渤、黄海北部海冰年代时空变化特征分析

本文取上世纪后50年至2003年度冬季渤海地区气温作为与渤海冬季冰情有关的气候指标。分析得出,渤海地区冬季气温随着年代呈上升趋势,特别是80年代中期至本世纪初尤为明显。受其影响,渤海冬季的冰情时空分布状况发生了较大变化。其特点是:初冰日较多年平均值推后、终冰日较多年平均值提前,冰期较多年平均值偏短,冰厚较多年平均值偏薄,结冰范围(沿岸固定冰宽度和浮冰外缘线)较多年平均值偏小,甚至有些海区已多年未曾见到海冰了。     

基于卫星观测的辽东湾冰情统计分析

根据渤海6个海洋站的海冰监测及气温观测数据统计,终冰日及冰期可用来表征当年渤海冰情严重程度,在大多数年份冰情与终冰日早晚和冰期长短呈负相关。根据2006/2016年的辽东湾海冰面积及外缘线资料,分析了11年间辽东湾冰情的年变化特征,分析结果显示,辽东湾海冰受局地气温影响明显,两者呈较显著的负相关关系。分析结果发现,辽东湾海冰年际变化除受局地气候的影响外,还受太平洋副热带高压(简称副高)、极涡、东亚槽和欧亚环流等气候因子的共同调控,其中受太平洋副高北界位置指数、极涡面积指数、东亚槽强度指数、欧亚纬向环流指数影响最为显著,可作为辽东湾海冰预测的重要因子,此外北极海冰密集度也可以为预测当年冬季辽东湾每月冰情提供依据。     

1982～1983年冬季渤海及黄海北部的冰情分析

本文分析了1982～1983年冬季渤海及黄海北部冰情发展过程,其特点如下:初冰日普遍推迟;终冰日略推后;冰期较常年缩短;冰质松散;冰厚较常年偏薄。     

渤海海冰季节演变的数值模拟

MM5数值产品作为大气强迫,利用冰-海洋耦合模式模拟2003～2004冬季渤海海冰演变过程。与海冰遥感、海洋站监测资料等实测资料相比,初冰日和终冰日和观测数据比较接近,模拟海冰各个发展阶段主要分布特征和MODIS遥感图像相似,但模拟的海冰厚度与辽东湾93平台、202平台的冰厚观测数据相比存在较大出入,说明该模型还有待改善。总体上看,冰-海洋耦合模式基本具备模拟渤海海冰季节演变过程的能力。     

2012—2013年冬季渤海海冰数值模拟研究

本文基于三维有限体积海洋模式FVCOM及其海冰模块,利用美国国家环境预报中心(NCEP)的逐时大气数据资料作为模式强迫场,以及通过调和优化后的WOA月平均气候态温盐场数据作为模式初始场,对2012年11月至2013年3月渤海海冰进行了数值模拟。通过对比数值模拟与实际海冰外缘线距离及海冰覆盖面积,模型能较好地模拟出整个渤海海域海冰的生消趋势与过程。渤海海冰密集度与厚度的时间空间分布特征具有较高的相似性与同步性:初冰时,辽东湾最先出现海冰;盛冰时,在辽东湾两者均达到最大;融冰时,海冰在莱州湾、渤海湾、辽东湾依次消失;在各个冰期,各个海湾湾顶的海冰密集度与厚度大于海湾整体水平。浮冰冰速与潮流流速、流向较为一致。在盛冰期,冰应力在辽东湾湾底东侧附近区域较大,最高能达到10 000 N/m。通过敏感性实验,发现证实了气温是影响渤海海冰生消的关键因子,每当气温变化1℃,渤海日平均净热通量偏差可达10～20 w/m~2左右,各湾最大冰外缘线距离改变10～20 n mile,初冰日与终冰日也会有5 d左右前后变化;潮汐分潮振幅的改变对海冰整体分布影响不大,但对海冰的冰速影响较大,每当潮汐分潮振幅变化10%时,平均冰速将正相关变化0.016 m/s左右。     

我国首次进行渤海海冰航空遥感试验

我国首次海冰航空遥感试验于1985年2月1日至17日在渤海的辽东湾和渤海湾进行。这次航空遥感试验是由国家海洋局调查指挥司下达给海洋环境预报中心和海洋技术研究所,共同负责组织实施的。共有六个单位的27人参加。我国渤海每年冬季都有不同程度的海水结冰现象发生。海上冰情严重时,会使海洋工程、石油开发、交通运输和军事活动等受到很大影响。尤其在冰情特别严重的年度,曾出现过港湾封冻、交通中断、海上作业停顿以及建物被摧毁等严重事故。因此,进行海冰观测,获取海上冰情资料具有重要意义。     

渤、黄海北部的冰期和结冰范围

本文根据60年代初以来,我国有关海洋站的海滨冰情观测资料,重新给出了渤海和黄海北部沿海的冰期及冰期要素的多年平均变化状况和极值年份变化状况的特征值;根据1974年以来有关诺阿（NOAA）卫星图片、飞机航测和破冰调查船等观测资料,给出了有关海区海冰生消的年际变化过程、旬平均结冰范围以及海冰的自然分布状况。     

1987年—1988年冬季辽东湾冰情分析

一、前言 辽东湾是渤海石油公司自营开发的石油勘探区。是我国结冰最严重的一个海域,在每年冬季都有不同程度的结冰现象。海冰的轻重直接影响着海洋工程、石油开发及海上交通运输事业的发展。尤其在冰情严重的年度(如1969年)曾出现过港湾封冻,交通中断,海上作业停止和海上建筑物被摧毁等严重现象发生。给国家和人民生命安全造成了重大的损失。因此,为了满足辽东湾海上石油勘采开发及海上交通运输的需要,保证钻井船只冬季作业的安全生产和及时安排调整生产计划,指挥海上生产,为此进行了特定海区的海冰预报;海冰预报时效为月预报,旬预报(10天),候预报(5天)。为了进一步了解1987—1988年冬季辽东湾气候变化规律及海冰生消变化过程,现将分析结果汇总如下:     

海冰对滩浅海油气开发的影响及防御对策研究——以冀东南堡油田为例

渤海滩浅海地区是我国重要的海洋油气资源开发基地,同时也是我国主要的结冰海区之一。因此,海冰是渤海滩浅海油田海上工程设计、勘探开发及生产作业过程中必须考虑的重要海洋环境要素之一。文章以冀东南堡油田为例,通过对2005-2013年海冰监测数据的统计、分析,总结并给出了该海域的冰情基本特征;同时分析了海冰对滩浅海油田海上生产作业和工程设施造成的影响,并从工程性和非工程性两个方面提出了具体的防御对策。     

应用北太平洋表层水温及环流场进行海冰预报

渤海及黄海北部处在中纬度地带,每年冬季都有不同程度的结冰现象。以辽东湾结冰时间最长,全部结冰日数平均为100多天,约占全年的三分之一。从全海区看,建国后冰情较重的有1957、1968、1969、1977年的1、2月份,尤其是1969年,渤海海面发生了该海区历史上罕见的冰封,整个海面几乎全部被海冰所覆盖,严重阻碍了海上的航运交通及海上石油开采工作,从而给国民经济带来很大损失。     

一个预报辽东湾东北部冰情趋势的方法

一、从营口～巴鱼圈新港看辽东湾东北部的冰情 渤海和黄海北部是我国冬季能够结冰的两大海区。辽东湾则是渤海的重冰区,它的东北部又是辽东湾冰区最重的区域。这里不仅结冰范围大、冰期长,而且冰量多、冰层亦厚。巴鱼圈则是辽东湾东北部冰情代表性较好的一个测站。多少年来,冬季一到,辽东湾东北部便成为一片冰雪覆盖没有人迹的天地。随着我国“四化”的日益发展,海上运输和港口建设已经被提到重要议程。为解决辽宁能源紧张和为大连港分流等问题;国家正在巴鱼圈地区修建一个崭新的大型港口,并列入“六五”计划的重点工程之一。这就是说,随着时间的推移,辽东湾东北部的经济地位将愈来愈高,这里今后再不会是一个悄然寂静的世界了。营口～巴鱼圈新港,将是我国在重冰区开拓的第一座大型海港。因此,认真做好这一海区海冰规律的分析和预报,就显得十分重要和有经济价值。     

根据冬半年渤海,黄海冰情展望西太平洋台风

一、引言 海冰生消过程虽然受各种因素影响,但主要取决于水温,而水温在很大程度上受气温的影响,决定冬季冷暖直接原因是大气环流的异常。海洋中的潜热是大气环流的主要能源,对北半球能量研究结果表明,夏半年大部份辐射量剩余是贮存在海洋中的,冬半年则释放到大气中。同时还表明,陆地、海洋、冰盖和大气之间存在着时间尺度为几天到几百年积蓄或释放大量能量的情况,而且这种现象是十分明显的,甚至在冰期中也会发现大气-海洋相互作用的重要表现。大范围的海冰生消及冰情状况改变着海洋的潜热,从而使大气环流发生变化。台风是发生在高温高湿的洋面上,与水温变化有直接关系,它的移动、发展都受到大气环流的制约。根据长期天气过程存在着隔季相关的韵律关系,渤海、黄海北部冬季的冰情与影响我国的台风必然存在着一定的内在联系。作者对35年（1952～1986年）观测资料进行了统计分析发现,渤海、黄海北部的冰情与台风的活动存在一些反相关关系。尽管这种关系的机制和方式还不十分清楚,但从客观事实出发,所统计分析出的一些规律性东西,对台风的长期预报还是有所裨益的。     

雪热传导系数与穿过海冰的热通量研究

雪热传导系数是海冰质量平衡过程中的重要物理参数，决定了穿透海冰的热传导通量。北冰洋海冰质量平衡浮标观测获得多年冰上冬季温度链剖面可以明显地区分冰雪界面。本文考虑到冰雪界面处温度随时间变化，再根据冰雪界面热传导通量连续假定，提出了新的雪热传导系数计算方法。受不同环境因素影响，多年冰上各个浮标的雪热传导系数在0.23~0.41 W/（m·K）之间，均值为（0.32±0.08） W/（m·K）。北冰洋多年冰上冬季穿过海冰的热传导通量最大发生在11月至翌年3月，约14~16 W/m2。结冰季节，来自海冰自身降温的热量对穿过海冰向大气传输的热量贡献逐月减少，从9月100%减小到12月的35%，翌年的1月至3月稳定在10%左右。夏季，短波辐射通能量通过热传导自上而下加热海冰，海冰上层温度高于下层，热量传播方向与冬季反向，往海冰内部传递。直到9月短波辐射完全消失，气温下降，热量再次转变为自下往上传递。从冰底热传导来看，夏季出现海冰向冰水界面传递热量现象。由于雪较好的绝热性，冰上覆雪极大地削弱了海冰上层热传导通量，从而减缓了秋冬季节的结冰速度。尽管受雪厚影响，多年冰上层热传导通量与气温依旧具有很好的线性关系，气温每降低1℃，热传导通量增加约0.59 W/m2。     

黄河口邻近海域海冰变化特征及机制分析

黄河口邻近海域海冰是渤海海冰的一部分,为了解其独特的变化特征及机制,本研究基于北海预报中心提供的黄河口周边海洋台站观测数据以及CMEMS (Copernicus Marine Environment Monitoring Service)全球海冰密集度再分析数据,使用统计分析和两种滑动相关分析,结合小波相干方法及大气过程的影响,得到长期变化分析的结果。黄河口冰情在1979—2020年间整体呈减轻趋势(–0.25%/a),显然其直接因素为局地温度整体升高;海冰密集度与黄河径流量呈明显正相关,相关系数为0.46,其原因为径流增大导致盐度降低,海冰增加;与北极涛动指数(AOI,Arctic Oscillation Index)呈明显负相关,相关系数为–0.44,因为当北极涛动为正位相时,东亚大槽强度减弱,北极冷空气南侵受阻隔,冬季黄河口的整体气温升高,导致海冰减少;1997年和2016年左右与北极涛动的相关性都出现了显著正异常,其原因为两次强厄尔尼诺事件的影响,同时海冰密集度在1985年左右的跃变可能与AOI和黄河径流量的突变有关。短期变化分析的结果显示:从2010年和2020年冬季逐日的典型寒潮过程与海冰密集度的变化分析可知,海冰与前6 d负积温的相关性最大,平均相关系数为–0.77,寒潮的出现时间、强度及间隔,控制海冰的生成,而整体气温的低频变化控制海冰的维持和发展。     

一次冬季平流辐射雾过程的观测分析及数值模拟研究

对2003年12月23-24日发生在黄海、渤海沿海的一次大雾过程进行了观测分析和数值模拟研究.这次大雾期间,从近海到内陆,大雾影响面积约10万km2,部分地区能见度不足200m,给海陆空交通造成严重影响.首先利用各种资料对这次大雾的生消演变过程进行了分析,认为这是一次典型的发生在海陆交界处的冬季平流辐射雾.然后利用RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)模式模拟了本次大雾过程,计算得出了大气的水平能见度分布和云水混合比的垂直分布,结果表明,在雾区形状、雾生消时间以及雾的厚度上,模拟结果与观测资料比较一致.     

渤海海效应暴雪微物理过程的数值模拟

采用RAMS4.4中尺度数值模拟结果,分析了2008年12月4～6日1次渤海海效应暴雪的微物理过程。结果表明:(1)在降雪初期,云中水物质包含云水、雨水、霰、冰晶和雪晶,及地水物质为雨水和霰。随着温度的降低,中后期仅存冰晶和雪晶,产生降雪。由于整个过程以降雪为主,降雨时间短暂,通常忽略降雨,称为降雪过程。(2)本次海效应暴雪的微物理过程表现在两方面:一是"播撒-反馈"机制,二是合适的冰相过程。这两种过程均有利于降雪增幅。(3)西风槽前产生的环境云和冷空气流经渤海暖海面时形成的海效应云之间在合并时发生"播撒-反馈"作用,前者是中云,后者是低云,前者从上层播撒冰晶和雪晶到下层,使得降雪增强。(4)微物理过程另一个有利因素是环境温度,本次强冷空气使得降水云中的温度在-10～-15℃之间,有利于树枝状冰晶的增长,从而产生强降雪。强降雪发生在强上升运动、高相对湿度和适宜的温度的叠置区域。     

末次盛冰期以来渤、黄、东海陆架底质分布演变过程模拟研究

渤、黄、东海陆架底质的形成分布与末次盛冰期之后的海侵密切相关。末次盛冰期结束、海侵开始以来 ,潮流是渤、黄、东海陆架上的永久性主导作用应力。为从长期沉积动力演变过程的角度 ,探讨渤、黄、东海陆架底质形成分布的有关成因问题 ,利用数值模拟手段 ,再现了末次盛冰期以来 6个时期渤、黄、东海陆架潮流作用下海底的冲淤格局及底质分布。结果表明 ,扬子浅滩南侧东海外陆架的砂质沉积基本上是自 - 80 m海面以来形成的。扬子浅滩形成于 -5 2 m海面之后 ,至 - 3 0 m海面时已有一定规模 ,全新世最大海侵之后 ,逐渐形成现在规模的扬子浅滩。南黄海中部泥自 - 5 2 m海面时就已开始形成 ,- 3 0 m海面时范围很大 ,侵入北黄海 ,全新世最大海侵以来 ,逐渐调整到现在的范围。渤海中央泥、北黄海西部泥、浙闽岸外泥、辽东半岛西侧与北侧的砂质沉积、西朝鲜湾与江华湾中的砂质沉积以及苏北浅滩是自全新世最大海侵以来逐渐形成的。海州湾中砂质沉积形成的盛期在公元 8世纪之后。济洲岛西南泥、南黄海东部泥很可能分别形成于 - 3 0 m海面、- 5 2 m海面以来。全新世渤、黄、东海陆架底质分布的演变过程大致分为 2个阶段 :全新世最大海侵之前为渤、黄、东海陆架底质分布宏观格局的形成阶段 ;全新世最大海侵至今为渤     

南海等辐骨虫孢囊的研究

原生动物肉足虫纲的很多种类在生活中都形成孢囊，这是很普遍的现象。如变形虫目的二期纳旧虫 Naegleria bistadilis (Puschkarew)的孢囊可在废水池中找到(《废水生物处理微型动物图志》，1976)；又如与等辐骨虫亲缘关系很近的太阳虫类中的光球虫 Actinosphaerium sp.，可以看到它的孢囊及其自配现象(Hollande, A. et M. Enjumet,1957)。等辐骨虫的孢囊发现较晚， 1907年才由Mielck在德国北部俾斯麦群岛采到；他还观察到当等辐骨虫演发成孢子时，中央囊膜会变成一个凝固的壳。这类壳富有弹性，但硬压易破；壳外的骨针折断，壳内充满孢子，然仍有尚可辨认的残留骨针；壳大多呈椭圆形或棍棒形，并具较大的开孔。其中在一种壳，Mielck 认为是属于十字交叉棘虫 Acanthochiasma decacanthum Popofsky 的生殖期，并对它作了详细的描述，但当时并未给予“孢囊”这个确切的名称。Schewiakoff (1926)曾对等辐骨虫孢囊的形成过程提出一些设想。后来，Hollande et Enjumet (1957)看到等辐骨虫的粘合棘虫类(Symphyacanthes)、节棘虫类(Arthracanthes)和松棘虫类(Chaunacanthes)等不同类群存在着相同的孢囊形成和繁殖过程：在孢囊形成时，等辐骨虫形态有所变化，身体排出其虫黄藻，去掉所有残存的消化物，收缩周围的外原生质和轴足，并形成一囊壳，壳外骨针溶解，壳内骨针亦逐渐由外围向中心溶解，壳的一极形成一个较大的开口等等。他们的观察证实了Schewiakoff的设想。他们所获标本的形态与后人采到的基本相同。虽然Hollande 和Enjumet的阐述着重于细胞学方面，对所获孢囊(为数甚少)井未做分类学的研究，但认为对孢囊形态的研究必将导致等辐骨虫分类系统的修改。Bottazzi于1966年在大西洋、印度洋和地中海采到较多的这类标本，他推想它们是等辐骨虫孢囊产生同形孢子生殖期的个体。1973年，他又在上述各海洋中找到许多形状不同的孢囊，并按字母顺序由A-I, L-R 将其分为16个型(forma)，对各型的细胞柔软部分的结构(如细胞核及其它颗粒等)作了比较详细的描述。我们于1958年和1960年在海南岛东面和南面外海采到了许多不同形态的孢囊标本，不少标本还保留着骨针中心结构，另一些标本，骨针中心结构虽已离解，但骨针的某些特征尚残存。这些标本的发现，将增加人们对等辐骨虫孢囊的了解。 综合前人的工作，并根据我们对所采到的不同时期孢囊标本的观察，从形态来看，孢囊的演发过程似乎可分为前、中、后三个时期。前期正如Mielck以及Hollande和Enjumet所述，身体开始变成一个有口的硬壳，骨针开始掉落，这情形在我们采到的部分标本中显示得非常清楚(图版I: 7a, b；图版II: 1-5；圈版III: 3-4 ；图版V: 8一9)。这时期的骨针中心结构尚未离解，据其特征可认出系某属的孢囊，但无法鉴定到种。中期，囊中骨针结构己离解，按离解的程度可分为两类，一类是骨针离解不久，离散的骨针尚残存着一定的构造特征(图版I: 1-6 )，根据这些特征又可进行分类；另一类是骨针离解时间较久，骨针特征模糊(图版IV: 6-7)，已无法从中找出分类依据。后期孢囊特点是囊内骨针全然消失，孢子逸出，孢囊成为空壳而逐渐消萎，这类孢囊(图版IV: 1-5 ，图版V: 2-7)因无骨针特征可寻，若不能追溯与之相连的前、中期孢囊标本，分类是十分困难的。 关于孢囊的详细情况，目前尚不可能通过实验室方法(例如培养)获悉，只能通过采集的方法从自然界里获取其生殖周期中各个不同时期的标本来探索，以证明它们的种、属归属问题。而目前所采到的孢囊标本，虽然从形态的多样性来看比Bottazzi的标本丰富，而且某些标本在分类上可进一步鉴定到属，但所获标本数量仍少，分类受到局限。要全面了解某一个种的孢囊，必须获得该种孢囊的全时期(前、中、后三个时期)标本，并能从中看到它们之间的演发过程及其联系方有可能；如果标本数量过少，即便是特征较明显的前期标本，将其归隶某种仍有困难，所以本文对孢囊的分类也仅是初步研究。 等辐骨虫孢囊的分类范畴，按照第15届国际动物学大会通过的动物命名法规的原则，它属于亚种以下的级别。对这个类群，因目前尚未找到其确切的分类归属，所以我们暂用分类学中的中化名词——型(Forma)来安置；型的名称则用实名称呼，这样可以通过实名反映出孢囊的实体形象，并便于记忆和在分类上做进一步研究。