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2014年  第36卷  第11期

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2014年36卷11期目录
2014, 36(11): 0-0.
摘要:
2014年36卷11期封面
2014, 36(11): 0-0.
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2014年第11期整期打包下载
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摘要:
《海洋学报》作者投稿须知
2014, 36(11): 0-0.
摘要:
论文
东海黑潮活跃区表层流场的半年内时间尺度变化研究
王兴智, 李崇银, 王桂华
2014, 36(11): 1-11. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.001
摘要:
利用高时空分辨率的资料,对东海黑潮表层海流的半年内时间尺度变化特征进行了分析研究,得到主要以下结论:(1)东海黑潮表层海流在台湾东北海区和吐噶喇海峡附近海区存在着最为显著的变化;(2)那里的表层海流都存在半年内时间尺度的变化,其谱峰主要在50~70 d及90~140 d两个频段内,两个准周期变化的基本特征都是异常气旋涡和反气旋涡的准周期转换;(3)异常气旋涡和反气旋涡的活动都与东海黑潮在两个海区的流轴变化相联系,气旋涡与黑潮流轴在该海区的向东南退缩相伴,而反气旋涡与黑潮流轴在该海区的向西北推进相伴;(4)初步分析表明,在台湾东北海域导致50~70 d变化的异常涡旋主要源于黑潮自身存在的中尺度过程,而90~140 d的变化则主要受从台湾以东传来的中尺度涡影响。类似地,吐噶喇海峡附近的黑潮海流同样在50~70 d及90~140 d两个频段内存在显著的准周期变化,回归分析表明,导致50~70 d变化主要源于上游黑潮海流的中尺度过程,而90~140 d的变化则主要受琉球群岛以东传来的中尺度涡影响。
南黄海辐射沙脊群特大潮差分析
丁贤荣, 康彦彦, 茅志兵, 孙玉龙, 李森, 高旋, 赵晓旭
2014, 36(11): 12-20. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.002
摘要:
根据辐射沙脊群中部条子泥两翼沿海自建的4座潮位遥测站的实测记录,2012年10月17日新条鱼港站观测到了9.39 m的特大潮差,不仅证实了20世纪80年代小洋口海域9.28 m的潮差记录的可信性,而且刷新了此海域最大潮差记录。基于移动驻潮波和动力地貌理论,本文采用潮位实测分析 、二维水动力数值模拟和潮滩地貌遥感解译等方法,阐述了特大潮差的动力成因及其地貌响应机理,提出了条子泥二分水同步潮位跳绳效应,从理论上分析了该海域实测特大潮差的合理性。如若改变最大潮差统计方法,该海域最大潮位差可达9.62 m,关于辐射沙脊群对重新认识辐射沙脊群及中国沿海极值潮汐特征更具有创新价值。
RCP4.5情景下预测21世纪南海海平面变化
张吉, 左军成, 李娟, 陈美香
2014, 36(11): 21-29. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.003
摘要:
结合卫星高度计资料和SODA温盐数据,本文利用CCSM(Community Climate System Model version4)气候系统模式在代表性浓度路径RCP4.5情景下对全球海平面变化趋势的预测模拟结果作为强迫场,用POP模式模拟预测21世纪南海海平面长期趋势变化及空间分布。模拟结果显示,在RCP4.5情景下,南海海域在21世纪末10年平均海平面相对于20世纪末10年上升了15~39 cm,明显上升海域位于中南半岛东部的南海中部、南部海域和吕宋海峡东西两侧海域,上升值最大可达39 cm。如果加上格陵兰和南极等陆地冰川融化的影响,21世纪南海总海平面上升值将可能达到35~75 cm。南海比容海平面明显上升区域位于吕宋岛东面的深水海域,广东沿岸流和吕宋冷涡之间海域,以及中南半岛东南部海域。总比容海平面的变化主要来自热比容,盐比容贡献比较小。南海南部和西部比容海平面上升速率较低,如加里曼丹岛西北侧、泰国湾和海南岛西侧有下降趋势。
覆盖中国沿海地区的精细化台风风暴潮模型的研究及适用
刘秋兴, 董剑希, 于福江, 傅赐福, 李明杰
2014, 36(11): 30-37. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.004
摘要:
精细化风暴潮预报是目前风暴潮预报重点发展方向之一,本文首次建立起了一个覆盖整个中国沿海地区的精细化台风风暴潮数值模型,克服了以往分区域数值模型的不足,该模型在中国沿海地区的分辨率达到300 m左右。模型采用了并行计算,并对2012年和2013年灾害性台风风暴潮过程进行了数值检验,计算精度和计算所用时间都能够满足业务化运行的要求。本文同时还根据中国气象局、美国国家气象局等5家主要台风预报机构给出的24 h台风预报,对2013年度灾害性台风风暴潮过程进行了24 h数值预报检验,检验结果表明:根据中国气象局台风登陆前24 h预报可以得到更准确的风暴潮预报结果,其预报结果优于其他各家预报结果。该结论可以为今后的台风风暴潮预报中台风路径的选取提供重要的参考。
太平洋夏季水对加拿大海盆海冰的影响
宋雪珑, 周生启
2014, 36(11): 38-45. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.005
摘要:
近年来,北极海冰发生了大面积减少,减少的原因仍存在着争议。基于2003-2011年的水文和遥感卫星数据,对北冰洋加拿大海盆的太平洋水和海冰进行研究。通过对比2006年和2007年太平洋水位温与海冰密集度的空间分布,发现太平洋水暖异常于2007年1-3月进入加拿大海盆的中部,并可能导致了2007年夏季海冰大面积的融化。2003-2011年,在加拿大海盆的中部,太平洋水位温与海冰密集度存在着时间上的负相关。选取2007年8月,发现两者在空间上也存在着负相关。这很可能说明太平洋水暖异常在流动的过程中,向上输送了热量,在一定程度上,融化了海冰,从而触发海冰-反照率正反馈,导致海冰的减少。因此,通过白令海峡进入北冰洋的太平洋夏季水,对北极海冰面积的减少有着重要影响。
台风期间海洋飞沫对海气湍通量的影响研究
张连新, 韩桂军, 李威, 张学峰, 付红丽, 张晓爽, 邵彩霞
2014, 36(11): 46-56. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.006
摘要:
本文以2006年9月日本以南海域的台风YAGI为例,应用黑潮延伸体附近的KEO浮标观测资料,并结合卫星遥感等融合资料,分析海洋飞沫在台风不同发展阶段对海气界面间热量通量和动量通量的影响。首先,定量地分析台风期间海洋飞沫对海气热通量的影响。结果表明,在台风YAGI过境期间,海洋飞沫能够显著地加剧海气界面间的热量交换,尤其是潜热交换。海洋飞沫增加的热通量随着风速的增强而增大,随着波龄的增大而减小。随后,通过动量分析表明,在台风YAGI过境期间,海洋飞沫显著地增强了由大气向海洋的动量转移。当风速达到台风量级后,考虑海洋飞沫所增加的动量通量与界面动量通量大小相当,同时,在此风速条件下,海洋飞沫在海气界面形成极限饱和悬浮层,抑制风到海表面的动量转移,导致海气界面间总的动量通量的增长率随之减小。
海水温盐垂直结构的声反射回波模型及应用
毛科峰, 陈希, 李振锋, 丁亚梅
2014, 36(11): 57-63. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.007
摘要:
基于等时厚分层假设,建立海水温盐垂直结构的声反射回波计算模型,并对实际海洋层结状态的声反射回波特征进行了详细分析。结果表明:声反射回波幅度变化的位置和海水介质温盐梯度变化不为零的位置一致,回波幅度和梯度变化幅度成正比;而回波的极性反映了梯度变化的趋势。将该模型用于反演试验,能够直接得到海水温、盐垂直结构反演结果,效果较好,克服了以往反演算法中不便于密度和声速分离的缺点。
基于GPS反射信号技术的渤海海冰实验
张云, 孟婉婷, 顾祈明, 韩彦岭, 曹云昌, 夏青, 王炜
2014, 36(11): 64-73. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.008
摘要:
传统的海冰检测手段都存在着受天气影响或实时检测成本太高的缺点,为了更实时有效的检测海冰,减轻海冰灾害对于我国的影响,并达到防灾减灾的目的,本文研究了GPS反射信号(GPS-R)技术检测海冰的可能性。通过对2013年2月下旬在中国天津渤海湾的岸基架设GPS信号接收机所接收的观测数据进行分析,使用不同特性的反射海域(几乎全为海水或是海冰)的数据进行比对分析,其结果显示极化比值(反射左旋信号与直射右旋信号的比值)能够明显反演海冰密集度。本文首次将GPS-R技术应用于国内自主设计的渤海海冰检测实验中。
渤海AVHRR多通道海冰密集度反演算法试验研究
刘志强, 苏洁, 时晓旭, 赵进平
2014, 36(11): 74-84. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.009
摘要:
为了得到更精确的渤海海冰密集度反演参数,采用辽东湾不同类型海冰ASD实测数据,在分析光谱特征的基础上,针对NOAA/AVHRR数据确定出合适海冰密集度反演算法阈值。继而,基于线性光谱混合模型的多通道反演算法进行了一系列算法试验。同时实现了基于LandSat5-TM数据的渤海海冰密集度场反演,并利用该结果与AVHRR单通道和多通道算法得到的海冰密集度反演结果进行比对分析。定量误差分析结果表明,当单通道算法或组合算法中包含1通道时,与Landsat5-TM反演结果的平均误差为正值,包含2通道且不包含1通道时,平均误差为负值;同时使用这两个通道较只包含其一的各种组合算法的平均误差明显偏小;在各种组合算法中,1245四个通道组合反演的海冰密集度结果误差最小,可应用于渤海AVHRR数据海冰密集度反演。
GM测高数据反演中国近海及邻域精细重力场
张胜军, 李建成, 王立伟, 孔祥雪
2014, 36(11): 85-89. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.010
摘要:
综合对比4种波形重跟踪算法,选择改进阈值法处理Jason-1 GM数据,联合波形重跟踪后的Geosat和ERS-1 GM数据,沿轨2 Hz重采样以提高数据空间分辨率。通过数据质量控制剔除粗差数据,考虑海表面地形的影响,基于移去-恢复法和维宁-曼齐兹公式反演了中国近海及邻近海域(0°~45°N,100°~140°E)1'×1'的精细重力场。船测数据检核表明反演结果在开阔海域精度约4 mGal,近岸浅水区约10 mGal,均优于DTU10和V21.1模型。
南海北部深水区新生代岩浆岩分布规律及其与海底地质灾害的相关性
张丙坤, 李三忠, 夏真, 马云, 余珊, 王霄飞
2014, 36(11): 90-100. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.011
摘要:
前人对南海北部新生代陆缘盆地结构、构造样式和期次等做了大量的研究工作,但对于具体体现内动力过程的岩浆活动关注较少,尤其是北部深水区的研究鲜有涉及。本文基于二维地震剖面的解译分析,将南海北部新生代岩浆岩划分为3个集中分布区:琼东南-西沙区、神狐区和东沙区。各区域岩浆岩的产出状态有所差异,其中琼东南-西沙区岩浆岩的平面展布规律性极强,主要受右行右阶的走滑断裂控制;神狐区岩浆岩位于NW向与NE向断裂的交汇处,侵位空间受先存断裂制约;东沙区岩浆岩的产生与东沙运动期间区域伸展过程有直接关系。作为内动力的表征,岩浆作用对于海底地形地貌具有重要的改造作用,与活动断裂、海底滑坡、浅层气等海底地质灾害也具有成因上的关联。
长江口及邻近海域细颗粒沉积物中重金属的空间分布及沉积通量
陈彬, 范德江, 郭志刚, 王亮, 李巍然
2014, 36(11): 101-110. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.012
摘要:
长江每年输送大量的泥沙进入东海,其中细颗粒沉积物具有搬运距离远、扩散范围大的特点,成为示踪河口及近海沉积物源汇过程的良好载体。本文基于采自长江口及邻近海域的44个表层沉积物样品,分析了细颗粒组分中重金属的空间分布和沉积通量,探讨了重金属来源和搬运沉积过程。研究表明:长江口及邻近海域细颗粒沉积物中Cu、Cr、Ni、V和Zn含量、沉积通量的空间分布具有高度的相似性,总体表现为长江口及浙闽沿岸高,向外急剧降低;该区细颗粒沉积物中的重金属主要来自长江,入海后向两个方向扩散,其一为向西南方向扩散,沉积于内陆架泥质区;其二是向东的跨陆架输送,沉积于长江冲淡水影响的海域。从长江口向西南方向的输送和沉积是长江入海重金属最重要的汇。
海底浅表层沉积物原位声学测量方法探讨
邹大鹏, 阚光明, 龙建军
2014, 36(11): 111-119. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.013
摘要:
研究透射式和折射式两类海底沉积声学原位测量方法,通过分析10种海底浅表层沉积物声学原位测量仪器的特征,指出不同声学原位测量技术对沉积物声学特性测量结果的影响。比较黄海海底浅表层沉积声学原位测量数据与实验室测量结果的差异,分析原位声学测量数据普遍小于实验室测量数据的原因,指出原位测量的作用和重要性。探讨指出海底浅表层沉积物原位声学测量所需要配合发展的其他物理性质原位测量技术。
研究报道
沙坝海岸沿岸流速度剖面特征研究
王彦, 邹志利
2014, 36(11): 120-130. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.014
摘要:
通过对两个坡度沙坝地形沿岸流实验测量和基于能量方程的沿岸流数值模拟,研究了沙坝海岸平均沿岸流速度剖面的双峰剖面特征,重点分析了第二个峰值的特征和两峰值的比值。综合考虑入射波高、入射波类型和坡度对波生沿岸流垂直岸线速度剖面的影响。结果表明,平均沿岸流速度剖面出现双峰剖面特征:第一峰值发生在沙坝向岸侧面的中部,第二个峰值发生在靠近岸线处;同一坡度情况两个峰值的位置和比值,不受入射波类型、入射波高的影响。数值模型中包括了侧混、底摩擦和水滚等因素,其数值模拟结果和实验值拟合较好,并讨论了有无侧混和水滚对速度剖面的影响。
长江河口青草沙水库盐水入侵来源
陈泾, 朱建荣
2014, 36(11): 131-141. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.015
摘要:
应用改进的三维数值模式ECOM-si,从模式计算的盐度和流向的变化过程、涨憩和落憩时刻盐度等值线和淡水区域的变化,分析在一般动力条件下青草沙水库取水口盐水入侵来源。计算结果表明,小潮后中潮、大潮、大潮后中潮和小潮期间北支倒灌占青草沙水库取水口表层盐水入侵比例分别为69.5%、89.3%、98.5%和99.5%,占底层盐水入侵比例分别为34.9%、88.9%、98.5%和99.5%。除了小潮后中潮期间底层盐水入侵来源主要来自下游外海(占65.1%),青草沙水库取水口表层和底层盐水入侵来源主要来自北支盐水倒灌,尤其是大潮后中潮和小潮期间几乎全部来自北支盐水倒灌。
基于进化建模方法的HJ-1CCD黄海悬浮物和叶绿素a浓度遥感反演模型研究
秦平, 沈钺, 牟冰, 郝艳玲, 朱建华, 崔廷伟
2014, 36(11): 142-149. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.016
摘要:
本文利用实测数据集,发展了基于进化建模方法的HJ-1 CCD黄海悬浮物(TSM)和叶绿素a浓度(Chl a)遥感反演模型,建模过程中有针对性地设计了适合水色反演的端点集和函数集,并利用转基因方法引入水色先验知识。经实测数据检验,TSM反演的平均相对误差约为31%(相关系数R2为0.96),Chl a反演误差约为33%(R2为0.88)。分析了模型对输入误差的敏感性,当输入端引入±5%的误差时,模型误差的波动在大多数情形下都可控制在±10%以内。与神经网络模型相比,本文发展的进化模型具有检验精度高、结构简单等优势。利用不同季节的黄、东海实测数据进行了模型精度的独立检验。本文的研究工作表明,进化建模方法适用于水色遥感反演建模问题,可由程序自动生成多个满足精度要求、结构形式多样的显式模型,为水色反演应用提供了多种选择,对于拥有数百个波段的高光谱数据水色反演具有更大的应用潜力。本文最后探讨了进化建模方法的改进方向。
南黄海辐射沙脊群潮汐水道的悬沙输运特征
徐粲, 高建华, 杨旸, 汪亚平, 高抒
2014, 36(11): 150-162. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.017
摘要:
根据南黄海辐射沙脊群定点站位的流速和浊度数据,利用通量分解方法,分析了潮汐水道的悬沙输运特征和输运机制。结果表明,辐射沙脊群海域潮汐水道中潮流为往复流,悬沙浓度较高,属于强潮流控制的悬沙浓度相对较高的陆架浅海环境;悬沙输运主要受欧拉余流和潮汐捕捉效应控制,再悬浮的沉积物通过平流作用进行输运。其中,陈家坞槽和西洋水道的悬沙输运以潮汐捕捉效应占优,沉积物向潮汐水道外输运,处于冲刷状态;苦水洋水道以欧拉余流输运为主,水道内的再悬浮的沉积物在强潮流作用下向陆输运,主要堆积在蒋家沙和西洋西侧岸滩等浅滩和潮间带上。由此可见,在陆源物质供应减少背景下,南黄海辐射沙脊群内部的物质充当了新的物源,短期内能够维持近岸潮滩和沙脊的持续增长。
长江口横沙东滩外侧建设人工岛的自然条件分析
薛靖波, 蒋雪中, 买佳阳
2014, 36(11): 163-172. doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2014.11.018
摘要:
利用2001-2008年的海图资料和2011-2012年枯季现场水文调查数据,分析长江口横沙东滩外侧海域的河势、水动力条件及泥沙含量的潮周期过程,讨论在此建设人工岛的自然条件。结果表明,横沙东滩外侧海域,2001-2008年间冲淤有变化,由滩向海的断面显示上部淤积,下部侵蚀,冲淤转换面在-7~-10 m之间,-10~-20 m海域整体呈现微冲趋势,但侵蚀速率减缓,河势趋于稳定。横沙东滩受北槽深水航道北导堤影响,向东南方向淤进。定点船测潮流表现出旋转流性质,枯季大潮最大流速不超过188 cm/s,小潮最大流速小于134 cm/s;北港口外的定点余流显示向口内输运,北槽口外则是向海输运。两测站数据显示枯季大小潮垂线平均含沙量处于0.061~0.116 kg/m3之间,水体泥沙含量整体处在较低水平。从自然条件上来说,不考虑风浪影响情况,研究区域内河势渐趋稳定,水深条件良好,水动力条件适宜,水体含沙量较低,在该区域内建设人工岛具有可行性。