全自动水下光散射仪的研制

海水对光的散射是比较复杂的，这是因为不仅海水本身对光产生散射，其中悬浮的粒子也引起散射．海水本身散射较有规律性，变化也不大，但各种粒子的散射规律复杂，且随粒子性质、大小、数量的不同而有很大变化。由于各海区的海水成分不同，所含有的悬浮粒子的组成、大小、浓度不同．并且随着时间而变化，因此海水对光的散射是随海区和时间而变化的。故有必要对各海区的光散射特性作调查测量．     

水下激光散射仪的研制

一、前言海洋光学发展至今已经成为一个范围广泛、具有巨大潜力的重要学科。光在水中的传输特性,始终是人们感兴趣的课题。散射和吸收是决定光在海水中传播的基本过程。海水对光的散射是比较复杂的,这是由于海水中悬浮粒子的大小范围很广,粒子的散射特性是与粒子的大小相对于光的波长之比有关,同时海水对光的散射还与粒子的性质和数量有关。此外,它们又随着时间而变化,并受制于水文要素。因此,必须对光散射作比较详细地研究,并对各海区的光散射特性作现场调查。海水光散射的测量对水下照相、水下电视、水下伪装、水下照明工程、水下捕捞、遥感沿岸水深和水色、海水表     

胶州湾悬浮体的粒径分布与光的散射

散射和吸收是决定光在海水中传播的基本过程,散射是指由于个别光子的方向改变(无任何其它变化)而引起的任一随机过程,这一过程引起光分布的复杂变化.海水中的散射有二个截然不同的情况,即由水本身产生的散射和由悬浮体所引起的散射.海水应该看成是由具有吸收本领的、随机取向的、不规则粒子组成的复杂的色散系统.海水中悬浮体的粒径大小很不一致,而且其性质和浓度具有较大的可变性.散射研究中的重要因素是体积散射函数,它是用散射角度的函数来表示散射率的,     

河口悬浮粒子Stern电位的测定方法

首次提出了一种间接测定悬浮粒子Stern电位的方法,即通过测定悬浮粒子在不同浓度NaCl(0.01～0.40mol/L)溶液中的ζ-电位,按照Gouy-Chapman理论一般公式之对数变换式,用作图法计算悬浮粒子的Stern电位.用该方法研究了黄河口悬浮粒子Stern电位的变化规律.结果表明,在淡、咸水混合初期,悬浮粒子的Stern电位迅速减小;当S>3.5时,Stern电位不再随盐度的增大而变化.由此提出,对Ca2+和Ms2+的吸附是影响河口悬浮粒子Stern电位变化的主要因素.     

南海北部海区上层水体平均声速场的变化

对所收集到的南海北部海区的温度、盐度和深度历史资料进行了声速的计算、统计与分析,结果表明该海区上层水体的平均声速场有较明显的年际变化:表层声速的平面分布显示出沿岸水与外海水强弱交替变化的特征,声速等值线的走向几乎与岸线平行,等声速线的值自近岸向外海增加,大陆架外缘海区声速的水平梯度较大;下层声速的分布以环流和水体共同作用的形式出现,50m层声速平面分布的趋势除冬季与表层稍为相似外,其余季节与表层有明显的差别,春、夏季节50m层声速自西向东增加,而秋季与其表层分布相反,自近岸向外海减小;声速的垂直分布受海水升温与降温的影响显著,春、夏季表层海水升温,海表声速最大,声速自海表随深度的增加而减小;秋、冬季表层附近水层降温,声速稍偏低,普遍出现正梯度现象,最大声速移至表层以下的水层,这个深度随季节的改变而改变,随海区的不同而不同.该海区的平均声速有年波动现象,表层波幅最大,随深度的增加波幅变小,至100m水层其波动的位相几乎与表层相反.     

海洋桡足类氨基酸组成及与饵料和光照的关系

桡足类氨基酸含量受其饵料浮游植物的影响。同一种桡足类因采集地不同，氨基酸的总量也不相同；19种氨基酸重量百分比随不同桡足类而异，但是不同桡足类各种氨基酸占总氨基酸的比例除胱氨酸和牛磺酸的变化比较大以外，其它都基本相同；胱氨酸和牛磺酸的变化与总氨基酸不成正比。各海区不同植食性桡足类的氨基酸组成和海区浮游植物氨基酸的组成有着很好的相关性，相关系数R^2在0．85以上。桡足类胱氨酸占总氨基酸的比例与采样站海水1％光衰减深度有很好的相关关系，其回归方程为y=0．28091nx 0．131，R^2=0．6427，n=13；随海水1％光衰减深度的增加，胱氨酸的含量以对数形式递增。桡足类氨基酸与UV的关系有待进一步研究。     

海水中悬浮粒子的微电泳研究 Ⅰ针铁矿、δ-Mno_2的电泳淌度与酸度、重金属离子及有机物浓度的关系

本文用微电泳的方法研究了针铁矿及δ-MnO_2悬浮粒子的电泳行为。支持电解质的离子强度影响淌度的大小,但不改变等电点(IEP)。重金属离子在悬浮粒子上的吸附,使pH高于IEP时的表面电荷由负变正,而在pH低于IEP时影响不大。 小分子量的有机物如氨基酸对悬浮粒子的淌度影响不大,而大分子量的有机物如腐殖酸使IEP左移。天然海水,河水等对悬浮粒子表面电荷的影响是其中的有机物使IEP左移的结果,故天然水体中悬浮粒子无例外地均荷负电。     

海水小角度前向散射仪

测量海水对光的小角度前向散射对于准确测定海水对光的总散射系数及研究水下图像传输有重要意义。     

温度、氮浓度和氮磷比对长心卡帕藻(Kappaphycus alvarezii)吸收氮速率的影响

分别在室内培养箱、海滨室外跑道池和不同自然海区,通过一次性和半连续添加营养、以及检测海区水质和藻体生长的方法,研究了不同氮浓度、温度和氮磷比条件下,长心卡帕藻氮吸收速率的变化和氮吸收速率随时间变化,以及栽培该藻的环境生态贡献。小型实验、中试放大和海区规模栽培结果表明:(1)在10—50μmol/L范围内,该藻吸收氮速率随氮浓度增加而增大;(2)当氮浓度一定时,氮磷比在1—50范围内对该藻吸收氮速率没有产生显著影响(P>0.05);(3)温度对该藻吸收氮速率有显著影响(P<0.05),其中温度在28℃时氮的吸收速率最高;(4)尽管一次性添加营养实验中长心卡帕藻吸收氮速率随时间变化表现出先快后慢的趋势,但是进一步的半连续添加营养实验证实,导致吸收速率下降系底物氮浓度限制,而不是藻本身吸收能力下降,结果还显示卡帕藻具有连续吸收同化无机氮能力;在自然光温度变化和不受底物浓度限制条件下,该藻藻体去除无机氮效率最大维持在0.3μmol/(gFW·h);(5)海南陵水黎安海湾水质数据显示,栽培该藻去除海水富营养化和净化水质作用显著,其去除海水富营养化的年贡献为33t氮素。     

大洋海水的咸味一样吗?

如果有人问你:海水的盐度是多少?你怎么回答呢?正确的答案应该是:大洋水的平均盐度约为35,即每千克大洋水中的含盐量为35克。为什么要称“大洋水”和“平均”盐度”呢?因为海水的盐度在各个不同的海域、海区是不同的、变化的,即使在同一海区的同一地点。不同深度的水样中,盐度也会出现一定的差异,甚至有人就同一地点、同一深度的海水在不同时间进行     

海水中悬浮粒子的微电泳研究 Ⅰ针铁矿、δ-MnO2的电泳淌度与酸度、重金属离子及有机物浓度的关系

本文用微电泳的方法研究了针铁矿及δ—MnO2悬浮粒子的电泳行为。支持电解质的离子强度影响淌度的大小，但不改变等电点(IEP)。重金属离子在悬浮粒子上的吸附，使pH高于IEP时的表面电荷由负变正，而在pH低于IEP影响不大。小分子量的有机物如氨基酸对悬浮粒子的淌度影响不大，而大分子量的有机物如腐殖酸使IEP左移。天然海水，河水等对悬浮粒子表面电荷的影响是其中的有机物使IEP左移的结果，故天然水体中悬浮粒子无例外地均荷负电。     

胶州湾悬浮颗粒现场剖面测量与结果分析

应用LISST-100现场激光粒度仪于2003年3月在胶州湾首次进行了悬浮颗粒剖面测量,获得了2个剖面的悬浮颗粒现场粒度分布光衰减资料。2个剖面的悬浮颗粒分布自上而下非常相似,颗粒平均大小多为38~74μm,其中1~20μm细颗粒组分所占的比重高。水柱表层悬浮颗粒略粗于底部悬浮颗粒,而且内湾悬浮颗粒比外湾粗。水柱近底层悬浮颗粒粒径同底质浮泥颗粒粒径大小相近,颗粒组成也非常相似。悬浮颗粒浓度自上而下逐渐增大,接近底部颗粒浓度急剧增高。根据现场测量数据可以马上对悬浮颗粒有效密度、颗粒沉降速率和通量做粗略估算。分析结果表明,光衰减系数同颗粒浓度显著相关,推断光衰减主要是由1~250μm悬浮颗粒的散射作用引起的,而<20μm的悬浮粒子对光衰减作用起着主要控制作用。光衰减系数与颗粒投影面积显著相关,表明颗粒投影面积可以作为遥感离水反射率的替代指标。     

ADCP回波信号在悬浮泥沙测量中的适应性研究

选取福建省的湄洲湾、大港湾、东山湾外三个短期测站大、小潮观测数据为样本,利用ADCP现场测得的回波强度计算水体平均体积后散射强度,并建立其与悬浮泥沙浓度的回归关系。根据计算结果,受潮流、潮汐作用强烈的近岸海域,后散射强度与悬浮泥沙间具有良好的相关性,利用回归公式反演的悬沙浓度与实测数据平均相对误差均在20%以内,表明了此种方法在此类海区反演悬浮泥沙含量的可行性;对于随潮流、潮汐作用下悬浮泥沙浓度变化不强烈、水体混合均匀的海域,难以建立后散射强度与悬浮泥沙浓度的良好回归关系,不适宜用此类方法反演悬浮泥沙浓度。此外,为了得到波动范围更大的悬浮泥沙观测数据,应选取更能反映特定地点泥沙变化规律的时间段进行观测,选取的时间序列越长、越具有代表性,建立的回归关系越能反映悬浮泥沙输运特征。     

河口悬浮粒子Stern电位的测定方法

首次提出了一种间接测定悬浮粒于Ｓｔｅｒｎ电位的方法,即通过测定悬浮粒子在不同浓度ＮａＣｌ（０．０１～０．４０ｍｏｌ／Ｌ）溶液中的ζ－电位,按照Ｇｏｕｙ－Ｃｈａｐｍａｎ理论一般公式之对数变换式,用作图法计算悬浮粒子的Ｓｔｅｒｎ电位。用该方法研究了黄河口悬浮粒子Ｓｔｅｒｎ电位的变化规律。结果表明,在淡、咸水混合初期,悬浮粒子的Ｓｔｅｒｎ电位迅速减小;当ｓ〉３．５时,Ｓｔｅｒｎ电位不再随盐度的增大而变化     

栉孔扇贝的食料分析

栉孔扇贝的食料以硅藻为主,作者在调查海区中共检查出硅藻79种,隶属于37属,扇贝胃含物中共检出59种,隶属于28属 栉孔扇贝易摄食的主要种类有舟形藻、圆筛藻、骨条藻、曲舟藻和金藻,选择指数较高;兼食一些绿藻、桡足类、无脊椎动物卵和幼虫及有机碎屑 栉孔扇贝对角毛藻、根管藻、楔形藻、甲藻类及纤毛虫类选择指数较小,其主要原因是这些生物有长的角毛、尖而硬的棘和刺,不易被鳃过滤和摄食。栉孔扇贝的食料随季节、海区的不同,食料的组成以及对食料的选择指数都有不同的变化。同一季节不同日期其食料组成也随着海区浮游生物的变动而变化 不同大小的扇贝在同一海区中其食料组成是类似的,无明显差异     

中国近海海平面变化区域相关分析

由测高卫星升、降弧段海面高交叉点约束方法,用TOPEX／POSEIDON测高数据计算了黄海、东海、南海海域的海平面变化;分析了三个海区海平面变化的相关性;在频域内讨论了它们之间的相干性;分析了海水面积随纬度带的变化对不同纬度分布的海区海平面变化量的影响。     

降低干扰和噪声对水中声反向散射信号影响的若干对策

声遥测水中悬浮粒子（如泥沙）的反向散射强度,可反演获得粒子浓度。可是,遥测系统对采样体积采集的声反向散射,除了粒子的散射信号外,还包含附加的干扰和噪声。本文探讨采集悬浮粒子声反向散射信号时,如何降低干扰源和噪声源对其影响的若干对策。     

海洋研究中的激光、遥感技术与海洋光学

海洋吸收了到达地球表面太阳幅射能量的约三分之二。太阳幅射加热了海洋,推动了海水的运动,影响着海洋与大气间的能量、质量交换。依赖太阳幅射进行光合作用的浮游藻类是海洋生产力的基础。光在海水中的传播、吸收、散射过程与水中的悬浮体和溶解物质有密切关系,也与海水的温盐度、流速等有关。海水的这些光学性质,表征出不同水团的某些固     

珠江口海区悬浮颗粒物质研究——Ⅰ.迁移、分布和变化

通过两个航次的出海,对珠江口广大海区悬浮颗粒物质的来源、含量、分布、迁移和扩散机制进行了系统性研究。结果表明,研究海区的悬浮颗粒物质有明显的时间和空间变化,一般来说,丰水期的含量高于枯水期的含量,底层水的含量高于表层水的含量,近海岸的含量高于远离海岸的含量,风浪大时含量亦增加,研究海区的悬浮颗粒物质主要来自珠江流域,文中详细讨论这种物质的迁移以及影响迁移和变化的各种机制。     

宁波—舟山深水港海域水体有机物分布特征初探

本文根据1987年5月宁波—舟山深水港海域水体中有机物分布,初步讨论了有机物在水体中的行为。海水中溶解态的有机物与有机物总量存在如下关系:[DOM]/[TOM]=0.611[TOM]~(-0.899)。并且在通常状况下,调查海区水体中的有机物随悬浮颗粒物的增加而增高,其关系式为:[TOM]=0.65e~(0.0011〔SS〕)。认为该海区的悬浮物是制约有机物行为的主要因素之一。