失统计数据，依据线性趋势法和Mann-Kendall非参数检验法进行分析，结果表明，32年间我国风暴潮灾害经济损失呈现显著下降趋势，整体呈厚尾分布特征，采用对数化处理后呈显著的正态分布特征。采用Morlet小波变换对我国台风风暴潮直接经济损失的周期变化规律进行分析，t检验结果显示，全域存在准两次高频振荡，1～2年的年代振荡，7～8年的年际周期振荡，但随时间变化年际周期逐渐缩短为3～5年，说明风暴潮经济损失序列存在高频振荡和多周期嵌套的低频振荡规律。在此基础上，采用Daubechies小波分解分离高频信号和低频信号，均方根误差和信噪比精度分析结果表明，当小波基设置消失矩为7，分解层数为2时，我国台风风暴潮直接经济损失时间序列具有最优分解重构效果。对各分解层进行小波系数平稳性检验和白噪声检验，建立的小波分解-ARMA组合模型的模拟精度和预测精度均优于传统的自回归移动平均模型和Fourier级数拓展模型，证明了小波分解法在我国台风风暴潮经济损失快速评估中具有可靠性和优越性。
本文选取1989-2021年我国台风风暴潮直接经济损失统计数据，依据线性趋势法和Mann-Kendall非参数检验法进行分析，结果表明，32年间我国风暴潮灾害经济损失呈现显著下降趋势，整体呈厚尾分布特征，采用对数化处理后呈显著的正态分布特征。采用Morlet小波变换对我国台风风暴潮直接经济损失的周期变化规律进行分析，t检验结果显示，全域存在准两次高频振荡，1～2年的年代振荡，7～8年的年际周期振荡，但随时间变化年际周期逐渐缩短为3～5年，说明风暴潮经济损失序列存在高频振荡和多周期嵌套的低频振荡规律。在此基础上，采用Daubechies小波分解分离高频信号和低频信号，均方根误差和信噪比精度分析结果表明，当小波基设置消失矩为7，分解层数为2时，我国台风风暴潮直接经济损失时间序列具有最优分解重构效果。对各分解层进行小波系数平稳性检验和白噪声检验，建立的小波分解-ARMA组合模型的模拟精度和预测精度均优于传统的自回归移动平均模型和Fourier级数拓展模型，证明了小波分解法在我国台风风暴潮经济损失快速评估中具有可靠性和优越性。
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doi: 10.12284/hyxb2023145
摘要:
台风是当今人类社会面临的全球性重大环境灾害问题之一，但由于台风器测年限较短，限制了对台风长期演化机制的研究。沉积记录成为拓展台风记录时间跨度的重要载体，其中台风沉积的有效辨识是重要基础。尽管许多研究试图基于各种指标和方法来重建长时间尺度的台风活动，但目前仍缺少对台风沉积辨识指标与方法有效性的评估。本文以高分辨率的东海内陆架泥质区ZM02孔为载体，采用放射性同位素210Pb和137Cs定年法确定沉积物的年代序列。耦合器测记录和沉积记录，分析器测时期台风强度和频率与台风沉积敏感指标（如砂含量和D90）之间的对应关系，以期探讨台风沉积辨识指标和方法的有效性。结果显示，ZM02孔的平均沉积速率为0.97 cm/a，其上部4.5～100 cm的沉积年代为1917−2011年。砂含量和D90均可作为东海内陆架泥质区台风沉积辨识的有效指标，阈值法的识别效果最好且稳定性高。砂含量可能是反映浙江海岸台风强度变化的潜在指标，而D90则可能蕴含台风频率信息。这些认识有助于更准确地利用沉积记录去拓展台风记录的时间跨度，也有助于提高从沉积记录解译环境信息的能力。
台风是当今人类社会面临的全球性重大环境灾害问题之一，但由于台风器测年限较短，限制了对台风长期演化机制的研究。沉积记录成为拓展台风记录时间跨度的重要载体，其中台风沉积的有效辨识是重要基础。尽管许多研究试图基于各种指标和方法来重建长时间尺度的台风活动，但目前仍缺少对台风沉积辨识指标与方法有效性的评估。本文以高分辨率的东海内陆架泥质区ZM02孔为载体，采用放射性同位素210Pb和137Cs定年法确定沉积物的年代序列。耦合器测记录和沉积记录，分析器测时期台风强度和频率与台风沉积敏感指标（如砂含量和D90）之间的对应关系，以期探讨台风沉积辨识指标和方法的有效性。结果显示，ZM02孔的平均沉积速率为0.97 cm/a，其上部4.5～100 cm的沉积年代为1917−2011年。砂含量和D90均可作为东海内陆架泥质区台风沉积辨识的有效指标，阈值法的识别效果最好且稳定性高。砂含量可能是反映浙江海岸台风强度变化的潜在指标，而D90则可能蕴含台风频率信息。这些认识有助于更准确地利用沉积记录去拓展台风记录的时间跨度，也有助于提高从沉积记录解译环境信息的能力。
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doi: 10.12284/hyxb2023101
摘要:
本文基于2015—2017年西江感潮河道的潮位数据，应用非平稳潮调和分析模型NS-TIDE，研究了不同周期分潮振幅和迟角的时空变化特征、潮汐动力构成变化和潮波变形特征，并讨论了感潮河道中的潮位变形、极低潮位颠倒等现象的形成原因。结果表明，不同于全日、半日分潮振幅的沿程衰减和迟角的沿程递增，浅水分潮振幅先增后减，MSf分潮振幅呈递增趋势、迟角有显著的增减交替变化；各个分潮的振幅洪季衰减速率大于枯季，迟角在洪季变化较大，表明径流顶托作用下的潮波向上游传播速度较慢。受径流、地形等因素的影响，在洪季和上游河段，MSf分潮振幅更大，潮汐动力由主分潮向次分潮转移，M4和M2分潮振幅比的变化表明潮汐变形显著，MSf与M2、S2分潮的振幅比较大时有最低低水位的颠倒现象。
本文基于2015—2017年西江感潮河道的潮位数据，应用非平稳潮调和分析模型NS-TIDE，研究了不同周期分潮振幅和迟角的时空变化特征、潮汐动力构成变化和潮波变形特征，并讨论了感潮河道中的潮位变形、极低潮位颠倒等现象的形成原因。结果表明，不同于全日、半日分潮振幅的沿程衰减和迟角的沿程递增，浅水分潮振幅先增后减，MSf分潮振幅呈递增趋势、迟角有显著的增减交替变化；各个分潮的振幅洪季衰减速率大于枯季，迟角在洪季变化较大，表明径流顶托作用下的潮波向上游传播速度较慢。受径流、地形等因素的影响，在洪季和上游河段，MSf分潮振幅更大，潮汐动力由主分潮向次分潮转移，M4和M2分潮振幅比的变化表明潮汐变形显著，MSf与M2、S2分潮的振幅比较大时有最低低水位的颠倒现象。
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doi: 10.12284/hyxb2023117
摘要:
河口是陆源污染物入海的主要通道，在全球气候快速变化和人类活动加剧的背景下，河流入海污染物通量急剧增加，导致河口、海湾及其周边海域水体污染、生态受损等严峻的环境问题发生。本文选取了受极端事件和人类活动影响显著的我国东南强潮型的九龙江河口，利用粪甾醇有机标志物手段开展河口环境粪类污染示踪研究，探讨九龙江河口区粪类污染物（“源”）进入河流后的入海行为（“到”），揭示粪类有机质在近河口海域时空分布特征及受控因素（“汇”）。研究发现，不同季节的河口径流过程和潮汐作用影响粪类有机污染物的时空分布，潮汐过程对中上游河口区水体环境中粪甾醇的赋存影响较大，呈现高潮低浓度而低潮高浓度的潮周期变化特征；河口区粪甾醇在陆-海输运过程的赋存特征还受控于最大浑浊带复杂的水体和沉积动力过程，对粪类有机污染物有一定的净化作用；研究还通过对比人为源贡献主导的氨氮等河流输入的营养盐说明粪甾醇在河口区的时空分布特征与人类活动密切相关。
河口是陆源污染物入海的主要通道，在全球气候快速变化和人类活动加剧的背景下，河流入海污染物通量急剧增加，导致河口、海湾及其周边海域水体污染、生态受损等严峻的环境问题发生。本文选取了受极端事件和人类活动影响显著的我国东南强潮型的九龙江河口，利用粪甾醇有机标志物手段开展河口环境粪类污染示踪研究，探讨九龙江河口区粪类污染物（“源”）进入河流后的入海行为（“到”），揭示粪类有机质在近河口海域时空分布特征及受控因素（“汇”）。研究发现，不同季节的河口径流过程和潮汐作用影响粪类有机污染物的时空分布，潮汐过程对中上游河口区水体环境中粪甾醇的赋存影响较大，呈现高潮低浓度而低潮高浓度的潮周期变化特征；河口区粪甾醇在陆-海输运过程的赋存特征还受控于最大浑浊带复杂的水体和沉积动力过程，对粪类有机污染物有一定的净化作用；研究还通过对比人为源贡献主导的氨氮等河流输入的营养盐说明粪甾醇在河口区的时空分布特征与人类活动密切相关。
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本文采用非静压单相流模型NHWAVE研究了波状涌潮在变化地形上的传播演变特性。通过设置合理的计算工况，系统分析了涌潮高度、潮前水深和斜坡坡度对波状涌潮水动力特性的影响。计算结果表明，涌潮高度和潮前水深对波状涌潮在变化地形上的水动力特性影响显著，不同的地形坡度对波状涌潮水动力特性影响较小。变化地形的存在可导致涌潮高度显著增大，引起沿程最大水位的剧烈变化，并且使涌潮传播速度降低。随涌潮高度的逐渐增加，斜坡前后潮差持续增大，同时表层速度与水深平均速度均呈现增大趋势。当增加潮前水深时，斜坡前后潮差减小，表层速度与水深平均速度单调递减。本文研究成果对于正确认识波状涌潮在变化地形上的传播演变规律有一定的参考意义，为波状涌潮河段涉水建筑物的工程设计及安全评估提供了科学依据。
本文采用非静压单相流模型NHWAVE研究了波状涌潮在变化地形上的传播演变特性。通过设置合理的计算工况，系统分析了涌潮高度、潮前水深和斜坡坡度对波状涌潮水动力特性的影响。计算结果表明，涌潮高度和潮前水深对波状涌潮在变化地形上的水动力特性影响显著，不同的地形坡度对波状涌潮水动力特性影响较小。变化地形的存在可导致涌潮高度显著增大，引起沿程最大水位的剧烈变化，并且使涌潮传播速度降低。随涌潮高度的逐渐增加，斜坡前后潮差持续增大，同时表层速度与水深平均速度均呈现增大趋势。当增加潮前水深时，斜坡前后潮差减小，表层速度与水深平均速度单调递减。本文研究成果对于正确认识波状涌潮在变化地形上的传播演变规律有一定的参考意义，为波状涌潮河段涉水建筑物的工程设计及安全评估提供了科学依据。
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doi: 10.12284/hyxb2023105
摘要:
本文通过南极斯科舍海东南部海域DC-11岩芯稀土元素（REE）特征及其与生源硅（BSiO2）、磁化率、Al2O3、Fe2O3的耦合关系，深入探讨了34 ka BP以来研究区沉积物的来源及冰山−海流−大气搬运历史。结果表明，DC-11岩芯沉积物REE含量变化与Al2O3相似，主要赋存于陆源碎屑之中，BSiO2对其有明显稀释效应。末次冰期REE含量高，页岩标准化模式平坦，Eu正异常弱，LaN/YbN比值较大，沉积物主要来源于地壳相对较老的威德尔海周边地区，磁化率、ΔAl2O3、TFe2O3/Eu比值证实该时期沉积物中南美风尘物质多。冰消期早期（19.6～14.1 ka BP）气候快速回暖，西风带与海洋锋面南移，南美风尘输入迅速减弱，南极绕极流南部分支增强，导致南设德兰群岛−南极半岛的冰山及沉积物向东搬运至研究区，沉积物Eu正异常明显，LaN/YbN比值小，磁化率、ΔAl2O3、TFe2O3/Eu比值降低。南极冷倒转期（14.1～12.9 ka BP），南极气温明显下降，海洋锋面小幅北移，来自南设德兰群岛−南极半岛沉积物减少，威德尔海沉积物在岩芯中占主导，沉积物Eu正异常弱，LaN/YbN比值接近于1，冰筏碎屑含量高；冰消期晚期（12.9～11.7 ka BP）海洋锋面再次南移，南设德兰群岛-南极半岛海域南极绕极流分量增强，对DC-11岩芯沉积物贡献加大；全新世（11.7～0 ka BP）气候温暖，南设德兰群岛−南极半岛海域南极绕极流分量总体增强，对岩芯沉积物贡献加大，与来自威德尔海的沉积物量大体相当。
本文通过南极斯科舍海东南部海域DC-11岩芯稀土元素（REE）特征及其与生源硅（BSiO2）、磁化率、Al2O3、Fe2O3的耦合关系，深入探讨了34 ka BP以来研究区沉积物的来源及冰山−海流−大气搬运历史。结果表明，DC-11岩芯沉积物REE含量变化与Al2O3相似，主要赋存于陆源碎屑之中，BSiO2对其有明显稀释效应。末次冰期REE含量高，页岩标准化模式平坦，Eu正异常弱，LaN/YbN比值较大，沉积物主要来源于地壳相对较老的威德尔海周边地区，磁化率、ΔAl2O3、TFe2O3/Eu比值证实该时期沉积物中南美风尘物质多。冰消期早期（19.6～14.1 ka BP）气候快速回暖，西风带与海洋锋面南移，南美风尘输入迅速减弱，南极绕极流南部分支增强，导致南设德兰群岛−南极半岛的冰山及沉积物向东搬运至研究区，沉积物Eu正异常明显，LaN/YbN比值小，磁化率、ΔAl2O3、TFe2O3/Eu比值降低。南极冷倒转期（14.1～12.9 ka BP），南极气温明显下降，海洋锋面小幅北移，来自南设德兰群岛−南极半岛沉积物减少，威德尔海沉积物在岩芯中占主导，沉积物Eu正异常弱，LaN/YbN比值接近于1，冰筏碎屑含量高；冰消期晚期（12.9～11.7 ka BP）海洋锋面再次南移，南设德兰群岛-南极半岛海域南极绕极流分量增强，对DC-11岩芯沉积物贡献加大；全新世（11.7～0 ka BP）气候温暖，南设德兰群岛−南极半岛海域南极绕极流分量总体增强，对岩芯沉积物贡献加大，与来自威德尔海的沉积物量大体相当。
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doi: 10.12284/hyxb2023097
摘要:
为快速获取大范围、准实时的海洋内部结构，海面遥感数据被广泛应用于构建温度剖面垂直结构，但卫星遥感仅能获得较为准确的海洋表面或者近表层数据。为了提高全海深温度剖面的反演精度，本文以水下固定深度处温度为约束，通过径向基函数神经网络生成海表面温度、海平面高度异常等海表遥感数据与温度剖面之间的非线性映射，并对约束深度选取的理论依据进行讨论。南海海域温度剖面的反演结果表明，第1阶经验正交函数系数可以表征温跃层的垂直位移，而第1阶经验正交函数基函数极值点对应深度处的温度与第1阶经验正交函数系数之间具有强相关性。当增加该深度处温度为约束时，温跃层的反演精度比仅使用海面遥感数据约提高0.35℃，反演温度剖面的平均均方根误差约为0.33℃。
为快速获取大范围、准实时的海洋内部结构，海面遥感数据被广泛应用于构建温度剖面垂直结构，但卫星遥感仅能获得较为准确的海洋表面或者近表层数据。为了提高全海深温度剖面的反演精度，本文以水下固定深度处温度为约束，通过径向基函数神经网络生成海表面温度、海平面高度异常等海表遥感数据与温度剖面之间的非线性映射，并对约束深度选取的理论依据进行讨论。南海海域温度剖面的反演结果表明，第1阶经验正交函数系数可以表征温跃层的垂直位移，而第1阶经验正交函数基函数极值点对应深度处的温度与第1阶经验正交函数系数之间具有强相关性。当增加该深度处温度为约束时，温跃层的反演精度比仅使用海面遥感数据约提高0.35℃，反演温度剖面的平均均方根误差约为0.33℃。
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doi: 10.12284/hyxb2023093
摘要:
在实际海况中，由于波浪组分方向不同，使海浪常表现为三维短峰波，与二维长峰波相比，有诸多异同特征。为了研究三维畸形波生成、演化过程中异常大波的外部特征以及大波间的关联，本文采用色散和方向聚焦方法在物理水池中模拟了短峰畸形波的整个生成、演化过程。研究结果表明，生成、演化过程中出现的异常大波沿着方向分布峰值方向演化，具有一定程度“对称”特征；根据异常大波的特征参数可将该过程分成3~4个典型的阶段，这意味着可以根据异常大波的特征参数判断其所处阶段及预测其演化趋势；与二维畸形波相比，三维畸形波生成、演化过程可能会跳过“波群”或者“深谷”阶段，使其时-空范围较小，这意味着在三维波浪场中，与畸形波相关的深谷和波群的发生概率较低。
在实际海况中，由于波浪组分方向不同，使海浪常表现为三维短峰波，与二维长峰波相比，有诸多异同特征。为了研究三维畸形波生成、演化过程中异常大波的外部特征以及大波间的关联，本文采用色散和方向聚焦方法在物理水池中模拟了短峰畸形波的整个生成、演化过程。研究结果表明，生成、演化过程中出现的异常大波沿着方向分布峰值方向演化，具有一定程度“对称”特征；根据异常大波的特征参数可将该过程分成3~4个典型的阶段，这意味着可以根据异常大波的特征参数判断其所处阶段及预测其演化趋势；与二维畸形波相比，三维畸形波生成、演化过程可能会跳过“波群”或者“深谷”阶段，使其时-空范围较小，这意味着在三维波浪场中，与畸形波相关的深谷和波群的发生概率较低。
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doi: 10.12284/hyxb2023147
摘要:
准确提取海水筏式养殖区信息对于海洋资源管理和环境监测具有重要意义，但是筏式养殖区常因淹没于水中出现数据弱信号区域的现象，导致仅凭光学影像提取精度较低。因此，本文以威海荣成湾为研究区域，通过添加通道注意力机制改进U-Net神经网络以结合高分2号光学影像光谱信息以及高分3号雷达影像纹理信息，尝试提高筏式养殖区提取精度。结果表明：（1）无论是对于单一的光学影像还是光学和雷达影像融合影像，添加通道注意力机制的U-Net神经网络预测结果总体精度都会提高，提高幅度在2.21%～4.12%之间。（2）利用改进后的U-Net神经网络处理融合数据总体精度达到95.75%，相对于仅用高分2号影像高4.3%；（3）对于弱信号区域，利用改进网络以及融合数据提取的总体精度和Kappa系数分别为91.61%和0.83。该方法可以对海洋筏式养殖区弱信号区域进行有效提取，能够为海洋养殖面积统计以及海洋环境检测提供技术支持。
准确提取海水筏式养殖区信息对于海洋资源管理和环境监测具有重要意义，但是筏式养殖区常因淹没于水中出现数据弱信号区域的现象，导致仅凭光学影像提取精度较低。因此，本文以威海荣成湾为研究区域，通过添加通道注意力机制改进U-Net神经网络以结合高分2号光学影像光谱信息以及高分3号雷达影像纹理信息，尝试提高筏式养殖区提取精度。结果表明：（1）无论是对于单一的光学影像还是光学和雷达影像融合影像，添加通道注意力机制的U-Net神经网络预测结果总体精度都会提高，提高幅度在2.21%～4.12%之间。（2）利用改进后的U-Net神经网络处理融合数据总体精度达到95.75%，相对于仅用高分2号影像高4.3%；（3）对于弱信号区域，利用改进网络以及融合数据提取的总体精度和Kappa系数分别为91.61%和0.83。该方法可以对海洋筏式养殖区弱信号区域进行有效提取，能够为海洋养殖面积统计以及海洋环境检测提供技术支持。
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doi: 10.12284/hyxb2023099
摘要:
本文基于ADCIRC构建适用于长江口的台风暴潮模型，对1979–2019年间长江口台风增水过程进行数值重构；结合非平稳广义极值分布和状态空间模型，构建适用于刻画长江口极端增水非平稳变化的频率统计模型，研判非平稳变化引起的极端增水量值调整情况。结果表明，长江口各验潮站处极端增水的非平稳广义极值分布时变位置参数在2008年前表现为波动特征，2008年后呈现逐渐增大趋势。2008–2019年间各验潮站处极端增水时变位置参数的线性上升率介于0.8~1.2 cm/a之间。基于上述变化趋势，考虑极端增水非平稳变化时长江口各验潮站处百年一遇增水均大于基于平稳假定的推算结果，二者差值介于8~15 cm之间。经分析，2008年后北上到长江口附近海域再转向外海的热带气旋强度有明显增强趋势，致使长江口各验潮站处年第二和第三大值增水增大，是导致各验潮站处风暴增水极值分布位置参数出现趋势性增大的主要原因。
本文基于ADCIRC构建适用于长江口的台风暴潮模型，对1979–2019年间长江口台风增水过程进行数值重构；结合非平稳广义极值分布和状态空间模型，构建适用于刻画长江口极端增水非平稳变化的频率统计模型，研判非平稳变化引起的极端增水量值调整情况。结果表明，长江口各验潮站处极端增水的非平稳广义极值分布时变位置参数在2008年前表现为波动特征，2008年后呈现逐渐增大趋势。2008–2019年间各验潮站处极端增水时变位置参数的线性上升率介于0.8~1.2 cm/a之间。基于上述变化趋势，考虑极端增水非平稳变化时长江口各验潮站处百年一遇增水均大于基于平稳假定的推算结果，二者差值介于8~15 cm之间。经分析，2008年后北上到长江口附近海域再转向外海的热带气旋强度有明显增强趋势，致使长江口各验潮站处年第二和第三大值增水增大，是导致各验潮站处风暴增水极值分布位置参数出现趋势性增大的主要原因。
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摘要:
赤潮是我国主要的海洋生态灾害，有效监测赤潮的发生和空间分布对于赤潮的防治具有重要意义。传统的赤潮监测以低空间分辨率的水色卫星为主，但是其对于频发的小规模赤潮存在监控盲区。GF-1 WFV卫星影像具有空间分辨率高、成像幅宽大和重访周期短等优点，在小规模赤潮监测中表现出较大的潜力。然而，GF-1 WFV卫星影像的光谱分辨率较低，波段少，传统面向水色卫星的赤潮探测方法无法应用于GF-1 WFV卫星数据。而且赤潮具有形态多变、尺度不一的特点，难以精确提取。基于此，本文提出了一种面向GF-1 WFV卫星影像的尺度自适应赤潮深度语义分割网络（SARTNet）。该网络采用双层主干结构以融合赤潮水体的形状特征与细节特征，并引入注意力机制挖掘不同尺度赤潮特征之间的相关性，提高网络对复杂分布赤潮的探测能力。实验结果表明，SARTNet赤潮探测精度优于现有方法，F1分数达到0.89以上，对不同尺度的赤潮漏提和误提较少，且受环境因素的影响较小。
赤潮是我国主要的海洋生态灾害，有效监测赤潮的发生和空间分布对于赤潮的防治具有重要意义。传统的赤潮监测以低空间分辨率的水色卫星为主，但是其对于频发的小规模赤潮存在监控盲区。GF-1 WFV卫星影像具有空间分辨率高、成像幅宽大和重访周期短等优点，在小规模赤潮监测中表现出较大的潜力。然而，GF-1 WFV卫星影像的光谱分辨率较低，波段少，传统面向水色卫星的赤潮探测方法无法应用于GF-1 WFV卫星数据。而且赤潮具有形态多变、尺度不一的特点，难以精确提取。基于此，本文提出了一种面向GF-1 WFV卫星影像的尺度自适应赤潮深度语义分割网络（SARTNet）。该网络采用双层主干结构以融合赤潮水体的形状特征与细节特征，并引入注意力机制挖掘不同尺度赤潮特征之间的相关性，提高网络对复杂分布赤潮的探测能力。实验结果表明，SARTNet赤潮探测精度优于现有方法，F1分数达到0.89以上，对不同尺度的赤潮漏提和误提较少，且受环境因素的影响较小。
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摘要:
基于巴厘岛北部海域海洋内波卫星遥感观测与数值模拟结果，本文对4·21印尼潜艇失踪事件原因进行了初步分析。结果表明，在印尼潜艇失事海域和时间，源于龙目海峡的海洋内波向北传播并广泛分布于巴厘岛北部海域，振幅可达50 m。潜艇很可能遭遇了大振幅海洋内波发生“掉深”而导致失事。
基于巴厘岛北部海域海洋内波卫星遥感观测与数值模拟结果，本文对4·21印尼潜艇失踪事件原因进行了初步分析。结果表明，在印尼潜艇失事海域和时间，源于龙目海峡的海洋内波向北传播并广泛分布于巴厘岛北部海域，振幅可达50 m。潜艇很可能遭遇了大振幅海洋内波发生“掉深”而导致失事。
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摘要(2683)
摘要:
海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量，我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果，但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样，将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼（Scomber japonicus）捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系，探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明，净初级生产力与标准化CPUE（Catch Per Unit Effort）不存在显著的线性关系（P>0.05），但呈显著非线性关系（P<0.05），且这种非线性关系表现为倒抛物线，即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高，但当净初级生产力进一步增加，鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制，但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。
海洋初级生产力决定海洋渔业资源的潜在产量，我国应用海洋初级生产力方法估算渔业资源量亦已取得不少研究成果，但海洋生态系统中的营养控制机制复杂多样，将影响海洋初级生产力与鱼类资源量的关系。本文利用中国大型灯光围网渔业在东海南部渔场的鲐鱼（Scomber japonicus）捕捞数据与海洋净初级生产力的遥感资料分析了鲐鱼资源量变化与净初级生产力的关系，探讨了其生态系统营养控制机制。研究结果表明，净初级生产力与标准化CPUE（Catch Per Unit Effort）不存在显著的线性关系（P>0.05），但呈显著非线性关系（P<0.05），且这种非线性关系表现为倒抛物线，即鲐鱼资源量随净初级生产力的增加而提高，但当净初级生产力进一步增加，鲐鱼资源量则呈下降趋势。净初级生产力与标准化CPUE呈显著的倒抛物线关系表明生态系统存在上行控制机制，但并非受该机制完全控制。种间竞争或浮游动物资源量的变动均可能引起鲐鱼资源的相对丰度与净初级生产力呈倒抛物线关系。
2023, 45(6): 1-12.
doi: 10.12284/hyxb2023067
摘要:
研究风暴潮期间的增水过程、振幅和时相特征对提高风暴潮实时预报的精度和减轻灾害损失具有重要价值。采用径流、潮汐、风、波浪耦合模型模拟了孟加拉湾1991−2020年期间对湾顶布里斯瓦尔河口一带增水影响最大的28次热带气旋过程。结果显示，由风暴潮总水位减去天文潮位得到的总增水极值相对于天文潮高潮位的出现时刻集中于涨潮阶段，占总次数的89.3%，并且集中于高潮位前的3 h和4 h。增水过程呈现“（准）孤立波”和“（准）周期性振动”两大类型，其中孤立波形式的增水过程有的在涨潮阶段便完成，也有的持续一个完整的涨、落潮阶段。风暴潮增水−天文潮相互作用曲线具有与天文潮同样周期的振动特征，其振幅与潮差的大小相关，呈现出“涨峰−落谷”与“涨谷−落峰”两种类型，二者具有180°的相位差。热带气旋的行进方向与潮流同逆向、登陆时的潮相、海岸陷波（边缘波）的形成与传播等是决定总增水极值时相特征的主要动力机制。
研究风暴潮期间的增水过程、振幅和时相特征对提高风暴潮实时预报的精度和减轻灾害损失具有重要价值。采用径流、潮汐、风、波浪耦合模型模拟了孟加拉湾1991−2020年期间对湾顶布里斯瓦尔河口一带增水影响最大的28次热带气旋过程。结果显示，由风暴潮总水位减去天文潮位得到的总增水极值相对于天文潮高潮位的出现时刻集中于涨潮阶段，占总次数的89.3%，并且集中于高潮位前的3 h和4 h。增水过程呈现“（准）孤立波”和“（准）周期性振动”两大类型，其中孤立波形式的增水过程有的在涨潮阶段便完成，也有的持续一个完整的涨、落潮阶段。风暴潮增水−天文潮相互作用曲线具有与天文潮同样周期的振动特征，其振幅与潮差的大小相关，呈现出“涨峰−落谷”与“涨谷−落峰”两种类型，二者具有180°的相位差。热带气旋的行进方向与潮流同逆向、登陆时的潮相、海岸陷波（边缘波）的形成与传播等是决定总增水极值时相特征的主要动力机制。
2023, 45(6): 13-24.
doi: 10.12284/hyxb2023075
摘要:
本文基于1982−2021年的NOAA最优插值海表温度等资料，分析了孟加拉湾海洋热浪季节分布特征与可能成因。结果表明：大致以斯里兰卡岛与缅甸伊洛瓦底江河口连线为界，孟加拉湾西北部与东南部海域海洋热浪频率和天数呈现出不同的季节变化特征。在湾西北部海域，海洋热浪频率和天数季节变化较显著，均在夏季达到最大，春、秋季次之，冬季最少。而在湾东南部海域，二者的季节变化相对较弱。依据海洋热浪累积强度将海洋热浪从弱至强分为I～IV4种等级。分析显示，I类和II类较弱海洋热浪主要发生于夏、秋季的湾西部或西北部海域；III类以上严重海洋热浪则多发于春季的安达曼海和湾东南部海域以及夏季的缅甸西南部海域。进一步分析表明，在春、夏和秋季大部分海洋热浪活跃区，较浅的混合层及海表净热通量的变化对这些海区海洋热浪活动可能起主要作用，而冬季湾东南部海域海洋热浪形成与维持可能主要与赤道远地强迫有关。
本文基于1982−2021年的NOAA最优插值海表温度等资料，分析了孟加拉湾海洋热浪季节分布特征与可能成因。结果表明：大致以斯里兰卡岛与缅甸伊洛瓦底江河口连线为界，孟加拉湾西北部与东南部海域海洋热浪频率和天数呈现出不同的季节变化特征。在湾西北部海域，海洋热浪频率和天数季节变化较显著，均在夏季达到最大，春、秋季次之，冬季最少。而在湾东南部海域，二者的季节变化相对较弱。依据海洋热浪累积强度将海洋热浪从弱至强分为I～IV4种等级。分析显示，I类和II类较弱海洋热浪主要发生于夏、秋季的湾西部或西北部海域；III类以上严重海洋热浪则多发于春季的安达曼海和湾东南部海域以及夏季的缅甸西南部海域。进一步分析表明，在春、夏和秋季大部分海洋热浪活跃区，较浅的混合层及海表净热通量的变化对这些海区海洋热浪活动可能起主要作用，而冬季湾东南部海域海洋热浪形成与维持可能主要与赤道远地强迫有关。
2023, 45(6): 25-35.
doi: 10.12284/hyxb2023059
摘要:
南海北部湾铁山港码头建设期间，邻近区域红树林带植株出现受损死亡现象。本研究构建基于遥感增强包含红树林潮间带的海湾水沙嵌套模型，评估码头建设对红树林带潮流、泥沙输移及冲淤的影响。结果表明：海湾水沙嵌套模型可充分利用南海海流模拟信息，且精细化模拟了工程建设附近海域泥沙输移规律。采用全球地表水覆盖几率遥感反演数据与当地潮位的信息融合技术，为红树林带水沙模拟提供了可靠地形信息。码头建设主要影响红树林带南部潮流，涨急时流速减小，落急时部分潮沟通道流速增大。当进港方案更改为过水钢栈桥，红树林带东南部流速略有增加。码头施工期，红树林带69%～72%范围的悬浮泥沙浓度增量介于20～50 mg/L之间。码头建设前，红树林带泥沙平均冲淤量为0.27 cm/a；进港方案分别为不过水通道和过水钢栈桥，码头建设后红树林带淤积量增加的面积占比分别为96.6%和89.3%，平均冲淤量分别为0.45 cm/a和0.36 cm/a。过水钢栈桥替换不过水通道，红树林带冲淤增量下降了50.0%。研究结论可为潮间带水沙环境模拟和红树林带保护决策提供科学依据。
南海北部湾铁山港码头建设期间，邻近区域红树林带植株出现受损死亡现象。本研究构建基于遥感增强包含红树林潮间带的海湾水沙嵌套模型，评估码头建设对红树林带潮流、泥沙输移及冲淤的影响。结果表明：海湾水沙嵌套模型可充分利用南海海流模拟信息，且精细化模拟了工程建设附近海域泥沙输移规律。采用全球地表水覆盖几率遥感反演数据与当地潮位的信息融合技术，为红树林带水沙模拟提供了可靠地形信息。码头建设主要影响红树林带南部潮流，涨急时流速减小，落急时部分潮沟通道流速增大。当进港方案更改为过水钢栈桥，红树林带东南部流速略有增加。码头施工期，红树林带69%～72%范围的悬浮泥沙浓度增量介于20～50 mg/L之间。码头建设前，红树林带泥沙平均冲淤量为0.27 cm/a；进港方案分别为不过水通道和过水钢栈桥，码头建设后红树林带淤积量增加的面积占比分别为96.6%和89.3%，平均冲淤量分别为0.45 cm/a和0.36 cm/a。过水钢栈桥替换不过水通道，红树林带冲淤增量下降了50.0%。研究结论可为潮间带水沙环境模拟和红树林带保护决策提供科学依据。
2023, 45(6): 36-43.
doi: 10.12284/hyxb2023095
摘要:
越洋海啸能够被大洋海脊引导并沿海脊传播至远场地区，虽然传播速度较慢，但携带较大的能量，会对远场地区造成灾害影响，相关研究对于提高海啸传播特性本质的认识具有重要意义。本文基于线性长波方程，推导出了抛物型对称海脊引导波完整解析理论。研究表明对称型海脊同时存在对称与反对称引导波，其自由水面波动可以表示为虚宗量Bessel函数形式。利用海脊中心对称条件给出了描述其频率与波数的频散关系。基于所提理论进一步分析讨论了引导波的运动特性，包括频散关系、波速度、能量传播速度与波面空间分布等。本研究为揭示地形坡度由脊顶至两侧逐渐增加的海脊引导波运动特征，预测实际越洋海啸中最具威胁性海啸波的到达时间提供了理论依据。
越洋海啸能够被大洋海脊引导并沿海脊传播至远场地区，虽然传播速度较慢，但携带较大的能量，会对远场地区造成灾害影响，相关研究对于提高海啸传播特性本质的认识具有重要意义。本文基于线性长波方程，推导出了抛物型对称海脊引导波完整解析理论。研究表明对称型海脊同时存在对称与反对称引导波，其自由水面波动可以表示为虚宗量Bessel函数形式。利用海脊中心对称条件给出了描述其频率与波数的频散关系。基于所提理论进一步分析讨论了引导波的运动特性，包括频散关系、波速度、能量传播速度与波面空间分布等。本研究为揭示地形坡度由脊顶至两侧逐渐增加的海脊引导波运动特征，预测实际越洋海啸中最具威胁性海啸波的到达时间提供了理论依据。
2023, 45(6): 44-51.
doi: 10.12284/hyxb2023081
摘要:
水槽实验通常用于波浪传播变形及防波堤护面块体稳定性等研究，涉及的波要素沿水槽纵向变化且在垂直于水槽的横向保持不变。然而实验中当波长与水槽宽度满足一定关系时，可能出现明显的横向波动现象。本文针对对称指数型隆起地形，基于线性长波方程分别推导了其内沿水槽方向的纵波与垂直于水槽方向的横波的解析表达。水槽内对称指数地形上的纵波可以表示为第一类和第二类一阶贝塞尔函数的形式，并结合自由水面及速度连续条件最终得到其完整解。对称指数地形上分别存在偶对称和奇对称模态的横波，可表示为第一类ν阶贝塞尔函数的形式。偶对称模态(n, m)沿水槽方向有n条波节线，在垂直于水槽方向存在2m条波节线；奇对称模态(n, m)沿水槽方向存在n条波节线而在垂直方向有2m − 1条波节线。
水槽实验通常用于波浪传播变形及防波堤护面块体稳定性等研究，涉及的波要素沿水槽纵向变化且在垂直于水槽的横向保持不变。然而实验中当波长与水槽宽度满足一定关系时，可能出现明显的横向波动现象。本文针对对称指数型隆起地形，基于线性长波方程分别推导了其内沿水槽方向的纵波与垂直于水槽方向的横波的解析表达。水槽内对称指数地形上的纵波可以表示为第一类和第二类一阶贝塞尔函数的形式，并结合自由水面及速度连续条件最终得到其完整解。对称指数地形上分别存在偶对称和奇对称模态的横波，可表示为第一类ν阶贝塞尔函数的形式。偶对称模态(n, m)沿水槽方向有n条波节线，在垂直于水槽方向存在2m条波节线；奇对称模态(n, m)沿水槽方向存在n条波节线而在垂直方向有2m − 1条波节线。
2023, 45(6): 52-61.
doi: 10.12284/hyxb2023087
摘要:
帕里西维拉海盆是西太平洋地区最大、最典型的弧后盆地，根据帕里西维拉海盆的形态特征，将帕里西维拉海盆分为帕里西维拉海盆主盆地和帕里西维拉海盆南端。本文利用国际公开的重力数据和实测的多波束、浅地层剖面数据研究了帕里西维拉海盆南端的重力异常特征和海底地形特征，并进一步探讨了该区域的特殊性及成因机制。海底地形与地球物理特征研究表明，帕里西维拉海盆南端可划分为A、B、C、D、E 5个区域，分别代表海盆NE−SW向扩张形成的NW−SE向扩张构造、海盆E−W向扩张形成的N−S向扩张构造、海盆旋转过程中由北向南传播的扩张中心与海盆最南端的裂谷系统相互作用形成的NEE−SWW向构造、与帕里西维拉海盆同期形成的海山区以及裂谷系统相互作用形成的深渊区。海盆南端表现出明显的东西不对称性，海盆只存在扩张中心以西的部分，推测受卡罗琳海脊碰撞影响，帕里西维拉海盆南端东半部一部分逆冲至雅浦岛弧之上，还有一部分被推离至现今西马里亚纳海脊以西，随着洋壳持续的逆冲和迁移，最南端逐渐暴露的帕里西维拉海盆扩张中心与雅浦海沟合并，形成现今的雅浦海沟，最终造成了现今帕里西维拉海盆南端缺失东半部的构造形态。
帕里西维拉海盆是西太平洋地区最大、最典型的弧后盆地，根据帕里西维拉海盆的形态特征，将帕里西维拉海盆分为帕里西维拉海盆主盆地和帕里西维拉海盆南端。本文利用国际公开的重力数据和实测的多波束、浅地层剖面数据研究了帕里西维拉海盆南端的重力异常特征和海底地形特征，并进一步探讨了该区域的特殊性及成因机制。海底地形与地球物理特征研究表明，帕里西维拉海盆南端可划分为A、B、C、D、E 5个区域，分别代表海盆NE−SW向扩张形成的NW−SE向扩张构造、海盆E−W向扩张形成的N−S向扩张构造、海盆旋转过程中由北向南传播的扩张中心与海盆最南端的裂谷系统相互作用形成的NEE−SWW向构造、与帕里西维拉海盆同期形成的海山区以及裂谷系统相互作用形成的深渊区。海盆南端表现出明显的东西不对称性，海盆只存在扩张中心以西的部分，推测受卡罗琳海脊碰撞影响，帕里西维拉海盆南端东半部一部分逆冲至雅浦岛弧之上，还有一部分被推离至现今西马里亚纳海脊以西，随着洋壳持续的逆冲和迁移，最南端逐渐暴露的帕里西维拉海盆扩张中心与雅浦海沟合并，形成现今的雅浦海沟，最终造成了现今帕里西维拉海盆南端缺失东半部的构造形态。
2023, 45(6): 62-74.
doi: 10.12284/hyxb2023089
摘要:
海底麻坑是地层中流体沿着运移通道溢出海底，侵蚀海底沉积物形成的凹陷地貌。本文利用最新获取的船测高分辨率水深数据和浅地层剖面数据，对南海日积礁南侧海底麻坑分布及其发育规律进行了研究。基于高分辨率地貌学特征和浅地层剖面规律识别并统计了区内219个总体规模较大的麻坑，经分析发现，海水水深和麻坑规模具有较弱相关性：水深与麻坑直径、坑深呈不明显正相关，直径与内壁坡度呈不明显负相关。揭示了区内特殊地貌和麻坑的分布、形态、变化之间的内在关系：圆形和椭圆形普通麻坑多分布于海丘丘顶部位；半月型大型麻坑多分布于海丘中下部；而串珠状拉长型巨型麻坑则主要分布于深海丘间峡谷。本区麻坑形态和规模从丘顶到峡谷的变化直接对应了麻坑不同阶段的发育过程，其本质受区内构造和动力学控制。
海底麻坑是地层中流体沿着运移通道溢出海底，侵蚀海底沉积物形成的凹陷地貌。本文利用最新获取的船测高分辨率水深数据和浅地层剖面数据，对南海日积礁南侧海底麻坑分布及其发育规律进行了研究。基于高分辨率地貌学特征和浅地层剖面规律识别并统计了区内219个总体规模较大的麻坑，经分析发现，海水水深和麻坑规模具有较弱相关性：水深与麻坑直径、坑深呈不明显正相关，直径与内壁坡度呈不明显负相关。揭示了区内特殊地貌和麻坑的分布、形态、变化之间的内在关系：圆形和椭圆形普通麻坑多分布于海丘丘顶部位；半月型大型麻坑多分布于海丘中下部；而串珠状拉长型巨型麻坑则主要分布于深海丘间峡谷。本区麻坑形态和规模从丘顶到峡谷的变化直接对应了麻坑不同阶段的发育过程，其本质受区内构造和动力学控制。
2023, 45(6): 75-92.
doi: 10.12284/hyxb2023071
摘要:
九州−帕劳脊是古伊豆−小笠原−马里亚纳弧的重要组成，对其上基底岩石开展矿物学和岩石学研究可为理解洋内岛弧演化早期的岩石成因和岩浆活动特点提供重要线索。本文对九州−帕劳脊南段基底玄武岩中的单斜辉石斑晶和微晶开展详细的岩相学和原位主微量元素分析，结果表明，单斜辉石斑晶与微晶整体上具有相似的化学组分，为普通辉石及透辉石等种属，且亏损轻稀土元素，Eu负异常不明显。多数单斜辉石斑晶具有环带结构，可划分为简单环带及韵律性环带两类；从辉石核部到边部，MgO、FeO、Al2O3、TiO2含量与核部镁指数Mg#等呈现复杂的高低变化，指示了多期次的岩浆混合与补给事件。单斜辉石的结晶温度、压力分别为1 151～1 210℃和1.3×108～4.2×108 Pa。通过单斜辉石组分反演获得的母岩浆含水量为0.8%～2.3%（以湿质量计）。最后，我们提出，形成于典型的洋内岛弧背景下的九州−帕劳脊南段熔岩的母岩浆为亚碱性岛弧拉斑玄武质熔体，具有高温、中压、高氧逸度的特征，岩浆房深度较浅并存在多期次原始岩浆的补给和混合。
九州−帕劳脊是古伊豆−小笠原−马里亚纳弧的重要组成，对其上基底岩石开展矿物学和岩石学研究可为理解洋内岛弧演化早期的岩石成因和岩浆活动特点提供重要线索。本文对九州−帕劳脊南段基底玄武岩中的单斜辉石斑晶和微晶开展详细的岩相学和原位主微量元素分析，结果表明，单斜辉石斑晶与微晶整体上具有相似的化学组分，为普通辉石及透辉石等种属，且亏损轻稀土元素，Eu负异常不明显。多数单斜辉石斑晶具有环带结构，可划分为简单环带及韵律性环带两类；从辉石核部到边部，MgO、FeO、Al2O3、TiO2含量与核部镁指数Mg#等呈现复杂的高低变化，指示了多期次的岩浆混合与补给事件。单斜辉石的结晶温度、压力分别为1 151～1 210℃和1.3×108～4.2×108 Pa。通过单斜辉石组分反演获得的母岩浆含水量为0.8%～2.3%（以湿质量计）。最后，我们提出，形成于典型的洋内岛弧背景下的九州−帕劳脊南段熔岩的母岩浆为亚碱性岛弧拉斑玄武质熔体，具有高温、中压、高氧逸度的特征，岩浆房深度较浅并存在多期次原始岩浆的补给和混合。
2023, 45(6): 93-108.
doi: 10.12284/hyxb2023061
摘要:
相比于快速和中速扩张洋中脊，慢速和超慢速扩张洋中脊热液区通常含有丰富的金属硫化物资源。近年来的研究表明大洋中脊的扩张速率与矿石中金的品位呈明显的负相关，即超慢速扩张洋中脊热液区矿石中金的含量高。前人对龙旂热液区的构造环境以及硫化物组合进行了详细研究，但是对龙旂热液区硫化物中贵金属金的赋存形式和沉淀机制研究较少。本文对西南印度洋龙旂热液区中的硫化物进行了精细的矿物结构和微量元素分析，并探讨了金的赋存形式和沉淀机制。龙旂热液区的硫化物主要以黄铁矿为主，其次是黄铜矿和闪锌矿，黄铜矿普遍出溶等轴古巴矿，此外还观察到了少量的针钠铁矾和自然金等矿物。根据矿物结构和形态，黄铁矿明显被划分为两期，一期黄铁矿（Py1）自形度低，呈细粒状或胶状，内部多孔洞；二期黄铁矿（Py2）自形度高，呈自形−半自形，且粒径较大。Py1往往存在于Py2内部或以包体的形式被Py2所包裹，Py2则与自形−半自形黄铜矿和闪锌矿等矿物共生。自然金主要存在于Py1的内部孔洞之中，少量存在于Py2以及Py2与其他硫化物之间。相比于Py2，Py1含有更高的Ni、Zn、Pb、Ba、Mn、V、Mg、U、Au、Ag、Cd元素含量，更低的Co、Se、As、Sb元素含量。在龙旂热液区的物理化学条件下，热液流体中金的主要存在形式为Au(HS)，HS−浓度的降低和pH值升高均会促进金的沉淀。龙旂热液区早期热液流体与海水的混合造成热液流体pH值升高，而混合作用导致的热液流体温度降低会促使黄铁矿（Py1）的结晶，从而促使热液流体中HS−浓度的降低，热液流体pH值升高和黄铁矿结晶（Py1）引起的硫逸度降低是龙旂热液区自然金沉淀的主要机制。
相比于快速和中速扩张洋中脊，慢速和超慢速扩张洋中脊热液区通常含有丰富的金属硫化物资源。近年来的研究表明大洋中脊的扩张速率与矿石中金的品位呈明显的负相关，即超慢速扩张洋中脊热液区矿石中金的含量高。前人对龙旂热液区的构造环境以及硫化物组合进行了详细研究，但是对龙旂热液区硫化物中贵金属金的赋存形式和沉淀机制研究较少。本文对西南印度洋龙旂热液区中的硫化物进行了精细的矿物结构和微量元素分析，并探讨了金的赋存形式和沉淀机制。龙旂热液区的硫化物主要以黄铁矿为主，其次是黄铜矿和闪锌矿，黄铜矿普遍出溶等轴古巴矿，此外还观察到了少量的针钠铁矾和自然金等矿物。根据矿物结构和形态，黄铁矿明显被划分为两期，一期黄铁矿（Py1）自形度低，呈细粒状或胶状，内部多孔洞；二期黄铁矿（Py2）自形度高，呈自形−半自形，且粒径较大。Py1往往存在于Py2内部或以包体的形式被Py2所包裹，Py2则与自形−半自形黄铜矿和闪锌矿等矿物共生。自然金主要存在于Py1的内部孔洞之中，少量存在于Py2以及Py2与其他硫化物之间。相比于Py2，Py1含有更高的Ni、Zn、Pb、Ba、Mn、V、Mg、U、Au、Ag、Cd元素含量，更低的Co、Se、As、Sb元素含量。在龙旂热液区的物理化学条件下，热液流体中金的主要存在形式为Au(HS)，HS−浓度的降低和pH值升高均会促进金的沉淀。龙旂热液区早期热液流体与海水的混合造成热液流体pH值升高，而混合作用导致的热液流体温度降低会促使黄铁矿（Py1）的结晶，从而促使热液流体中HS−浓度的降低，热液流体pH值升高和黄铁矿结晶（Py1）引起的硫逸度降低是龙旂热液区自然金沉淀的主要机制。
2023, 45(6): 109-121.
doi: 10.12284/hyxb2023079
摘要:
根据太平洋海山群（中太平洋海山群、莱恩海山链）和西太平洋海山群（麦哲伦海山群、马尔库斯维克海山群、马绍尔海山群）5个海山群14座海山的185个富钴结壳样品的碲元素分析测试，研究了其组成特征、空间分布规律、赋存相态及资源潜力。结果表明，研究区富钴结壳中碲元素质量分数的变化范围为17.8～145.2 μg/g，平均值为47.4 μg/g；各海山群碲元素的含量范围及区域富集程度存在较大差异，富集程度由高到低依次为麦哲伦海山群、马绍尔海山群、马尔库斯维克海山群、中太平洋海山群和莱恩海山链，区域上呈现自西向东逐渐降低的趋势。碲元素含量与水深呈径向相同、纬向相反的趋势，说明碲元素的富集不仅与结壳在海水中的产出深度有关，还与经纬度、海山地形及区域成矿环境有关。淋滤结果显示碲元素主要富集在铁氧化物及残渣态中，富氧环境和生物作用磷酸盐化对碲的富集成矿起决定性作用。参照陆地伴生有用元素最低工业品位要求，中、西太平洋研究区域海山样品富钴结壳碲元素含量均达到了工业品位要求，具有潜在的开发价值。由富钴结壳储量估算，中、西太平洋富钴结壳中碲储量大于7.63万t，是海底碲资源的重要储备基地。
根据太平洋海山群（中太平洋海山群、莱恩海山链）和西太平洋海山群（麦哲伦海山群、马尔库斯维克海山群、马绍尔海山群）5个海山群14座海山的185个富钴结壳样品的碲元素分析测试，研究了其组成特征、空间分布规律、赋存相态及资源潜力。结果表明，研究区富钴结壳中碲元素质量分数的变化范围为17.8～145.2 μg/g，平均值为47.4 μg/g；各海山群碲元素的含量范围及区域富集程度存在较大差异，富集程度由高到低依次为麦哲伦海山群、马绍尔海山群、马尔库斯维克海山群、中太平洋海山群和莱恩海山链，区域上呈现自西向东逐渐降低的趋势。碲元素含量与水深呈径向相同、纬向相反的趋势，说明碲元素的富集不仅与结壳在海水中的产出深度有关，还与经纬度、海山地形及区域成矿环境有关。淋滤结果显示碲元素主要富集在铁氧化物及残渣态中，富氧环境和生物作用磷酸盐化对碲的富集成矿起决定性作用。参照陆地伴生有用元素最低工业品位要求，中、西太平洋研究区域海山样品富钴结壳碲元素含量均达到了工业品位要求，具有潜在的开发价值。由富钴结壳储量估算，中、西太平洋富钴结壳中碲储量大于7.63万t，是海底碲资源的重要储备基地。
2023, 45(6): 160-170.
doi: 10.12284/hyxb2023085
摘要:
本文基于塞舌尔群岛东北部海域34个表层沉积物样品的黏土矿物测试结果分析其组成特征、分布规律和物质来源。研究区表层沉积物中黏土矿物平均相对含量从高到低依次为伊利石（35%）、坡缕石（20%）、蒙皂石（20%）、高岭石（16%）、绿泥石（10%）。根据沉积物黏土矿物相对含量和空间分布规律，可将研究区分为2个亚区（I区、II区）。I区覆盖研究区北部大部区域，物质来源主要为阿拉伯半岛、印度半岛西南部以及索马里海岸沙漠的风尘物质；II区位于研究区南部的塞舌尔群岛以东，主要接收塞舌尔高原风化物质。综合分析研究区细颗粒物质来源、空间分布规律及区域动力环境特征，南亚夏季风搬运阿拉伯半岛、印度西部及索马里海岸沙漠风尘物质向南输运是影响I区黏土矿物组成的主要因素；南赤道逆流驱动塞舌尔高原富高岭石、绿泥石的细粒风化物质向东扩散，控制了II区黏土矿物组成特征和空间分布规律。
本文基于塞舌尔群岛东北部海域34个表层沉积物样品的黏土矿物测试结果分析其组成特征、分布规律和物质来源。研究区表层沉积物中黏土矿物平均相对含量从高到低依次为伊利石（35%）、坡缕石（20%）、蒙皂石（20%）、高岭石（16%）、绿泥石（10%）。根据沉积物黏土矿物相对含量和空间分布规律，可将研究区分为2个亚区（I区、II区）。I区覆盖研究区北部大部区域，物质来源主要为阿拉伯半岛、印度半岛西南部以及索马里海岸沙漠的风尘物质；II区位于研究区南部的塞舌尔群岛以东，主要接收塞舌尔高原风化物质。综合分析研究区细颗粒物质来源、空间分布规律及区域动力环境特征，南亚夏季风搬运阿拉伯半岛、印度西部及索马里海岸沙漠风尘物质向南输运是影响I区黏土矿物组成的主要因素；南赤道逆流驱动塞舌尔高原富高岭石、绿泥石的细粒风化物质向东扩散，控制了II区黏土矿物组成特征和空间分布规律。
2023, 45(6): 122-133.
doi: 10.12284/hyxb2023065
摘要:
波能装置−浮式防波堤是将浮式防波堤与波能转换装置集成，兼具防波消浪和捕获波浪能的集成装置，能够有效降低单一功能波能转换装置的成本。研究者们提出了许多波能装置−浮式防波堤的结构型式，其中非对称式浮体结构相比于对称式浮体结构，在单向入射波的水动力性能方面拥有一定的优势。本文针对导桩锚泊的非对称式方箱−三角形挡浪板和方箱−垂直挡浪板两种浮体结构型式，通过数值模拟的方式，对比分析其水动力特性和波能俘获特性。数值模型基于黏性流体理论，以Navier-Stokes方程为控制方程，并采用VOF方法和浸没边界法求解自由面边界和流固耦合作用，探究不同入射波周期、水深和浮体排水条件下集成装置水动力性能（消波特性、能量耗散特性和波能俘获特性）变化趋势。结果表明，在近岸波浪条件下（5～8 s），垂直挡板型式集成装置适用于较小周期波浪（5～6 s），而三角挡板型式集成装置适用于较大周期波浪（6～7.5 s）。随着水深增大，波能俘获比总体上呈现缓慢增长的趋势。在主浮体吃水相同的情况下（排水量不同），两种结构的透射系数基本一致；而在排水量相同（主浮体吃水不同）的情况下，垂直挡板结构型式的防波效果更好，三角挡板结构型式波能俘获性能要优于垂直挡板结构型式。
波能装置−浮式防波堤是将浮式防波堤与波能转换装置集成，兼具防波消浪和捕获波浪能的集成装置，能够有效降低单一功能波能转换装置的成本。研究者们提出了许多波能装置−浮式防波堤的结构型式，其中非对称式浮体结构相比于对称式浮体结构，在单向入射波的水动力性能方面拥有一定的优势。本文针对导桩锚泊的非对称式方箱−三角形挡浪板和方箱−垂直挡浪板两种浮体结构型式，通过数值模拟的方式，对比分析其水动力特性和波能俘获特性。数值模型基于黏性流体理论，以Navier-Stokes方程为控制方程，并采用VOF方法和浸没边界法求解自由面边界和流固耦合作用，探究不同入射波周期、水深和浮体排水条件下集成装置水动力性能（消波特性、能量耗散特性和波能俘获特性）变化趋势。结果表明，在近岸波浪条件下（5～8 s），垂直挡板型式集成装置适用于较小周期波浪（5～6 s），而三角挡板型式集成装置适用于较大周期波浪（6～7.5 s）。随着水深增大，波能俘获比总体上呈现缓慢增长的趋势。在主浮体吃水相同的情况下（排水量不同），两种结构的透射系数基本一致；而在排水量相同（主浮体吃水不同）的情况下，垂直挡板结构型式的防波效果更好，三角挡板结构型式波能俘获性能要优于垂直挡板结构型式。
2023, 45(6): 134-140.
doi: 10.12284/hyxb2023069
摘要:
中法海洋卫星散射计（CSCAT）丰富的观测几何信息为极地海冰遥感提供了新的机遇。本文提出一种适用于CSCAT的贝叶斯海冰识别算法，不需要构建海冰地球物理模式函数和计算后向散射系数离海冰地球物理模型函数（GMF）的距离，仅利用海面风场反演伴随的最小残差即可构建CSCAT海冰识别模型。研究结果与欧洲气象卫星组织的海冰边缘线产品进行了比较，表明2021年9月南极和北极区域逐日的海冰覆盖面积估计标准差分别为1%和7%，与其他卫星散射计的海冰识别结果基本一致。这种新的海冰识别方法具有模型参数少、处理速度快、检测结果可靠的优点，对卫星地面系统的业务化处理具有重要的借鉴意义。
中法海洋卫星散射计（CSCAT）丰富的观测几何信息为极地海冰遥感提供了新的机遇。本文提出一种适用于CSCAT的贝叶斯海冰识别算法，不需要构建海冰地球物理模式函数和计算后向散射系数离海冰地球物理模型函数（GMF）的距离，仅利用海面风场反演伴随的最小残差即可构建CSCAT海冰识别模型。研究结果与欧洲气象卫星组织的海冰边缘线产品进行了比较，表明2021年9月南极和北极区域逐日的海冰覆盖面积估计标准差分别为1%和7%，与其他卫星散射计的海冰识别结果基本一致。这种新的海冰识别方法具有模型参数少、处理速度快、检测结果可靠的优点，对卫星地面系统的业务化处理具有重要的借鉴意义。
2023, 45(6): 141-159.
doi: 10.12284/hyxb2023083
摘要:
围绕国内外机构发布的南极被动微波海冰密集度产品（PM-SIC）的差异和精度问题，应用MODIS和Sentinel-1反演的海冰密集度，对德国不莱梅大学（产品UB-AMSR2/ASI）、美国冰雪数据中心（产品NSIDC-SSMIS/NT、NSIDC-SSMIS/CDR、NSIDC-AMSR2/NT2）、欧洲气象卫星应用组织海洋与海冰卫星应用中心（产品OSI-SAF/BR-BST）、国家卫星海洋应用中心（产品NSOAS-SMR/NT）和国家卫星气象中心（产品NSMC-MWRI/NT2）发布的7种南极海冰密集度产品进行比较与评估。结果表明：（1）NSIDC-SSMIS/NT与NSIDC-SSMIS/CDR海冰密集度具有较高的一致性（平均偏差为−0.08%，相关系数为0.99），NSOAS-SMR/NT与NSIDC-AMSR2/NT2间的差异最大（平均偏差为−14.41%，相关系数为0.81）；（2）7种PM-SIC的变化趋势一致，NSOAS-SMR/NT和NSMC-MWRI/NT2与其他PM-SIC的偏差具有明显的季节性差异；（3）NSOAS-SMR/NT和NSMC-MWRI/NT2与其他PM-SIC均在印度洋扇区、别林斯高晋海和阿蒙森海扇区绝对偏差较大，在罗斯海扇区差异最小。偏差较大的区域主要分布在海冰边缘区及近陆地海域，在高密集度区域差异较小；（4）应用MODIS与Sentinel-1反演的海冰密集度对7种PM-SIC验证表明，NSMC-MWRI/NT2与验证数据的一致性最高。NSOAS-SMR/NT、UB-AMSR2/ASI和OSI-SAF/BR-BST海冰密集度偏低，而NSMC-MWRI/NT2、NSIDC-AMSR2/NT2、NSIDC-SSMIS/CDR和NSIDC-SSMIS/NT海冰密集度偏高。不同海冰密集度产品的比较与评估可为发展遥感反演算法、研制和应用高质量的海冰密集度产品，更好地监测南极海冰动态变化提供依据和参考。
围绕国内外机构发布的南极被动微波海冰密集度产品（PM-SIC）的差异和精度问题，应用MODIS和Sentinel-1反演的海冰密集度，对德国不莱梅大学（产品UB-AMSR2/ASI）、美国冰雪数据中心（产品NSIDC-SSMIS/NT、NSIDC-SSMIS/CDR、NSIDC-AMSR2/NT2）、欧洲气象卫星应用组织海洋与海冰卫星应用中心（产品OSI-SAF/BR-BST）、国家卫星海洋应用中心（产品NSOAS-SMR/NT）和国家卫星气象中心（产品NSMC-MWRI/NT2）发布的7种南极海冰密集度产品进行比较与评估。结果表明：（1）NSIDC-SSMIS/NT与NSIDC-SSMIS/CDR海冰密集度具有较高的一致性（平均偏差为−0.08%，相关系数为0.99），NSOAS-SMR/NT与NSIDC-AMSR2/NT2间的差异最大（平均偏差为−14.41%，相关系数为0.81）；（2）7种PM-SIC的变化趋势一致，NSOAS-SMR/NT和NSMC-MWRI/NT2与其他PM-SIC的偏差具有明显的季节性差异；（3）NSOAS-SMR/NT和NSMC-MWRI/NT2与其他PM-SIC均在印度洋扇区、别林斯高晋海和阿蒙森海扇区绝对偏差较大，在罗斯海扇区差异最小。偏差较大的区域主要分布在海冰边缘区及近陆地海域，在高密集度区域差异较小；（4）应用MODIS与Sentinel-1反演的海冰密集度对7种PM-SIC验证表明，NSMC-MWRI/NT2与验证数据的一致性最高。NSOAS-SMR/NT、UB-AMSR2/ASI和OSI-SAF/BR-BST海冰密集度偏低，而NSMC-MWRI/NT2、NSIDC-AMSR2/NT2、NSIDC-SSMIS/CDR和NSIDC-SSMIS/NT海冰密集度偏高。不同海冰密集度产品的比较与评估可为发展遥感反演算法、研制和应用高质量的海冰密集度产品，更好地监测南极海冰动态变化提供依据和参考。
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