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2006年  第28卷  第4期

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论文
利用HOAPS资料研究南海海气界面热通量时空分布
王桂华, 黄韦艮, 王辉
2006, 28(4): 1-8.
摘要:
基于第二版本HOAPS(Hamburg Ocean Atmosphere Parameters and Fluxes from Satellite data)潜热、感热和海表温度(SST)3个参量的15 a(1988~2002年)逐月平均资料,利用经验正交方法分解分析了这3个参量在南海的时空分布.结果表明,在夏季模态,潜热表现为南高北低,感热表现为中间低两边高,两者主要都是海洋向大气输送热量,但大气有时也向南海中部输送感热;在冬季模态,潜热和感热的高值区都在南海北部,东北部有一强中心,该中心主要是由风场引起的;夏季SST的变化导致全年SST呈准半年周期变化.冬季SST的变化滞后于潜热变化1个月;除夏季和冬季模态外,冬夏转换季节模态也十分明显;HOAPS与NCEP(National Center of Environment Prediction)资料相比,两者3个参量的时空分布大体一致,区别在于HOAPS资料能更好地反映参量的一些细微特征.
印度洋海表温度的变化及其对印度夏季季风降水影响的诊断研究
杨明珠, 丁一汇
2006, 28(4): 9-16.
摘要:
对印度洋海表温度(SST)的主要特征及变化趋势进行分析,并研究了其与印度夏季季风降水(ISMR)和季风环流的关系,揭示出:从北印度洋到南半球中高纬度印度洋,SST最显著的变化模态是全海盆一致的变化,近50 a来总体趋势是上升的,在1976,1986年以及1996年间分别有一次跳跃性增温,与太平洋SST变化趋势基本一致.除了长期变化趋势外,南印度洋中高纬度比热带地区有更显著的模态分布.在印度洋SST升温的背景下,ISMR具有逐渐减少的趋势,但两者相关较弱.印度洋SST发生跳跃后的不同阶段,许多海区SST与ISMR相关均发生变化,但在春季,热带外南印度洋具有一对相对稳定区,其分布与EOF分析的第2模态相似.根据它们的分布,文中定义了春季南半球偶极子(SIOD),在正SIOD(PSIOD)情况下印度降水偏多,而负SIOD(NSIOD)则反之.环流分析表明,PSIOD(NSIOD)通过与大气的相互作用,对夏季马斯克林高压具有增强(减弱)作用,进而使得索马里越赤道气流增强(减弱),在印度地区低空产生异常的辐合(辐散),高层辐散(辐合),从而影响印度季风环流,使得印度季风降水偏多(少).
海冰热力模式的辐射参数化方案在渤海和波罗的海应用的比较
张占海, 程斌, LAUNIAINENJouko, 吴辉碇, 刘煜
2006, 28(4): 17-25.
摘要:
研究了海冰热力模式中的各种辐射参数化方案,对比了模式计算的太阳短波辐射、大气长波辐射以及海冰热力变化,并利用渤海和波罗的海观测资料进行比较和误差分析.冬季大部分时间太阳短波辐射对海冰热力过程的作用有限.简单计算方案一般满足海冰模式要求.误差主要受云和冰雪表面与大气之间的多重反射影响.长波辐射对表面热平衡和海冰质量变化起重要作用.长波辐射参数化方案的计算结果受环境因素影响.云量参数化有待进一步改进.海冰模式计算结果的精度与长波辐射计算精度有一致性.
中国近海海气界面热通量的反演
陈锦年, 伍玉梅, 何宜军
2006, 28(4): 26-35.
摘要:
应用卫星SSM/I(Special Sensor Microwave/Imager)和AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer)遥感资料,使用先进的海气通量计算方法(COARE3.0),计算了中国近海海气界面的感热和潜热通量.计算结果与南海西沙(2002年5月)和文昌(2000年10~11月)实测结果进行比较发现,应用遥感资料获得的海气界面热通量与实测结果非常一致.遥感获得的感热通量和潜热通量与西沙实测结果的均方根误差分别为2.9和29.9 W/m2,与文昌实测结果的均方根误差:2000年10月分别为4.42和43.05 W/m2,2000年11月分别为4.19和40.8 W/m2.与GSSTF2的结果相比,其时空分布变化特征基本一致.根据中国近海遥感资料(1988~2000年)的感热通量的分析,其均方根误差在10.1~12.4 W/m2之间,多年平均均方根误差为11.7 W/m2.潜热通量的均方根误差在34.8~49.7 W/m2之间,多年平均均方根误差为43.2 W/m2.由此可以说明,利用遥感获得的热通量可以用来进行中国近海海气相互作用的研究以及作为我国气候预测研究的重要依据.
我国近海热带气旋活动的气候特征及其与大尺度环境场的关系
耿淑琴, 夏冬冬
2006, 28(4): 36-42.
摘要:
利用1949~2004年共54 a的热带气旋资料,通过对历年影响我国近海(距海岸线300 n mile范围内)25°N以北及以南热带气旋的基本要素特征值的分析,发现我国近海25°N以北与以南热带气旋影响的频数和年代际变化不一致,尤其是20世纪80年代中期以来呈现反位相特征,近海25°N以北TC偏多,强度强;25°N以南TC偏少,强度弱.对热带气旋个数偏多年与偏少年对应的夏季海温场、高度场的合成分析,发现25°N以北偏多年比以南偏多年的东太平洋海温负距平强度大、范围广,高度距平场上反映出25°N以北偏多年西太平洋(包括南海)负高度距平区更为偏北、偏东;25°N以北TC偏少年时,中东太平洋海温为正距平区,高度场上太平洋低纬区域基本为正距平区,太平洋高纬区域是负距平区,而以南TC偏少年中东太平洋海温是负距平区,高度场上太平洋高纬区域是正距平区.文中还对当年前期各月海温场、高度场与当年以北、以南热带气旋个数分别作了相关分析,得出了一些实用有效的预报因子.
基于MRF场的侧扫声呐图像分割方法
阳凡林, 独知行, 李家彪, 吴自银, 初凤友
2006, 28(4): 43-48.
摘要:
为了利用侧扫声呐进行水下目标自动探测和识别,首先必须将声呐图像分为目标高亮区、海底混响区和目标阴影区.由于声呐图像有强背景噪声,传统的图像分割方法显得无能为力,故采用基于MRF场的图像分割方法来准确地分割.根据侧扫声呐目标的成像特点,建立了分割的约束条件;利用阴影与目标的灰度均值比很小这一特点进行初始分割,然后根据分割后目标与阴影的宽度差来剔除虚假目标,由初始分割的结果求得MRF模型初始参数,再采用迭代条件估计得到最终的模型参数和准确的分割结果.由于考虑了相邻像素间的依赖关系,具有抗噪性强、分割效果好的优点,从理论上说是合理的.实测数据分析也证明了这种算法的优越性.
台湾海峡及其邻近海域海面温度锋的卫星遥感观测
黄韦艮, 林传兰, 楼琇林, 肖清梅, 史爱琴, 金为民
2006, 28(4): 49-55.
摘要:
使用1989~2001年的NOAA AVHRR图像,研究了我国台湾海峡及其邻近海域的海面温度锋.卫星遥感观测表明,该海域海面温度锋终年存在,锋面沿50~100 m等深线分布,西段呈西南西-东北东走向,东段以舌状向北突出,长约470 km.给出了该海域海面温度锋的多年月平均、季平均和年平均特征值.统计结果显示,锋的平均强度、平均最大强度和平均宽度分别为0.147,0.281℃/km和15.15 km.锋的各种特征存在明显的季节和年际变化.锋的不稳定性普遍存在,沿锋面常形成半环状的锋波,使锋面呈半环状波动分布.锋波形成的时间尺度约为1~7 d,锋的波长约为35~133 km,年平均波长为63 km,波幅为25~70 km.锋面的波动向北东北方向传播,并存在锋面整体向北东北的平移现象.
黄海、东海海区水体散射特性研究
宋庆君, 唐军武
2006, 28(4): 56-63.
摘要:
半分析模型是水色遥感反演算法的研究热点,而水体后向散射系数对建立半分析水色反演模型是非常重要的参数.通过对黄海、东海海区的水体固有光学量测量数据进行分析,得到水体总后向散射系数与水体总散射系数的关系为乘幂关系,颗粒物后向散射系数随光谱变化的指数在高低浑浊度水体有很大差异,并初步得到黄海、东海海区水体的后向散射系数与总悬浮物浓度的关系,从而为水色半分析模型建立和水光学辐射计算提供一组散射特性模型.
珠江三角洲及河网形成演变的数值模拟和地貌动力学分析:距今6000~2500a
吴超羽, 包芸, 任杰, 雷亚平, 史合印, 何志刚
2006, 28(4): 64-80.
摘要:
珠江三角洲是我国一个极其复杂的大尺度河口系统,具有独特的河网体系和河口湾.为了探讨距今6 000 a以来珠江三角洲和河网的形成演变,提出一个长周期动力形态模型(PRD-LTMM)并讨论长周期模拟方法的建模和验证思想,重建了距今6 000 a海进盛期的古珠江河口湾的水下地形作为模型的初始边界.在模型中考虑的驱动力和控制因素包括代表潮、河流流量、泥沙输入、海平面变化、沉积物压实率及新构造运动等.分析和计算了三角洲总沉积量、有效堆积空间和沉积速率,用于模型控制和校验.应用必要的模型约减技术,实际模拟了长周期模型.34个14C测年钻孔资料初步验证了模型的正确性,一些古文化遗迹证据可以印证模拟结果.地貌动力学分析进一步论证了计算结果的合理性,阐述了模型输出的地学意义.现阶段的研究揭示出海进盛期以来珠江三角洲的时空演进过程具有一些与已有研究成果大不相同的新的特征.提出距今6 000 a以来珠江三角洲等沉积时间线和若干沉积模式.珠江三角洲发育演变及其特征在很大程度上源自其继承性的地质地貌构造所造成的独特的古海湾构造形态及其对河流和海洋动力分布的重塑.珠江河口的“门”及其双向射流动力体系对珠江三角洲和河网主干,特别对口门的形成演变起了控制性的作用,模拟结果还表明,古珠江河口湾中散落的众多基岩岛丘边沿沉积是影响珠江三角洲长期演变的重要因素.
南海北部新生代的构造运动特征
林长松, 高金耀, 虞夏军, 叶芳, 谭勇华
2006, 28(4): 81-86.
摘要:
新生代以来,南海北部陆架陆坡区及其邻区的地壳构造运动是在统一的区域构造应力场和总体区域性张裂沉降背景之下发生的,构造运动具有多旋回振荡式发生的特点,并贯穿了晚白垩世末之后的整个新生代.它的发生与太平洋板块的构造运动密切相关,这是由于太平洋板块之下的软流层流动方向和强度的振荡式改变而引发的.
江苏大丰潮滩悬沙级配特征及其动力响应
李占海, 高抒, 沈焕庭, 汪亚平
2006, 28(4): 87-95.
摘要:
根据2002和2003年夏季在江苏大丰潮滩的现场观测资料,详细分析了悬沙级配的时空分布特征、影响因素及其对再悬浮、沉降和流速的响应.研究结果表明,悬沙颗粒较细,以粉砂为主,悬沙级配在潮周期内的变化模式有两种类型:一是稳定型,悬沙级配的时空(垂向和平面)变化很小;二是双峰型,悬沙级配的时空变化显著,粗细峰高度不断变化.再悬浮、沉降、涨潮时输入潮滩的悬沙和底质级配是影响悬沙级配的重要因子.再悬浮使粗颗粒悬沙的含量增加,悬沙与底质级配不断接近,沉降对悬沙级配的影响与再悬浮相反.再悬浮发生时悬沙级配对流速有明显响应.在没有再悬浮和沉降影响的情况下,潮滩不同部位、不同时间的悬沙级配趋于稳定和相同,对这种状态下的悬沙级配可称为背景悬沙级配,大丰潮滩背景悬沙级配的平均粒径为7μm.
长江口柱状沉积物中甾醇的组成特征及其地球化学意义
吕晓霞, 翟世奎
2006, 28(4): 96-101.
摘要:
通过对长江口两个柱状沉积物中有机质的GC-MS分析,检出C27-C29甾烷醇、C27Δ5,C28Δ7和C29Δ22甾烯醇以及C30Δ22烯醇(4α,23,24-三甲基-5α-胆甾-22-烯醇)7种主要甾醇生物标志化合物.8站位沉积物中以陆源输入为主的C29甾醇的相对丰度最高,在17站位深层沉积物中也以C29甾醇为主,而其表层沉积物中则是以海洋浮游动物输入为主的C27甾醇的相对丰度最高.在所有的样品中甾醇都经历了较强的加氢还原作用,相同碳数的甾烷醇的相对丰度远远高于其相对应的甾烯醇的相对丰度.随着沉积深度的增加,甾烯醇的加氢还原作用越强,且由于两个站位不同的沉积环境,8站位甾烯醇的加氢还原作用更强.
南大洋沉积物间隙水中营养盐分布及扩散通量研究
扈传昱, 潘建明, 刘小涯, 于培松, 薛斌
2006, 28(4): 102-107.
摘要:
利用中国第18次南极考察获得的沉积物样品,对南大洋沉积物间隙水中营养盐的含量及分布特征进行了研究,估算了营养盐的底部通量.结果表明,南大洋沉积物间隙水中的营养盐以高含量的硅酸盐、铵盐为主.在垂向分布上,硅酸盐在沉积物-水界面呈现出明显的浓度梯度,这种分布特征表明,在硅的早期成岩过程中溶出是主要过程.沉积物中有机物的降解反应主要在还原状态下进行.硅酸盐与铵盐存在明显的向上释放的通量.
东海、黄海鱼类群落结构的季节变化研究
刘勇, 李圣法, 程家骅
2006, 28(4): 108-114.
摘要:
根据2000年春(4月)、夏(6月)、秋(9月)、冬(12月)四季东海、黄海底拖网鱼类资源调查资料,分析了该海域的鱼类群落结构的四季变化特征.四季全部调查海域中出现的优势鱼种有8种:带鱼、小黄鱼、黄鲫、发光鲷、细条天竺鲷、鳀、鳄齿鱼和刺鲳,其中带鱼和小黄鱼是常年优势种.鱼种季节迁移变化以黄海南部波动最大,东海中部相对较为稳定,东海北部稳定性介于两者之间.生物多样性指数中丰富度指数(D)和Shannon-Wiener多样度指数(H')变化趋势一致,在春、夏两季3个区域相差不大,而在秋、冬两季黄海南部与东海北部和中部有明显分异;种类均匀度指数(J')在四季节3个区域之间相差不大.在暖季(夏、秋)南部鱼类呈向北迁移,而在冷季(冬、春)北部的鱼类有向南迁移的趋势.
外源激素对养殖牙鲆血浆睾酮和雌二醇含量的影响研究
温海深, 宋海霞, 杨立廷, 马学坤, 高玲
2006, 28(4): 115-120.
摘要:
雄性牙鲆单独注射促黄体激素释放激素类似物(LHRH-A)(每千克质量的注射量,下同)25μg/kg或人绒毛膜促性腺激素(hCG)1 000 IU/kg,血浆睾酮(T)含量在注射后6 h大幅度降低,12h时达到最低值,以后逐渐回升;LHRH-A与hCG联合注射[LHRH-A(12.5μg/kg)+hCG(500 IU/kg)],注射后6 h血浆T含量剧烈下降,24 h时达到最低点,以后缓慢回升;对照组雄鱼血浆T含量随着采样进行而呈现降低趋势.雌鱼单独LHRH-A后,血浆雌二醇(E2)水平逐渐下降,24 h时达到最低值,30 h后略有回升;单独注射hCG后,血浆E2含量缓慢下降,30 h达到最低值;LHRH-A与hCG联合注射,注射后6 h血浆E2含量逐渐下降,24 h时达到最低点,30 h时缓慢回升.对照组雌鱼血浆E2水平也随着采样的进行而逐渐降低.结果表明:单独或联合注射LHRH-A和hCG降低了雌、雄牙鲆血浆E2和T含量,与对照组结果相同.
西北太平洋沉积物中细菌多样性的研究
穆春华, 包振民, 陈刚, 郝鲁江, 祁自忠, 劳军, 李广雪, 胡景杰
2006, 28(4): 121-128.
摘要:
利用提取且纯化的西北太平洋地区深海沉积物DNA为模板,利用细菌通用PCR引物扩增16S rDNA片段,构建其文库,建立阳性克隆子RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism)酶切图谱.据酶切图谱选择部分克隆测序,并与数据库中的序列进行比对.结果表明,测序的27个序列分属于4个类群:变形细菌(Proteobacteria)、绿屈挠菌(Chloroflexi)、浮游霉菌(Planctomycetes)和酸杆菌(Acidobacteria);其中以变形细菌最多,占62.96%.
泉州湾水域浮游植物群落的昼夜变化
唐森铭, 陈兴群
2006, 28(4): 129-137.
摘要:
对福建省泉州湾口、大坠岛以北水域的浮游植物群落作了准同步昼夜连续观测,观测时间分别在2001年11月至2002年8月内的秋(11月)、冬(2月)、春(5月)、夏(8月)季大潮期.结果表明,该水域的叶绿素a生物量(以下简称生物量)受湾内高生物量的影响在潮汐作用下出现波动,高潮期出现低生物量,低潮期出现高生物量.靠近内湾的站位生物量大于湾外的站位;底层水体中的生物量普遍大于表层,底栖硅藻成为生物量变化的重要部分.调查海区生物量呈现昼夜节律变化,生物量白天高于夜间.进一步的分析表明,在潮汐和昼夜变化综合作用下,浮游植物的群落结构发生相应变化,白天的多样性指数低于夜间,浮游植物昼夜群落的不相似度很高.群落中一些种类如中肋骨条藻白天大量增殖,出现较高的优势度,昼夜平均密度比值达到9,变化节律明显.研究认为,尽管海区潮汐和流向左右着生物量变化,浮游植物的生态学过程如细胞增殖、再悬浮、扩散等过程在昼夜生物量变化中仍产生较大作用.
三维完全非线性波浪水槽的数值模拟
王大国, 邹志利, 唐春安
2006, 28(4): 138-144.
摘要:
用有限元求解拉普拉斯方程,建立了三维完全非线性数值波浪水槽.跟踪流体自由表面的方法为满足完全非线性自由表面条件的半拉格朗日法,对离散单元采用20节点的六面体二次等参数单元.并把数值计算结果与水面初始升高产生箱体内流体运动解析解和二阶斯托克斯波理论解进行了对比,结果表明该模型是稳定的、守恒的,能精确模拟非线性波浪的产生和传播.
研究报道
稳定分层剪切流动湍流特性的数值研究
卢志明, 贾俊梅, 刘宇陆
2006, 28(4): 145-152.
摘要:
随着我国沿海经济的迅猛发展,近海海域遭到越来越严重的污染,使海域环境质量明显下降,生态环境日趋恶化,并对生物资源和人体健康产生有害影响.海洋分层环境特征对各类污染物作用的机理和污染物扩散规律研究,对精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾减灾工程措施等具有重要意义.海洋中广泛存在密度分层现象,它可由温度分层也可由盐度分层引起.分层流可分为两种类型:一是密度不同的流体有明显的内部分界面,此时我们可以把它看成一个二流体系统(two-layer system),二流体系统中海洋内波问题已有广泛的研究[1~6];二是密度不同的流体相互掺混形成连续密度梯度分层流.
南黄海中部全新世磁性铁质球粒富集层的发现和意义
尹延鸿, 陈正新, 孙嘉诗
2006, 28(4): 153-158.
摘要:
国际上对于微玻璃陨石、磁性铁质球粒方面的研究取得了不少进展,包括研究其年代学、分布特征、矿物学特征、地球化学特征等[1~5].人们认为,形成这些微玻璃陨石、磁性铁质球粒的地质事件对生物灭绝、古气候、古环境演变有明显影响[3,6,7].
端元分析模型在长江口邻近海域沉积物粒度数据反演方面的应用
张晓东, 翟世奎, 许淑梅
2006, 28(4): 159-166.
摘要:
海洋沉积物粒度分布曲线往往同时具有多个峰,而且同一类型沉积物因时间和空间上的不同其粒度分布曲线峰的位置也不同,沉积物粒度分布多峰的特点反映了沉积物不同的输运形式和沉降过程[1,2].因此,在沉积物的粒度分布数据中保存了有关沉积物输运和沉降的信息,而获得这些信息对于揭示沉积区域水动力特性、沉积物输运和沉降规律具有重要的意义.
夏、冬两季黑鲷消化酶活力的比较及反应温度和pH对酶活力的影响
梅景良, 马燕梅, 张红星, 王寿昆, 林树根
2006, 28(4): 167-171.
摘要:
消化酶活力是反映鱼类消化生理机能的一项重要指标,鱼类消化酶活力的高低决定鱼类对营养物质消化吸收的能力,从而决定鱼类生长发育的速度,因此近年来对鱼类消化酶活力的研究也越来越受到重视.但有关鱼类消化酶的研究在淡水鱼中报道较多,海水鱼的报道较少[1~9].黑鲷Sparus macrocephalus,隶属于鲈形目Perciformes、鲷科Spari-dae、鲷属Sparus,其肉嫩味美,营养丰富,市场需求大,是我国近海重要的海产经济鱼类,近年来养殖规模不断扩大.在人工饲养过程中,由于季节、水温和pH不同,黑鲷的生长、发育、成活率都有差异[10].
半圆型防波堤前海冰堆积模拟
李春花, 王永学, 李志军, 孙鹤泉
2006, 28(4): 172-177.
摘要:
半圆型防波堤已在我国的海港防波堤和河口导堤工程中得到应用,并被交通部列为重点推广技术,但对我国北方结冰海区建造的半圆型防波堤的拱圈所受的冰压力还没有相应的计算方法,目前近似地按斜面冰压力估算不很合理,需开展有关的研究工作.