基于星载微波辐射低频双极化通道观测数据的微波辐射传输模型

微波辐射传输方程是海洋-大气微波遥感的理论基础,本文基于晴空条件下AMSR-E 10.7GHz水平与垂直极化亮温数据,将平静海面的亮温观测结果与4种海水相对电容率模型和2种大气水汽吸收模型的计算结果进行比较,确定了海水相对电容率模型与水汽吸收模型,基于上述模型和实测亮温数据反演了风致各项同性海面发射率,其与已有的经验模型结果基本一致,由此建立了星载微波辐射传输模型;利用建立的辐射传输模型计算亮温与AMSR-E观测亮温分别反演了海表面温度与海表面风速,验证了所建微波传输模型的有效性。本文的研究结果可为星载微波辐射计亮温定标、海洋地球物理参数提取奠定基础。     

HY-2卫星扫描微波辐射计数据反演北极海冰漂移速度

本文基于最大互相关法,利用海洋二号（HY-2）卫星扫描微波辐射计37 GHz通道多时相垂直极化亮温数据,获取了北极海冰漂移速度。采用2012年和2013年国际北极浮标计划海冰现场观测数据,对利用微波辐射计亮温资料反演的冬季北极海冰漂移速度进行了定量验证,结果表明:流速和流向均方根误差分别为1.12 cm/s和16.37°,从一定程度上说明了HY-2卫星扫描微波辐射计亮温数据反演海冰漂移速度的可行性。此外,使用美国国防气象卫星F-17搭载的专用微波成像仪91 GHz通道垂直极化亮温,采用高斯拉普拉斯滤波方法进行处理,结合最大互相关法反演的海冰漂移速度,优于法国海洋开发研究院海冰漂移速度产品。     

基于南太平洋的AMSR2L1R亮温数据质量评估

本文基于环境场较为稳定的南太平洋目标海区,以海洋大气微波辐射传输模型(Radiative Transfer Model,RTM)模拟亮温作为参考值,对2015年1月1日—2017年12月31日的高级扫描微波辐射计(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2,AMSR2) L1R亮温数据产品进行了质量评估。结果表明AMSR2 L1R所有通道亮温数据总偏差和标准偏差的变化范围分别为1.466～6.352 K、0.270～1.693 K,其中标准偏差在水平极化通道较大的同时随着频率的增大而增大。相比同类遥感器如全球降水测量微波成像仪(Global Precipitation Measurement Microwave Imager,GMI)等的质量分析结果,AMSR2亮温数据的标准偏差较小,这表明AMSR2亮温数据精度较高。对AMSR2 L1R亮温数据3年长时间序列的变化趋势分析表明所有通道亮温偏差均在±0.5 K范围内波动但是存在微弱的季节性变化,标准偏差随时间的变化较小,这表明AMSR2 L1R亮温数据质量较为稳定。     

基于一维综合孔径微波辐射计的大气海洋环境参数敏感性分析

相比于实孔径微波辐射计,一维综合孔径微波辐射计具有高空间分辨率和多入射角观测特点。本文提出采用观测频率为6.9,10.65,18.7,23.8和36.5 GHz,且入射角范围为0°~65°的一维综合孔径微波辐射计遥感大气海洋环境要素。基于构建的微波大气海洋辐射传输正演模型,分析了辐射计亮温对大气海洋环境要素的敏感性,为辐射计关键指标确定和大气海洋环境要素反演算法设计提供技术支撑。结果表明：一维综合孔径微波辐射计的垂直和水平极化亮温对大气海洋环境要素的敏感性表现出不同特性,且敏感性随入射角的改变而变化显著;6.9和10.65 GHz对海面温度的敏感性较大,且随着入射角的增大,垂直极化亮温的敏感性增大,水平极化亮温的敏感性减小;10.65和18.7 GHz对海面风速的敏感性相对较大,且敏感性最大的风速区间位于10~20 m/s;23.8 GHz对大气水汽含量最敏感,且水汽含量较低、入射角较大时,敏感性越大;36.5 GHz对云液态水含量最敏感,随着入射角的增大,垂直极化亮温的敏感性减小,水平极化的敏感性增大,但两者均在液态水含量较小时表现出较大的敏感性。     

一维综合孔径微波辐射计遥感海面温度的敏感性分析

一维综合孔径微波辐射计能够有效提高观测的空间分辨率，其观测入射角通常在0°~55°范围内变化。为了开发适用于一维综合孔径微波辐射计的海面温度反演算法，需要评估其观测亮温对海洋大气环境要素的敏感性。利用海面发射率模型和大气辐射传输模型，构建了适用于一维综合孔径微波辐射计的微波海洋大气辐射传输模式，研究了C波段垂直和水平极化微波辐射亮温在不同入射角下对海洋大气环境要素的敏感性变化情况，并定量计算了相应的敏感系数。结果表明:垂直和水平极化亮温对海洋大气环境要素的敏感性表现出不同的特性。随着入射角的增大，垂直极化亮温对海面温度的敏感性增强，对海面风场的敏感性相对减弱；水平极化亮温则相反。由大气水汽含量和云液态水含量误差引入的垂直和水平极化亮温误差随入射角增大而增大，但是，即使在55°的大入射角下垂直和水平极化亮温误差仍小于0.12 K。对于海面温度反演精度优于1 K的要求，一维综合孔径微波辐射计的测温精度需优于0.6 K。研究结果对于一维综合孔径微波辐射计海面温度反演算法的研究和载荷设计具有一定的理论指导意义。     

应用微波辐射亮温确定北极海冰边缘的算法

海冰边缘区(MIZ)的边缘位置是微波遥感图像的1个基本特征,本文利用AMSR-E微波辐射亮温的强度比,提出1个确定MIZ边缘位置的方法。强度比最初用来确定数字影像中海冰和海水的阈值。研究发现,强度比也可以反应海冰与海水的微波辐射的差异。在无冰水域,垂直极化的18.7(V18.7)和36.5(V36.5)GHz的高级微波扫描辐射计(AM-SR-E)的亮温之比主要在0.86～0.89之间变化,此时它们在散点图中聚集成1条经过原点的直线;而在MIZ,它们的比值发生了显著改变。强度比比较好的体现了V18.7和V36.5的亮温比值在MIZ边缘处的变化特征:强度比快速增大,并且它的梯度出现极大值。全年中MIZ边缘处的亮温比值在0.89～0.90之间变化,此时对应的海冰密集度为0.08。     

北极多年冰表面积雪厚度与L波段亮温相关性分析

北极地区天气复杂多变极其敏感,是全球气候的风向标,同时,北极地区冰雪的变化对全球水循环系统也有极大的影响。北极海冰表面积雪由于其自身的隔热性和电导性,对北极地区的海冰、气候和水循环等又有着极其重要的影响。遥感测量是监测北极冰雪参数的重要途径,但现有业务化积雪产品的时间和空间覆盖范围有限,美国冰雪中心提供的AMSR-E业务化数据产品中仅提供了2002-2011年间北冰洋一年冰表面的积雪产品。本文将SMOS/MIRAS(Soil Moisture and Ocean Salinity Mission/Microwave Imaging Radiometer using Aperture Synthesis)观测的亮温数据与Ice Bridge航测积雪厚度数据进行了对比,分析北极多年冰表面积雪厚度与L波段1.4 GHz亮温之间的相关性,从而探讨SMOS数据反演积雪的可行性。根据Ice Bridge项目中北极航次时间,文中选取2011-2015年每年3至4月遥感及航测数据进行时空匹配,空间范围为60°N以北地区。通过两者相关性分析,得到在0~50 cm范围内,随着雪厚增加,亮温也呈增长趋势。两者之间的正相关关系为利用1.4 GHz亮温数据反演北极多年冰表面积雪厚度提供了可能,对进一步完善现有的积雪产品也具有一定的意义。     

基于星载微波辐射计的海洋大气参数反演算法研究

利用3个辐射传输模式对无冰无降水情况下的星载微波辐射计亮温测量进行仿真研究,通过模拟计算结果与同步卫星数据之间的比较分析,确定了用于反演算法研究的前向模式;利用该模式,提出了基于物理的星载微波辐射计海洋大气参数(包括海面风速、海表温度、大气垂直积分水汽量以及积分液态水量)多重线性回归算法。     

微波辐射计遥感海水盐度的水池实验研究

通过水池实验研究了L波段微波辐射和盐度的关系,并进行了盐度的反演计算。实验中,先向水池内加入天然海水,然后通过向水池中添加自来水的方式调节降低池内水体的盐度,使盐度从31.67逐步降低到27.48。在此期间,利用微波辐射计观测池内水体的L波段H极化和V极化辐射值以及S波段V极化辐射值,利用CTD观测池内水体的温度和盐度。L波段微波辐射值和根据辐射理论计算出的亮温值具有很好的线性关系。利用最大和最小的2个盐度下的微波辐射值和由辐射理论计算的亮温得到定标公式,将观测的辐射值换算为亮温。最后利用半解析的反演算法反演盐度。本次实验的反演最大误差为2.1,均方差为0.3。     

基于亚马逊热带雨林的微波辐射计定标基准分析

亚马逊热带雨林作为稳定地物目标,适合进行星载微波辐射计的外定标。但近些年亚马逊热带雨林受人为破坏严重,植被覆盖面积减少,植被覆盖率降低,适合进行外定标的区域较往年发生了变化。文中依据亚马逊热带雨林近些年的归一化植被指数(NDVI)的变化情况,发现纬度位于3°S^2°N,经度位于74°W^69°W范围内的区域植被覆盖率高,适合进行星载微波辐射计外定标。文中以AMSR2 L1R亮温数据为基准,对比分析了该区域在2015-2017年3 a的亮温变化趋势,并以此作为该区域的定标基准。分析发现,该区域在非厄尔尼诺事件期间的亮温变化趋势呈现出特定的季节变化规律:在每年的6-7月,亮温值达到最低;在11-12月,亮温值达到最高,7-11月波动上升,12-6月波动下降。在厄尔尼诺事件发生期间会出现亮温值异常现象。     

M／M／S排队论模型的公用锚地设计应用

运用M／M／S排队法,对龙口港区公共锚地未来所需规模进行了分析,通过论证提出了该港区锚地的建设规模建议。既可为业主和审批部门提供决策参考,也可作为相关项目建设论证的参考算例。     

大刺鳅(Mastacembelus armatus)二、三、四碱基重复微卫星标记的筛选和特征分析

对大刺鳅(Mastacembelus armatus)进行简化基因组测序,开发二、三、四碱基重复类型的微卫星引物共105对(重复次数≥6),其中可稳定扩增的引物有50对(47.6%),通过多态性分析,发现有38个微卫星位点表现出多态性,从中随机选取三种重复类型微卫星各10对对北江群体进行遗传多样性分析,及各6对对澜沧江大刺鳅群体进行遗传多样性分析。结果显示,(1)在大刺鳅中二碱基重复微卫星位点筛选效率为50%,而三、四碱基重复的筛选效率分别为31.1%、35%。(2)北江群体的平均多态信息含量为0.649,比澜沧江群体(0.572)高,30个微卫星位点在北江群体中共检到235个等位基因,且93.3%的引物表现为高度多态水平,18个微卫星位点在澜沧江群体中共检到120个等位基因,66.7%的引物表现为高度多态水平。(3)二碱基重复的微卫星标记在两个野生群体检出的五项多态性指标高于三、四碱基重复。结果表明,二碱基重复的微卫星比三四碱基重复的微卫星具有更高的筛选效率和多态性,北江群体的遗传多样性比澜沧江群体高,本研究所筛选的引物可以应用于群体间遗传多样性分析和遗传图谱的构建,以及亲缘关系的鉴定等方面,为大刺鳅种质资源保护研究奠定分子基础。     

基于C/S与B/S混合结构的海洋科技档案管理系统的分析和设计

分析了目前海洋科技档案管理的现状和存在的问题,针对海洋科技档案管理的特点和具体的应用需求,提出了基于C／S与B／S混合结构的海洋科技档案管理系统（Marine Science＆Technology Archives Management System,MSTAMS）设计方案．基于海洋科技档案管理的工作流程,从系统的总体设计、数据库设计、功能模块划分以及安全管理体束等方面进行了论述,对其中的关键技术进行了分析和研究,为糸纯的开发和实施提供一套切实、可行、全面、先进的理论体来和技术指导,以实现海洋科技档案管理信息化、自动化和可视化,从而提高海洋科技档案管理的效率,满足目前各海洋研究系统及单位对档案管理和应用的需要．     

温、盐、深探头在多波束测量中的综合运用

针对多波束测量中存在的声速误差问题,探讨了声速误差对多波束测量的影响以及影响表层声速和换能器动态吃水深度变化的主要因素,提出了一种旨在提高多波束测量精度的有效手段——温、盐、深探头的综合运用,以便实时测定表层海水的声速和换能器的动态深度吃水改正。     

Chemical alternation of waters in the Kuroshio/Oyashio Interfrontal Zone

An intensive survey has been conducted of the distributions of some chemical properties (dissolved oxygen, nutrients and carbonate properties) in the Kuroshio/Oyashio Interfrontal Zone. Many low-salinity water patches were found down to depths of 640 m. Each chemical property also showed anomalies in these patches, but the degree of variation showed a low correlation with salinity. This may be due to the high variability of biological processes in the surface waters where these patches are formed. Vertical profiles of the chemical properties were also observed along the Kuroshio extension axis from 140.50°E to 146.75°E. The concentrations of nutrients and total carbonate (TC) in the water having densities greater than σ_θ=26.60 can be regarded as being formed by the isopycnal mixing of the Kuroshio component water and Oyashio component water and biological degradation within the density surfaces. This implies that the transport of chemical properties by the diapycnal mixing is negligible in these density layers in the K/O zone.     

用甲基化修饰法抑制钝顶螺旋藻遗传转化中限制性内切酶对外源质粒的降解

胞内限制性内切酶降解外源DNA,是钝顶螺旋藻/节旋藻(Spirulina/Arthrospira platensis)遗传转化的难点之一。通过用EDTA螯合Mg2 抑制限制性内切酶活性的方法,对外源质粒进行了甲基化修饰。结果表明,修饰后的外源质粒可抵抗限制性内切酶3h的降解,有利于钝顶螺旋藻的遗传转化。     

南极阿德雷岛湖泊沉积物Sr/Ba与B/Ga比值特征

测试了南极企鹅聚集区阿德雷岛湖泊沉积物Sr、Ba、B、Ga的垂向含量变化,阿德雷岛湖泊沉积物元素平均含量为:Sr为1 069.36±422.10 mg/kg,Ba为213.84±39.48 mg/kg,B为6.89±3.79 mg/kg,Ga为16.65±3.91 mg/kg,阿德雷岛湖泊沉积物Sr/Ba比值为4.92±1.53,B/Ga比值为0.43±0.26,Sr/Ba比值远大于1.0,而B/Ga比值小于3.3,这表明在特殊的生态环境下Sr/Ba比值不能用来判别沉积物的沉积相,南极阿德雷岛湖泊沉积的Sr/Ba比值异常是通过企鹅生物地球化学过程沉积改造而引起的,受到企鹅粪沉积影响.     

热带印度-太平洋浮游有孔虫Pulleniatina obliquiloculata的B/Ca和Cd/Ca指标：次表层海水碳化学参数计算的应用

Pulleniatina obliquiloculata shells from 16 core-top samples from the tropical Indo-Pacific Oceans are analyzed for the ratios of boron and cadmium to calcium(B/Ca and Cd/Ca). The B/Ca ratios show a very weak positive relationship with [B(OH)_4~-] and the dissolved carbonate species at the apparent calcification depth of P.obliquiloculata. The boron partition coefficients(K_D) between P. obliquiloculata B/Ca and seawater[B(OH)_4~-]/[HCO_3~-] distribute around 1.1×10~(-3)-1.3×10~(-3) with a mean value of(1.19±0.12)×10~(-3),and are significantly related to the nutrient concentration, especially phosphate. The lack of any clear correlation between the P. obliquiloculata B/Ca and seawater carbonate chemical parameters suggests that the physiochemical controls on boron incorporation are masked by the complexity of natural seawater condition. But the significant dependence of Ku on nutrient may likely be explained by a nutrient related growth-rate effect. Cd/Ca of P.obliquiloculata shows significant correlation with seawater phosphate concentration, and its partition coefficients(D_(cd)) are significantly related to temperature. A first-principle methodology of P. obliquiloculata B/Ca is applied;with the aid of Cd/Ca as a phosphate proxy and a constraint on K_D, to estimating sea water carbonate chemistry(e.g., pH). The results are fairly promising and allow us to propose the possibility to apply the combination of B/Ca and Cd/Ca proxies(and also Mg/Ca and δ~(18)O for estimating temperature and salinity) for the paleoreconstruction of seawater carbonate chemistry.     

不同植物光合膜中镁离子诱导荧光同膜表面电荷变化相关性的比较研究

用水培的大麦苗及１９９２年，秋在青岛汇泉湾采集的大叶藻和刺松藻制备叶绿体膜，观测了Ｍｇ＾２＋诱导它们的ＰＳ－１１ Ｃｈ１α荧光和膜表面电荷变化之间的相互关系，发现在大麦和大叶藻中，Ｍｇ＾２＋诱导荧光的增高与其诱导膜表面电荷密度的降低平行相关；而在刺松藻中，则无类似的相关性变化，这不仅证明在大麦和大叶藻的叶绿体膜中阳离子对激发能分配的调节作用受膜表面静电性质的控制，而在刺松藻的叶绿体膜中则与膜表面静     

Improving performances of ITO/GaP contact on AlGaInP light-emitting diodes

In this paper AlGaInP light emitting diodes with different types of electrodes: Au/Zn/Au-ITO Au/Ti-ITO Au/Ge/Ni-ITO and Au-ITO are fabricated. The photoelectricity properties of those LEDs are studied. The results show that the Au/Zn/Au electrode greatly improves the performance of LEDs compared with the other electrodes. Because the Au/Zn/Au electrode not only forms a good Ohmic contact with indium tin oxide (ITO), but also reduces the specific contact resistances between ITO and GaP, which are 1.273×10^-6 Ω · cm² and 1.743×10^-3 Ω ·cm² between Au/Zn/Au-ITO and ITO-GaP respectively. Furthermore, the textured Zn/Au-ITO/Zn electrode is designed to improve the performances of LEDs, reduce the forward-voltage of the LED from 1.93 to 1.88 V, and increase the luminous intensity of the LEDs from 126 to 134 mcd when driven at 20 mA.