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基于多源卫星遥感风场的全球平均海杂波近实时估算研究
柴庆武, 牟晓恒, 龚载泽, 林文明
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摘要(75) HTML全文(26) PDF 2903KB(14)
摘要:
海杂波是雷达探测海面目标的重要背景干扰,其强度和统计特性受海况和雷达参数的共同制约。本文针对海杂波强度(即海面均值散射系数),将多源卫星遥感海面风场和微波散射计常用的地球地球物理模式函数相结合,提出一种全球平均海杂波近实时估计框架模型,旨在“近实时”和“全球尺度”上实现较高精度的平均海杂波估计。以Ku波段及中等入射角为例,利用 HY-2系列卫星与 CFOSAT 卫星散射计实测数据对估计结果进行检验,并系统分析了平均海杂波估计相对误差的时空分布特征及影响因素。结果表明,VV和HH极化的估计结果均与实测数据具有良好的一致性,相对误差分别为1.5~1.8 dB、2.1~2.4 dB。夏季相对误差较小,冬季相对误差偏大;低纬度海域相对误差较大,中高纬度海域相对误差则随季节变化。此外,风速与相对风向是调制平均海杂波估计相对误差的主要因素。本文提出的模型方法可拓展至其它微波波段和入射角,为全球平均海杂波近实时估计提供了一种可靠的实践参考。
三种声速算法在北冰洋门捷列夫海岭海域的适用性比较——基于中国第九次北极科考原位数据
陈红霞, 林丽娜, 刘娜, 于钧昊
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摘要(30) HTML全文(16) PDF 832KB(1)
摘要:
声速是海洋声学探测与应用的核心物理参数,其精度直接决定水声通信、海底地形测绘及声层析成像等技术的可靠性。目前声速剖面主要通过温盐深(CTD)数据借助经验公式间接计算获得,其中Chen-Millero(1977)、Del Grosso(1974)和Wilson(1960)公式是全球最常用的三种声速算法。然而,这些公式多基于中低纬度海洋数据构建,在具有低温、强层化、淡水输入显著的北极海域的适用性尚未得到充分验证。本研究基于中国第九次北极科学考察(2018年)在门捷列夫海岭以东172°W经向断面获取的高精度CTD与声速剖面仪(SVP)同步观测数据,系统比较了上述三种算法在北极典型环境下的计算精度。结果表明,在这一断面上,Del Grosso (1974) 经验公式综合性能最优,在整个断面和全水深范围内表现出最高的准确性(平均偏差0.62 m/s)与最佳稳定性(偏差标准差0.23 m/s),是区域声速计算的首选算法。Wilson(1960)公式存在显著深度依赖性系统高估,500 m以深平均偏差达1.17 m/s,不适用于北极深层计算。Chen and Millero(1977)公式表现居中,但对表层极端水文条件敏感,深层也存在系统性高估。算法误差具有明显的空间与垂向异质性,与水文环境复杂程度密切相关,北极特殊的水文过程显著加大了现有经验公式的计算不确定性。
线纹海马静态养殖模式水体微生态多样性与水质状况的阶段差异及其关联
邹文政, 孟春霖, 黄文树, 李忠琴, 杨求华
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摘要(33) HTML全文(26) PDF 4204KB(3)
摘要:
线纹海马(Hippocampus erectus)是我国主要养殖海马种类之一,其转料期前后常因水体环境因子的变化引起高死亡率,但其养殖水体微生态多样性与水质状况尚未明确。本研究以转料期前后(幼苗期与成体期)两个阶段的线纹海马养殖水体为研究对象,采样测算海马生长性能指标和测定水体的水质参数;同时采用16S rRNA和18S rRNA高通量测序技术,分别对养殖水体的细菌和真核微生物的群落结构和多样性进行了比较研究;并结合多元统计方法,解析水质参数与微生态群落(以真核微生物群落、细菌群落为代表)之间的关联程度。水质参数分析发现线纹海马成体期养殖水体中氨氮和亚硝酸盐氮的含量显著高于幼苗期。养殖水体的微生态多样性分析可见幼苗期光合自养型藻类为优势类群(如真眼点藻目),寡营养环境适应型细菌为优势类群(如蓝细菌纲);转料后真核微生物结构转向耐胁迫类群(如尖尾藻属),细菌群落转变为耐氮/异养降解型(如红杆菌科、慢杆菌属等)。本研究揭示了线纹海马转料期前后养殖水体微生态群落的变化特征及其与水质因子的关联,为构建线纹海马转料期的微生态调控技术提供了理论依据与实践路径,对推动海马养殖的绿色可持续发展具有重要科学价值。
海底地下水排放对葡萄牙南部潟湖的氮输入和水体氮循环过程的影响
孙丹清, 赖龙云, 许一, 江山
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摘要(29) HTML全文(20) PDF 3359KB(2)
摘要:
本研究以葡萄牙南部法鲁市里亚福尔摩萨潟湖为研究对象,探究夏初时节该系统海底地下水排放(SGD)的氮输入特征及其对潟湖氮生物地球化学循环的影响。结果表明,尽管地下河口的生物地球化学过程已显著削减SGD携带的氮负荷,但其仍是潟湖氮营养盐的重要输入源。SGD向潟湖输入硝酸盐的速率高达1.3(±1.0) ×103 kg/d,溶解有机氮(DON)输入速率为220.3(±163.3) kg/d,分别贡献了潟湖硝酸盐总输入的89%和DON总输入的37%。端元模型解析进一步揭示了约98%的硝酸盐与76%的DON源自陆源淡水地下水,凸显陆源淡水地下水氮污染对滨海生态系统的潜在压力。潟湖原位连续监测结果显示,SGD输入的外源硝酸盐在潟湖系统中被快速去除,去除速率达69.9(±68.5) μmol N/(m2·h)。结合潟湖面积,估算潟湖每日硝酸盐净去除总量相当于SGD输入硝酸盐总量的8.9倍。这一结果表明,潟湖内部硝酸盐的生物地球化学清除过程极为活跃,其综合去除能力远超单一SGD输入源,潟湖整体表现为一个高效的硝酸盐汇。同时,DON净生产速率高达36.3(±35.4) μmol N-DON/(m2·h),表明陆源硝酸盐的大量输入显著增强了潟湖生态系统的生物同化作用。基于此,未来政府需强化对SGD氮输入的长期监测与精准管控,以保障滨海潟湖生态系统的健康与可持续发展。
沿海土壤中铁和硫的地球化学对海平面上升的响应:模拟研究
李莎, 王明军, 苟志浩, 隋家伟, 李铁, 朱茂旭
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摘要(117) HTML全文(44) PDF 1920KB(16)
摘要:
海平面上升引起的海水浸没可显著改变沿海土壤氧化还原环境,并影响铁、硫地球化学过程。为探明渐进式海水浸没过程中土壤中铁、硫的地球化学响应,本文以活性铁和有机碳含量不同的土壤开展160 d的室内土柱培养实验,通过渐进式抬升海水水位模拟海平面上升,揭示孔隙水溶解铁(DFe)、溶解硫化物及固相活性铁、硫化物形态变化。结果表明,海水浸没后,各处理土壤孔隙水DFe浓度均明显升高,而溶解硫化物整体维持在较低水平;活性铁含量低的土壤仅在底部出现少量总还原无机硫(TRIS)积累,活性铁含量高的红壤中DFe积累更快、更高,并表现出TRIS更明显的积累;有机碳含量升高进一步促进铁异化还原和硫酸盐还原,并缩短硫酸盐还原响应的启动时间。不同深度间DFe和TRIS分布差异明显,其中,中层DFe浓度普遍高于底层和上层,各处理中TRIS均以单质硫(S0)和酸挥发性硫化物(AVS)为主,黄铁矿形成有限。铁异化还原和硫酸盐还原对海水浸没不同的响应时间、活性铁和有机碳含量共同影响土壤中铁、硫转化及其垂向分异。长期渐进式海水浸没不仅使硫化物积累垂直上移、还可能减弱活性铁对有机碳保护的“锈汇”效应,同时影响地下水和地表水化学。
闽江河口短叶茳芏盐沼CH4排放部分抵消生态系统净CO2吸收
江少锋, 仝川, 方淑媛, 黄佳芳, 禹仪轩, 高居娟, 李琳
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摘要(76) HTML全文(33) PDF 4045KB(7)
摘要:
滨海盐沼生态系统具有高效的固碳-储碳能力,但同时也是不可忽视的甲烷(CH4)排放源。全球变暖潜势(global warming potential, GWP)为衡量单位质量温室气体在一定时间尺度内,相对于 CO2的增温效应的指标,长时间尺度下CH4 的GWP明显高于二氧化碳(CO2)。科学量化滨海盐沼CH4排放对其生态系统净CO2吸收的抵消强度以及精确测定其生态系统碳汇速率,对于区域尺度滨海蓝碳生态系统碳汇规模的评估至关重要。本研究运用“透明箱+不同遮光率布罩+痕量气体红外分析仪+模型”组合技术,高频观测和评估闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)盐沼生态系统净CO2交换(net ecosystem exchange of CO2, NEE)、生态系统呼吸(ecosystem respiration, ER),并同步观测CH4排放通量,以期量化短叶茳芏盐沼年尺度碳汇速率及CH4排放对生态系统净CO2吸收的抵消比例。短叶茳芏盐沼NEE具有显著的季节波动,各月份均大气CO2净吸收汇,年尺度NEE为−5970.2 ± 895.9 g CO2/(m2·a),年CH4排放通量为18.5 ± 0.2 g CH4/(m2·a)。综合考虑CH4排放的GWP20和 GWP100,短叶茳芏盐沼生态系统碳汇速率分别为4543.5 和5486.8g CO2−eq /(m2·a),CH4排放对生态系统净CO2吸收的抵消比例分别为25.7%和8.7%。闽江河口短叶茳芏盐沼CH4排放虽然部分抵消其生态系统净CO2吸收,但是仍具有较强的碳汇功能,在减缓全球气候变暖过程中发挥着重要作用。
钢—混立方体人工藻礁附着生物的定殖效果及其群落演替特征研究
李璐瑶, 李文涛, 李艳平, 赵祺, 张沛东
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摘要(83) HTML全文(50) PDF 2496KB(8)
摘要:
针对海藻场修复中人工藻礁单一材料生境异质性不足、生物附着效果较差的问题,本研究设计了一种钢材—混凝土异质型复合材料藻礁,制作礁体12个并于2021年8月投放至荣成马山里海域,于2021年11月、2022年6月和9月及2023年5月和8月,分别对钢材和混凝土大型附着藻类和附着动物以及投礁区关键环境因子进行了跟踪监测。结果显示:(1)两种材料对大型藻类的建植效果存在显著不同,其中混凝土的大型藻类生物量显著高于钢材,整个监测周期平均达到钢材的1.7倍(P<0.05);(2)大型附着藻类群落结构主要受季节和礁龄的双重驱动,呈现出由绿藻门向褐藻门的演替规律,红藻门主要出现在演替的过渡期但未形成稳定的优势阶段,在投礁后20个月形成了以裙带菜(Undaria pinnatifida)为绝对优势种(Y=0.99)的稳定顶级群落;(3)不同材料对附着动物的定殖效果存在显著差异,钢材的附着动物生物量显著高于混凝土,平均是其8.3倍(P<0.05)。结果表明,在同一礁体单元内,混凝土更有利于大型藻类建植,钢材则更有利于附着动物定殖,二者组合使用不仅能够同步促进大型藻类和附着动物定殖的双效提升,从而实现了材料的功能互补,还可显著提高附着生物的生物量与多样性水平,为人工藻礁建礁材料筛选提供了新思路。
基于NPP-VIIRS的伏季休渔结束后南海北部灯光渔船聚集特征与制度响应分析
林俊豪, 于杰, 陈国宝
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摘要(64) HTML全文(39) PDF 1523KB(8)
摘要:
伏季休渔制度是我国海洋渔业资源养护的重要制度之一。基于2012—2024年的NPP-VIIRS灯光渔船数据,分析休渔结束后三个月灯光渔船的聚集性分布特征、作业重心的变动以及灯光强度随时间的变化特征,并评估休渔制度调整对灯光渔业的影响。研究结果:(1)首月,海南岛东部、粤西和珠江口近岸各有一处灯光渔船聚集区,面积分别为1281.71 km2、5,178.53 km2、2,609.70 km2;粤东近岸海域有两处,面积分别为687.79 km2和2,596.00 km2。(2)首月,灯光渔船出现频数高频区 (448~711)的网格有 7个,中频区(315~448)有10个;次月,高频区消失,中频区仅1个,低频区(181~315)和极低频区(61~181)网格增至13和36个(增幅30%、24.14%);第三个月,频数在61~181的网格减至9个。(3)休渔结束后,海南岛东部、粤西、珠江口和粤东四个海域的灯光渔业渔场重心变化范围分别为(110.51~110.81°E, 18.59~19.02°N)、(111.78~112.09°E, 20.94~21.23°N)、(113.94~114.07°E, 21.55~22.08°N)和(116.69~117.01°E, 22.58~22.78°N)。四个海域灯光辐射值分别在休渔结束后的第19、2、14和35天达到峰值,高作业强度持续至55 天、54 天、51 天和47 天之后便逐渐降低。(4)BSTS模型显示,2017年后推迟开捕时间对提升珠江口海域灯光渔业的捕捞努力量有显著效应(P < 0.01),对于海南岛东部、粤西和粤东海域影响不显著(P > 0.05)。本研究可为我国完善伏季休渔制度和灯光渔业管理提供参考资料。
南海珊瑚砂中黑碳的赋存特征与碳封存意义—以涠洲岛和永乐环礁为例
陈美琪, 王镜宇, 张瑞杰, 吴洋, 彭文团, 王敏睿, 叶全发, 孙卓珑, 贤爱华, 余克服
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摘要(96) HTML全文(52) PDF 1519KB(28)
摘要:
黑碳(BC)主要是化石燃料或生物质不完全燃烧产生的惰性有机碳,其在海洋沉积物中的埋藏构成了重要的稳定碳汇。目前对海洋沉积BC的研究多集中于泥质或砂质沉积物,而高钙质珊瑚砂关注较少。本研究采用盐酸预处理去除碳酸盐干扰后,基于苯多羧酸分子标记物法(BPCA),系统分析了南海近岸涠洲岛及远岸永乐环礁珊瑚砂中BC的赋存特征。结果表明,BC在珊瑚砂中普遍存在,其中涠洲岛珊瑚砂BC含量显著高于永乐环礁,呈现“近岸高、远岸低”的空间分异,指示陆源输入是涠洲岛BC的主要来源。BPCA组成表明,生物质燃烧是影响两区域的区域性背景来源;但涠洲岛受近岸人类活动影响,叠加了强烈的化石燃料等高温燃烧源输入,呈现出更高的芳环缩合度。粒径分析表明,BC在珊瑚砂破碎过程中存在“先释放、后吸附”的动态行为。本研究表明珊瑚砂是BC的有效埋藏载体,初步估算显示其具备可观的黑碳封存通量,这对于全面评估珊瑚礁生态系统的碳汇功能具有重要意义。
台风“海葵”对厦门市沙滩微塑料组成与多样性的影响
张铖懿, 吴逢润, 李雪妍, 黄梓鹏, 王涛, 刘莎
当前状态:  doi: 10.12284/hyxb2025006
摘要(378) HTML全文(105) PDF 1550KB(50)
摘要:
研究滨海沙滩微塑料的赋存与动态特征对于海岸带综合管理、评估生态风险具有重要意义。以往研究表明物理过程是影响滨海沙滩微塑料赋存特征的关键因素,但针对台风这种极端气象过程对微塑料污染分布的影响还探讨较少。本研究在台风“海葵”发生前后对厦门市滨海沙滩开展野外固定样地实验,分析台风前后沙滩沉积物中微塑料丰度、组成以及多样性的变化。结果表明,台风“海葵”前厦门市沙滩的微塑料丰度为(251.5 ± 27.9)n/kg,台风后该数值显著降低至(127.0 ± 18.8)n/kg。台风前后沙滩中微塑料的组成特征发生鲜明变化,不同形状、尺寸的微塑料丰度对台风的响应不同。其中,尺寸小于500 μm的微塑料占比显著下降,纤维状颗粒占比上升。台风后沙滩沉积物理化性质明显变化,其中中值粒径和容重均显著下降。此外,台风导致微塑料多样性变化:Shannon-Wiener多样性指数在多数站点下降,Pielou’s均匀度指数在台风后普遍上升。台风对沙滩微塑料分布的影响是极端天气中多种动态物理过程的复杂耦合作用,同时也与海岸位置、底质条件等要素密切相关。实现台风过程对微塑料污染动态的模拟和预报仍需结合野外受控实验等手段对相关机理开展系统综合研究。
台风利奇马登陆青岛时黄海北部一次海雾过程的观测分析
王倩, 时晓曚, 张苏平
当前状态:
摘要(842) HTML全文(481) PDF 5365KB(199)
摘要:
利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式,分析了2019年9号台风Lekima影响黄海北部期间发生的一次海雾过程,结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的海面凝结成雾,台风中心右侧区域的偏南气流不仅使黄海南部的暖湿空气不断向北输送,为海雾的形成和发展提供充足的水汽,同时其从黄海西岸带来的暖气团和台风中心区域的下沉气流在雾区上空形成了显著逆温层,在大气边界层内形成了“上稳下湍”的层结结构,也有利于海雾在岸滨及内陆地区的维持和发展。而台风后部水平风转向和台风中心外围增强的水平风加强了大气边界层底部的垂直风切变,从而导致的湍流混合增强和大气边界层稳定度下降是引发海雾消散的重要原因。
巴厘岛海域海洋内波的卫星遥感观测与数值模拟分析—4·21印尼潜艇失事事件原因初探
梁建军, 贾童, 蔡夕方, 李晓明
当前状态:
摘要(1028) HTML全文(612) PDF 951KB(181)
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。
林丽娜, 陈红霞, 刘娜
当前状态:
摘要(1192)
摘要:
东海南部海洋初级生产力与鲐鱼资源量变动关系的研究
官文江, 陈新军, 高峰, 李纲
当前状态:
摘要(3233)
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。
封面
2026 年 4 期封面
2026, 48(4): 1-1.  
摘要(28) HTML全文(16) PDF 3663KB(3)
摘要:
目次
2026 年 4 期目次
2026, 48(4): 1-3.  
摘要(19) HTML全文(14) PDF 994KB(3)
摘要:
物理海洋、海洋气象、海洋物理
非传统近似下风生近惯性内波的传播、耗散与混合效应
酒自帅, 郝占久, 闵文佳, 赵波, 刘志亮
2026, 48(4): 1-10.   doi: 10.12284/hyxb20260032
摘要(94) HTML全文(45) PDF 17723KB(14)
摘要:
本文采用数值模式MITgcm二维非静力模型,模拟了低纬度海区(2°~20°N)风生近惯性内波在传统近似与非传统近似下的生成、传播与耗散过程,系统分析了非传统近似(即保留科氏参数水平分量)对近惯性内波传播路径、能量耗散以及海洋内部混合的影响。非传统近似拓宽了内波的频散关系,使近惯性内波能够产生亚惯性分量,从而穿越传统近似下的惯性纬度,向高纬及深海持续输送能量。极向传播的近惯性内波在非传统近似惯性纬度附近下传至海底,经海底反射后能量在近底层聚集,显著增强该区域的垂向剪切,触发剪切不稳定产生内波能量耗散。不稳定区域单位纬向宽度的平均耗散功率为0.25 W/m,由此增强的湍流混合进而驱动深海的跨等密度面体积输运可达1.2 × 10−4 Sv。基于模拟结果与全球近惯性内波能量耗散估算结果,本文粗略地估算了非传统近似下风生近惯性内波诱发的深海湍流混合在全球范围内可驱动约1 Sv量级的上升流。上述结果表明非传统近似对于准确评估风生近惯性内波能量耗散及其在全球经向翻转环流中的作用具有重要意义。
基于势流理论的海脊俘获波产生条件与运动特性研究
许洋, 王岗, 胡见
2026, 48(4): 11-18.   doi: 10.12284/hyxb20260038
摘要(80) HTML全文(44) PDF 1403KB(9)
摘要:
大洋海脊能将海啸能量以俘获波的形式引导传播逾万千米,并因其独特的运动机制携带大量能量影响到远海地区,严重威胁沿岸工程及居民生命财产安全。本研究基于势流理论,推导了表征台阶地形上俘获波的解析理论,从数学上证实了台阶型海脊俘获波是由波浪在突变地形处的反射所诱发,并进一步给出了波浪发生全反射时临界入射条件的具体表达式。结果表明,低频波浪成分更易被台阶地形所俘获,且随着入射角的增大,俘获效应也愈发显著。本研究采用全水深势流理论框架,突破了已有理论仅适用于浅水波海域的局限,为分析实际陡峭海脊地形上的俘获波提供了可靠的理论依据。
不同三维辐射应力公式在近岸波生流模拟中的效果评估
周浩洋, 李锐, 宋德海, 陈宇
2026, 48(4): 19-34.   doi: 10.12284/hyxb20260022
摘要(126) HTML全文(37) PDF 12111KB(12)
摘要:
为准确模拟近岸波生流的变化过程,本文提出了一种垂向分布权重函数的构建方法,据此整合了现有的部分深度依赖型水平辐射应力公式,并推导出一个垂向分布特征可变的水平辐射应力公式。基于浪流耦合数值模式,对不同辐射应力公式的适用性开展对比评估,并选取4组不同条件的水槽实验数据进行验证。结果表明,不同辐射应力公式对波生流结构的模拟效果存在显著差异;本文提出的公式在模拟波浪增减水、有效波高及跨岸流速等方面表现更优,可降低跨岸垂向剖面流速的均方根误差。针对斜坡地形下水平辐射应力公式存在的垂向动量不平衡问题,依托Roseau型地形模型开展动量平衡诊断分析,结果证实,采用本文提出的水平辐射应力公式模拟坡度地形波生流是可行的,其动量平衡特性与考虑垂向分量的三维辐射应力高阶公式基本一致,同时阐释了其他水平辐射应力公式的垂向动量平衡特征,指出部分公式存在明显的动量不平衡缺陷。
高分辨率冰海耦合模式中北极偶极子对夏季线性运动学特征变化的主导作用
张琪, 牟龙江, NilsHutter, 李涛, 王晓宇, 陈显尧
2026, 48(4): 35-46.   doi: 10.12284/hyxb20260028
摘要(28) HTML全文(13) PDF 12775KB(0)
摘要:
观测手段的局限性长期以来制约着对北极线性运动学特征(LKF)的深入研究。本研究基于一套为期28 a、水平分辨率约为2 km的全北极冰海耦合模式数据,并结合冬季RGPS观测资料(1996–2008年)进行验证,系统分析了北极LKF的长期变化及其气候驱动因子。结果表明,尽管北极海冰持续减薄可能促进冰内断裂,但全北极范围的LKF数量和密度并未呈现显著趋势,仅表现出极其微弱的增长(0.003 a−1)。模型模拟的冬季LKF密度与RGPS观测具有较好的一致性(r = 0.57),证实了模型在刻画LKF空间分布与季节变化方面的可靠性。此外,夏季LKF密度与北极偶极子(AD指数)存在强烈的负相关关系(r = −0.66),其影响力明显超过北极涛动(AO)。在空间分布上,AO与AD指数均与中央北极区夏季LKF密度呈负相关,而在喀拉海和巴伦支海,LKF密度与AO指数呈正相关,与AD指数呈负相关。这种区域响应的非均匀性,最终导致全北极尺度上夏季LKF密度与AD指数的负相关关系更为突出。
海洋地质
南海北部陆架底质声学原位测量及中频声速特征
刘保华, 孟祥梅, 陈木俊, 阚光明
2026, 48(4): 47-55.   doi: 10.12284/hyxb20260030
摘要(108) HTML全文(50) PDF 2353KB(3)
摘要:
本文首先简要介绍了基于高频微振动贯入技术的底质声学原位测量系统,该系统由机械液压、声学换能器、声波发射采集、总体控制和辅助测量等单元组成,可以用于海底沉积物的中频声速和声衰减系数的原位测量。2025年4月,该系统搭载“向阳红01”号科考船在我国南海北部陆架开展了9个站的底质声学原位测量,其中8个站的最大贯入深度超过3 m,频率覆盖范围1.6~10.0 kHz。计算表明,9个站的声速特征差别明显:第1组3个站的声速比在1.01~1.03之间变化,第2组4个站的声速比明显小于1.0,介于0.97~0.98之间,第3组的两个站的声速比介于前面两组之间,声速比在1.0附近。与同步获得的沉积物柱状样对比发现,声速特征与沉积物的物理性质参数有高度的相关性:当含砂量较高和含水率较低时沉积物的声速大于近底海水的声速,当含砂量较低和含水率较高时沉积物的声速则低于近底海水的声速。含砂量和含水率可能是决定沉积物声速是大于还是小于近底海水声速的主要因素。9个站中,粒径较大(\begin{document}$ {\varPhi } $\end{document} = 4.6~4.7)的沉积物中声速频散约为2%,而粒径较小(\begin{document}${\varPhi } $\end{document} = 5.8~5.9)的沉积物中频散不到1%。另外,利用Hamilton模型预测的各站的声速比原位测量结果高出3.5%~8%,并且预测值均大于近底海水的声速。
海州湾中型潮汐海湾岸滩横向输沙闭合水深研究
朱文谨, 唐虾, 董啸天, 莫春艳, 张洋
2026, 48(4): 56-68.   doi: 10.12284/hyxb20260024
摘要(149) HTML全文(52) PDF 32880KB(19)
摘要:
闭合水深作为泥沙收支平衡和形态动力学研究中的重要参数,在海岸侵蚀相关工程问题中具有重要的研究价值。传统计算方法多基于波浪主导型海岸,忽略了潮流作用的影响,难以准确反映中型潮汐海湾的实际情况。以连云港海域所处的海州湾为研究对象,结合实地勘测、数值模拟与理论分析,系统探讨了潮流对闭合水深的影响机制。数值模拟结果表明,海州湾潮流作用由北向南逐渐减弱的趋势,潮流显著增强了近岸区域的泥沙扰动能力,闭合水深范围为8~10.1 m,较纯波浪作用下的结果水深增加0.4~1.3 m。历史海图水深对比显示海州湾实际闭合水深范围为8.9~9.8 m,本文计算结果与实测值高度吻合,进一步说明了方法的可靠性。新方法强调了中型潮汐海湾中潮流对于底部切应力的增加,考虑了潮流对闭合水深的影响,为相关海岸工程问题提供了科学依据和技术支持。
海洋工程
波流共同作用下浮式OWC型防波堤的水动力性能研究
王荣泉, 芮凯龙, 宁德志, LiangDongfang
2026, 48(4): 69-80.   doi: 10.12284/hyxb20260026
摘要(125) HTML全文(66) PDF 14292KB(11)
摘要:
针对波流共同作用下OWC型防波堤的水动力特性,建立了波流共同作用下浮式OWC型防波堤的二维时域完全非线性数值模型,并利用物理模型试验数据验证了该模型的可靠性。在此基础上,系统研究了水流流速、后墙吃水深度和厚度变化对OWC型防波堤透射系数、反射系数及水动力效率的影响规律。研究结果表明,顺流条件下装置的透射系数、反射系数和水动力效率均呈现降低的趋势;而逆流条件下,则呈现出相反的变化趋势。增大后墙吃水深度可降低透射系数并提高水动力效率,对反射系数影响较为有限;此外,增大后墙厚度可降低透射系数并提升水动力效率,对反射系数影响亦不显著。研究结果为OWC型防波堤的结构优化及工程设计提供了重要的参考依据。
规则波作用下双桩基础周围海床超孔隙水压力智能预测
侯建康, 程永舟, 王敦格, 韩小锐, 李沅龙, 石一
2026, 48(4): 81-93.   doi: 10.12284/hyxb20260034
摘要(88) HTML全文(52) PDF 4902KB(5)
摘要:
本研究针对波浪作用下双桩基础周围海床超孔隙水压力预测问题,开展了多目标智能预测研究。首先,通过波浪水槽试验,分析了不同波高条件下双桩基础周围海床超孔隙水压力时程演化和空间分布规律。其次,采用相位滞后检测与动态对齐方法对数据进行预处理,并分别利用门控循环单元(gated recurrent unit, GRU)和极限学习机(extreme learning machine,ELM)神经网络进行训练预测。最后,采用动态误差择优融合方法对两项模型的输出进行融合。结果表明:在当前试验条件下,随着波高增加,双桩基础周围海床超孔隙水压力幅值显著增大,沿深度方向呈现出明显的幅值衰减和相位滞后现象,且双桩基础周围超孔隙水压力最大幅值存在明显的空间差异。此外,构建的融合模型相较于原始模型或单一模型评估指标表现最优,其中皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient, PCC)为0.9827,纳什效率系数(Nash-sutcliffe efficiency,NSE)为0.9218,均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.003305,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)为0.002559。研究成果为波浪作用下桩基周围海床多目标孔压智能预测提供了一种有效途径。
海洋技术
基于退化类型感知的异质性水下图像质量增强策略
崔晓东, 朱秋伟, 杨子睿, 樊妙, 朱正任, 王晓明, 阳凡林
2026, 48(4): 94-109.   doi: 10.12284/hyxb20260010
摘要(331) HTML全文(116) PDF 20474KB(13)
摘要:
高质量的水下光学影像是海底场景数字孪生、底栖生境保护、海底矿产资源探测和海底未知现象理解等任务的重要依托。然而,受复杂水体环境、光照条件等因素的影响,水下光学影像存在颜色失真、细节模糊、对比度低等退化问题。现有水下图像增强方法多聚焦于增强算法本身的优化,缺乏对不同退化类型图像的溯源、分类与分级等系统性分析机制。为此,针对水下光学图像成像环境的复杂性和异质性,本文提出一种顾及退化类型的图像质量增强策略。首先,构建了水下图像退化类型感知网络用于识别水下雾化模糊图像,准确率达到97%,对光照退化类型亦具有较高的区分能力。其次,针对识别出的水下雾化图像,基于真实水下图像色偏值的分布统计,设计自适应颜色校正方法,有效恢复不同程度的颜色衰减。最后,引入分块索引策略来获取更加精确的背景光估计值,并结合水下暗通道先验进一步解决水下图像的雾化模糊问题。在UIEB、RUIE等多个真实水下图像数据集上的实验结果表明,与具有代表性的水下图像增强方法相比,PSNR、SSIM指标分别提升22.17%、4.5%。
海洋信息科学
基于实测数据的再分析数据和CMIP6模式数据在白令海中上层海温的数据质量评估
刘健康, 陈红霞
2026, 48(4): 110-126.   doi: 10.12284/hyxb20260036
摘要(76) HTML全文(34) PDF 3912KB(3)
摘要:
基于2012年(冷年)和2014年(暖年)7月白令海B断面4个典型站点的观测数据,结合多套再分析数据和气候模式结果,采用相关系数、中心均方根误差和标准差等指标,系统评估了不同数据在0~1000 m海温结构中的再现能力及其多时间尺度表现。结果表明,白令海中上层(0~200 m)海温变率显著高于深层(200 m以深),再分析数据在各水层的平均温差整体小于模式数据;其中2012年中上层误差为0.3~0.5℃,模式误差约为2℃,深层误差分别约为0.1℃和1℃。2014年多数模式误差较2012年有所降低,显示模式表现具有一定的气候背景依赖性。长时间序列分析表明,各数据均能再现“冬冷夏暖”的季节循环特征,但模式在中层温度上存在约1℃的系统性偏差;在年代际尺度上,海表温度异常变化较为一致,而中层异常在极值时间上存在数年尺度的偏移。研究量化了不同数据在白令海中上层海温再现中的误差幅度及不确定性特征,为区域海温变化分析及多源数据应用提供了定量参考。