台风对杭州湾水交换影响的定量研究

基于ADCIRC(Advanced Circulation Model for Shelves,Coasts,and Estuaries)模式建立了杭州湾台风风暴潮流二维数值模型,结合粒子追踪模型,分别研究了天文潮和台风过程作用下杭州湾的水交换情况,定量分析了台风对杭州湾水交换的影响;统计7场典型路径的台风,结果表明:台风影响比较剧烈时,与天文潮的单独作用相比,湾内、外参与交换的水体范围分别可增加约1.6倍和7倍,湾内流出的水体影响范围可以增加31%;湾内水交换速度可提高1.7倍。研究还发现不同路径的台风对杭州湾内外水体交换的影响有所不同。     

太湖水温模型和气象参数对水温的影响

建立了一个太湖水温数值模型,模拟太湖平均水温的日变化过程。应用本模式和由太湖气象水文数据自动采集系统测得的资料(1990年9月26—27日)分析了气温、湿度和风速对水温的影响。由计算和数值试验结果看出,本模式较好地模拟出了选定的两天中水温变化过程;随着空气温度的增加,水温线性增加;在空气相对湿度较大或风速较小时,它们的变化对水温有较大的影响。     

杭州湾及邻近水域营养盐的时空分布与富营养化特征

利用2006年7月-2007年11月杭州湾及邻近水域春、夏、秋、冬四个季节的调查资料,对其营养盐的分布变化及富营养化特征进行了分析.结果表明:杭州湾及邻近水域营养盐的分布变化和富营养化不仅与湾内河流高DIN、磷、硅的输入直接有关,同时受长江冲淡水的影响十分显著.湾内营养盐的分布变化主要受物理混合作用所控制,浮游生物活动...     

杭州湾营养盐时空分布特征及其影响研究

文章基于2015年1—12月杭州湾海域12个航次的调查资料,对杭州湾海域营养盐溶解无机氮(DIN)和活性磷酸盐(PO_4~(3-))的月度时空分布特征及其影响进行了探讨。结果表明,杭州湾表层海水DIN和PO_4~(3-)含量空间分布月际间变化明显,其变化受湾内、沿岸径流输入和长江冲淡水影响显著。杭州湾海域12个月DIN含量均超第四类海水水质标准,硝酸盐氮(NO_3~-)占DIN的94%及以上。N/P值处于较高水平,内湾(IB)和外湾(OB)的N/P值季节性变化幅度比中湾(CB)大,海湾生态系统对磷的变化敏感。营养盐-盐度对研究区域的水体混合状况有明显的指示作用,杭州湾营养盐的分布主要受物理混合作用所控制,浮游生物活动对营养盐分布的影响相对较小。     

大连湾保守污染物迁移三维模型及应用

采用基于有限体积法和非结构化网格的三维潮流模型,同时耦合拉格朗日粒子追踪模型和保守污染物输运扩散模 型。模拟了大连湾内的水动力变化、潮致余流场分布、保守污染物的输移和特征粒子的运动轨迹;同时研究了不同人工岛对 湾内污染物迁移的影响。模拟的潮流场与实测数据吻合较好。结果表明：湾内潮致余流呈顺时针半涡形态,湾口潮致余流呈 NE 方向;湾内保守污染物主要随潮致余流的方向而迁移,湾口的迁移扩散快于湾中,湾内北部的污染物能较快扩散到湾外, 湾内南部的污染物易在湾底滞留,各个子湾内的污染物不宜扩散出来;两种方案人工岛均会降低臭水套湾和香水套湾的自净 能力,且方案2 比方案1 的影响大;而对红土堆子湾方案1的影响比方案2大,且方案2 能改善其水质情况。     

杭州湾表层沉积物碎屑矿物分布及物质来源

对2008年采自杭州湾内的232个表层沉积物进行了碎屑矿物研究。结果表明,杭州湾沉积物中重矿物质量分数较低,平均为3.39%,重矿物以普通角闪石、绿帘石为主,富含云母类片状矿物,稳定矿物如钛铁矿、石榴子石、锆石、榍石等质量分数较低。轻矿物以石英、长石为主,绢云母为特征矿物,物源指示意义大。重矿物中优势矿物(普通角闪石,绿帘石)、赤铁矿和褐铁矿以及特征片状矿物可以作为沉积物输送和扩散的指标,碎屑矿物分布特征表明杭州湾表层沉积物以长江输入为主,湾内南部沉积物中混有钱塘江及周边河流的输入物质,岛屿侵蚀产物对沉积物碎屑矿物组成影响有限。     

地球生态系统的气温和水温补充机制

首次提出了地球生态系统的气温和水温补充机制,并用框图模型说明了补充机制在运行过程中的每个流程,阐明了人类对生态环境的影响过程、生态环境变化对地球生态系统的影响过程以及地球生态系统对环境变化的响应过程,解释了气温和水温的补充起因。研究结果表明,人类是引起环境变化的起源以及其变化后的结果又作用于人类,即人类排放二氧化碳引起气温和水温的上升,地球生态系统又借助其补充机制使得气温和水温下降恢复到正常的动态平衡。尽管这个补充机制带来了沙尘暴、洪水和风暴潮,但由人类引起水温和气温上升造成的灾害要比自然界中这3种灾害要深重得多。自然界的这3种灾害是局部的、短期的,而人类引起水温和气温上升的灾害却是全球的、长期的。     

海气交换与呼吸作用调控下杭州湾碳酸盐体系的特征

杭州湾作为典型的高浑浊度海湾,对其水体碳酸盐体系分布特征的研究相对较少。本文基于两个夏季航次(2018年和2019年)获取的调查资料,阐述夏季杭州湾水体中碳酸盐体系参数的空间分布特征,并进一步分析影响溶解无机碳偏离保守混合作用的主要过程及相对贡献。数据结果表明,杭州湾内表层溶解无机碳浓度与总碱度的变化范围分别为1 553～1 964 μmol/kg和1 577～2 101 μmol/kg,略低于长江口(1 407～2 110 μmol/kg和1 752～2 274 μmol/kg),溶解无机碳浓度和总碱度的空间分布受控于淡水与外海水混合的影响,在潮汐作用下,总体呈现出湾内低,向湾外逐渐升高的趋势。影响表层溶解无机碳非保守混合分布的主要过程中,海?气交换降低溶解无机碳浓度,呼吸作用增加溶解无机碳浓度,两个过程对溶解无机碳浓度变化量的贡献分别为(?42.3±11.7)%与(34.2±14.3)%,净效应呈现为相对平衡的状态。通过计算获得表层海水pCO₂的平均值为799 μatm (675～932 μatm),海湾总体表现为大气CO₂的源。此外,湾内海水碳酸盐缓冲因子的范围为12.8～23.8,对CO₂的缓冲能力弱于邻近东海海水(缓冲因子平均值约为11.9),指示其与外部水体的交换可能会降低附近海域的酸化缓冲能力。相对其他河口/海湾而言,杭州湾内高浊度与强潮汐的特点使其湾内水体的碳酸盐体系分布特征具有区域特殊性。     

岱山—洋山跨海通道水沙环境影响数值模拟研究

杭州湾是世界闻名的强潮河口,具有不规则的岸线边界、独特的地形地貌特征和复杂的水动力泥沙环境。岱山—洋山跨海通道位于杭州湾湾口水域,将岱山与洋山近35 km连通,实现了上海—洋山—岱山—舟山—宁波跨海通道的全线贯通,其建设具有非常重要的意义。基于考虑波浪作用的潮流泥沙数值模型,讨论了岱山—洋山跨海通道几种工况对杭州湾大范围海域水沙环境的影响。研究结果表明：跨海通道实施后潮位变化在大桥轴线附近较为敏感,远离则基本没有影响,高低潮位变化幅度大多在2 cm以内。杭州湾涨落潮量减小小于0.6%。水流流态和水下地形仅在大桥附近水域存在明显变化。从对杭州湾水沙环境影响角度考虑,岱山—洋山跨海通道几种工况均可行,建议关注桥墩和人工岛附近的局部冲刷问题。     

杭州湾海水碱度研究

用ｐＨ法测定了杭州湾海水的碱度。结果表明,１９９４ 年５ 月份,杭州湾海水在盐度１２ ．０９７～２６ ．３９７ 之间的碱度变化范围为１．５５ ～２．２３ｍｍｏｌ．ｄｍ － ３ ,平均值为１ ．７５７ｍｍｏｌ．ｄｍ － ３ 。相应的比碱度变化范围为０．１０６ ～０ ．３２４,平均值为０．２０２ ． 碱度高值出现在北岸上海石化总厂附近。因受北岸工业废水排放影响,湾内碱度自西北向东南降低。丰水期湾内海水比碱度显著增大,主要受径流的影响。枯水期湾内碱度和比碱度与盐度或氯度呈负相关关系。     

Contributions of shortwave radiation to the formation of temperature inversions in the Bay of Bengal and eastern equatorial Indian Ocean: A modeling approach

Variations in incoming shortwave radiation influence the net surface heat flux, contributing to the formation of a temperature inversion. The effects of shortwave radiation on the temperature inversions in the Bay of Bengal and eastern equatorial Indian Ocean have never been investigated. Thus, a high-resolution (horizontal resolution of 0.07°×0.07° with 50 vertical layers) Regional Ocean Modeling System (ROMS) model is utilized to quantify the contributions of shortwave radiation to the temperature inversions in the study domain. Analyses of the mixed layer heat and salt budgets are performed, and different model simulations are compared. The model results suggest that a 30% change in shortwave radiation can change approximately 3% of the temperature inversion area in the Bay of Bengal. Low shortwave radiation reduces the net surface heat flux and cools the mixed layer substantially; it also reduces the evaporation rate, causing less evaporative water vapor losses from the ocean than the typical situation, and ultimately enhances haline stratification. Thus, the rudimentary outcome of this research is that a decrease in shortwave radiation produces more temperature inversion in the study region, which is primarily driven by the net surface cooling and supported by the intensive haline stratification. Moreover, low shortwave radiation eventually intensifies the temperature inversion layer by thickening the barrier layer. This study could be an important reference for predicting how the Indian Ocean climate will respond to future changes in shortwave radiation.     

大亚湾及其邻近海域冬季温度、盐度的分布及日变化特征

根据2018年1月冬季航次的水文实测资料,详细分析了大亚湾海水温度(T)、盐度(S)的分布特征。整体而言,观测海区海表相对于海底具有高温低盐的特征;同时,无论是表层还是近底层,大亚湾湾内的海水相对于湾外都呈现高温低盐的特征。观测期间,应是受到大亚湾核电站温排水的影响,湾内西侧存在一个高温中心。盐度的差异在近底层更加明显,低盐中心位于大亚湾的湾顶和大亚湾的中部海域,而高盐中心则主要分布于湾口西侧及惠东以东附近海域。太阳辐射和潮流变化是影响大亚湾温度、盐度变化的两大重要因素。其中,太阳辐射的影响主要局限于表层3~4 m,对近底层海水的影响较小;其加热效应使湾内和湾口附近的表层海水都表现出明显的昼夜变化。由潮汐和温度、盐度的对应关系可知,潮流对湾内温度、盐度的影响较大,而对湾外温度、盐度的影响较小。     

杭州湾南部主水道内温度、盐度、潮流的变化特征

本文基于船载及锚定ADCP、CTD观测,获得了大、小潮时的温度、盐度、浊度、潮位、流速等观测数据,研究杭州湾南部的一个主要弯曲航道——螺头水道内的潮流动力学特性。螺头水道水深超过100 m、最大潮差大于2.5 m。涨潮时,强潮流速出现在水道北岸,落潮时,强潮流速出现在水道南岸,最大流速值分别为约2 m/s和1.8 m/s。受压强梯度、密度梯度、科氏力和离心力影响,涨落潮过渡时在水道的横断面产生较为明显的环流。夏季存在较弱的层化现象,深水处受环流的影响,盐度、温度的混合较强。锚定观测数据表明,温度、盐度的变化频率与潮流的变化频率相似,但存在高于M2分潮频率的谱峰值。因此,笔者认为潮流与横向环流的相互作用,可能导致更高频率的盐度和温度变化。     

丁字湾水文环境特征

本文依据丁字湾水文观测资料阐述了该湾温、盐度分布及变化特征，并对潮汐、潮流和余流进行了分析研究．结果表明：1．丁字湾温、盐度分布的月际差异明显．水温8月最高，盐度9月最低；水温日变化主要受太阳辐射的影响，盐度日变化则明显由潮汐所控制．2．该湾潮汐类型属正规半日潮，但潮汐日不等现象明显．3．该湾属于正规半日潮流区域，潮流运动以往复流为主。4．8月湾口中部余流从湾外流向湾内，湾口两端余流流向与中部相反；余流流速湾口中部大于两端。     

Dimethyl sulfide in the atmospheric surface layer of the Equatorial Pacific Ocean

This paper reports a case study of atmospheric stability effect on dimethyl sulfide(DMS) concentration in the air. Investigation includes model simulation and field measurements over the Pacific Ocean. DMS concentration in surface sea water and in the air were measured during a research cruise from Hawaii to Tahiti. The diurnal variation of air temperature over the sea surface differed from the diurnal cycle of sea surface temperature because of the high heat capacity of sea water. The diurnal cycle of average DMS concentration in the air was studied in relation to the atmospheric stability parameter and surface heat flux. All these parameters had minima at noon and maxima in the early morning. The correlation coefficient of the air DMS concentration with wind speed (at 15 m high) was 0. 64. The observed concentrations of DMS in the equatorial marine surface layer and their diurnal variability agree well with model simulations. The simulated results indicate that the amplitude of the cycle and the mean     

Spatiotemporal variation and mechanisms of temperature inversion in the Bay of Bengal and the eastern equatorial Indian Ocean

In the northern Bay of Bengal, the existence of intense temperature inversion during winter is a widely accepted phenomenon. However, occurrences of temperature inversion during other seasons and the spatial distribution within and adjacent to the Bay of Bengal are not well understood. In this study, a higher resolution spatiotemporal variation of temperature inversion and its mechanisms are examined with mixed layer heat and salt budget analysis utilizing long-term Argo（2004 to 2020） and RAMA（2...     

融池热力学模式以及它在2010年夏季北极中央区的应用研究

A one-dimensional thermodynamic model of melt pond is established in this paper.The observation data measured in the summer of 2010 by the Chinese National Arctic Research Expedition(CHINARE-2010) are used to partially parameterize equations and to validate results of the model.About 85% of the incident solar radiation passed through the melt pond surface,and some of it was released in the form of sensible and latent heat.However,the released energy was very little(about 15%),compared to the incident solar radiation.More than 58.6% of the incident energy was absorbed by melt pond water,which caused pond-covered ice melting and variation of pond water temperature.The simulated temperature of melt pond had a diurnal variation and its value ranged between 0.0°C and 0.3°C.The melting rate of upper pond-covered ice is estimated to be around two times faster than snow-covered ice.At same time,the change of melting rate was relatively quick for pond depth less than 0.4 m,while the melting rate kept relatively constant(about 1.0 cm/d) for pond depth greater than 0.4 m.     

季节内振荡对热带印度洋SST日变化的调制——一维混合层模式的诊断结果

热带印度洋SST的日变化幅度受到大气季节内振荡(Madden-Julian Oscillation,MJO)的调制,其在MJO对流最强(弱)位相达到极小(大)值,并且在MJO对流增强位相显著强于其对流减弱位相。本文利用逐时的再分析海表通量强迫一维海洋混合层模式,定量地诊断了MJO事件中SST日变化的差异成因。结果表明,SST日变化在MJO对流最强与最弱位相的显著差异主要是由短波辐射的季节内变化所致(40%),其次是风应力(38%)和潜热通量(14%),其他要素的影响较小。而SST日变化在MJO对流增强与减弱位相所呈现的不对称特征,主要是由纬向风应力的不对称性所致,这是MJO扰动结构与背景环流相互作用的结果。     

渤海中部海底泥温铅直分布特征以及与水温的关系

于１９９１年８月－１９９２年５月对渤海两个测点水温和泥温进行观测，对泥温的铅直分布特征、季节变化以及与水温间的关系进行初步探讨。结果表明，泥温（指０－２ｍ）的变化是由海水热含量的变化引起的，而后者又与太阳辐射有直接关系；泥温的变化幅度和位相一民水温和水深有密切关系。泥温几乎无日变化，但有明显的季节变化，其变化幅度远小于水温，且随深度的增加迅速减小；与水温比较，泥温变化相位随深度增加依次滞后，至２ｍ