气象卫星用于近海污染监测及赤潮预报方法探索

近年来，由于工农业和沿海养殖业的发展，我国近海污染逐年加重，赤潮发生频次增加。因此，监测近海污染和赤潮发生预报方法研究势在必行。本文用ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ数据，分析近海水域污染状况，并探索赤潮发生的预报方法。     

赤潮的监测和防治简介

近海水域有机物污染,引起海水富营养化,是形成赤潮的主要原因。赤潮不仅给渔业生产、海水养殖业带来重大损失,而且破坏了海洋环境,危及人民的健康。近年来,我国沿海赤潮时有发生,应加强对有发生赤潮潜在危险海区的经常性观测和监测;切实控制沿海工业和生活污水的任意排放;科学、合理地开发利用海洋资源;推广科学养殖技术,防止海水养殖自身污染;大力开展有关赤潮科学的研究,特别是赤潮的防治方法和技术研究,避免或减少赤潮造成的危害     

基于天气分型的赤潮预报方法研究——以福建沿海为例

以2001—2012年我国沿海赤潮相关资料为依据,对福建沿海赤潮的时空分布特征进行了分析。结果显示:4月第6候—7月第1候是福建沿海赤潮暴发的最盛期,赤潮高发海域为闽东北沿海和厦门近海,大面积赤潮主要发生在三沙湾、厦门和平潭海域。在此基础上,利用NCEP再分析资料,从大气环流形势诱发赤潮的角度出发,基于典型天气形势场相似法构建了福建沿海5—6月赤潮定量化预报模型。敏感性试验和预报检验结果表明,该模型能够在赤潮大面预报中获得较为满意的效果,预报检验准确率达55.8%,可以在赤潮业务预报中予以应用。此外,对模型生成的4种最易诱发福建沿海赤潮的天气类型:西南季风扰动型、高压脊控制型、东亚低槽扰动型和西太平洋副热带高压控制型分别做了个例分析,以期为赤潮预报研究提供参考。     

国内外赤潮的发展趋势与研究热点

本文以最近10多年的赤潮典型事件、研究进展为主要依据，综合论述了国内外赤潮发生的新特点。分别从组学技术、食品安全与公共健康、赤潮生物学、赤潮监测与预测预报、赤潮应急处置等几方面，介绍了目前国际上该领域的研究热点。本文还回顾了我国赤潮研究的主要发展历程，结合科技部2017年启动的国家重点研发计划"我国近海致灾赤潮形成机理、监测预测及评估防治技术"项目，展望了我国赤潮研究的未来发展趋势。     

我国洗涤剂全面禁磷的路还要走多远

含磷洗涤剂废水排入江河湖海,造成水域的富营养化,在近海产生赤潮、在淡水水域则发生藻华及蓝藻污染事件.近年来我国水域富营养化污染严重,赤潮发生率、污染面积一直呈上升趋势,已严重影响我国海洋经济的发展(表1).     

基于深度学习的赤潮发生预报方法研究

赤潮作为海洋灾害,对海洋渔业、生态、经济,以及人类生产、生活造成了严重影响。一直以来,赤潮受到研究者的广泛关注,但由于它的形成机制比较复杂,使得赤潮预报极具挑战性。针对赤潮预报的研究问题,本文收集了厦门海域赤潮发生前后的海洋监测数据,结合皮尔逊相关系数、散布矩阵、复相关系数方法,分析多环境因子与赤潮发生多要素的关联情况,重点采用基于深度学习的LSTM与CNN融合方法,挖掘环境因子的时序依赖,发现序列数据的局部特征,对赤潮发生进行预报。在厦门一号和厦门二号数据集中,本方法在预报未来12 h内的赤潮情况时,RMSE、MAE误差分别达到0.521 8、0.504 3。通过协同对比模型进一步确定赤潮发生的预报概率,在两个数据集上的最终预报准确率分别为67.58%和63.49%。本研究为赤潮的分析预报提供了探索经验,证明了将深度学习方法应用于赤潮预报的可行性。     

赤潮卫星遥感监测与实时预报

本文根据赤潮水体光谱特征和赤潮环境要素,提出了赤潮卫星遥感监测与实时预报的方法。利用这些方法成功地监测和预报了１９９７年１１月发生在广东沿海的金囊藻赤潮和１９９７年７月发生在汽油嵊泗海区的液光藻赤潮。     

浙江近岸海域赤潮事件时空分布特征研究

利用浙江省海洋灾害公报中2006—2017年的赤潮灾害数据,分析了浙江近海赤潮的年、月和季节尺度的变化规律,同时分析了浙江近海赤潮的空间分布规律。将自适应带宽核密度分析方法应用于赤潮灾害研究,分析了浙江近海不同海域受赤潮影响的程度。研究结果表明:浙江海域赤潮高发于春末和夏季,5月是发生峰值期;从年际情况看,近年来赤潮发生的累计次数和面积呈上升趋势;浙江省赤潮主要发生在5个海域,按受赤潮影响的程度由高到低依次为舟山本岛、嵊泗列岛、温州、宁波和台州。     

赤潮预报研究概况

一旦发生赤潮,不但严重地影响水产养殖业,而且由于人们吃了被有毒赤潮生物毒化了鱼和贝类,会引起中毒,甚至死亡。因此,研究赤潮预报方法在理论或实践上都有重要意义。预报赤潮发生一般有2种方法。一种是在几个月前,至少在一个月前,就能预测到是否会发生赤潮的长期预报;另一种是在几个星期前,至少在一个星期前,就能预测到发生赤潮的时间、场所和规模等的短期预报。     

近20a我国近海赤潮特点与发生规律

近年来国际赤潮研究逐步聚焦到赤潮与气候变化的关系及其预测预警等方面,长期观测资料的分析有助于了解赤潮发生的规律性变化。通过对近20a来我国海域赤潮发生情况的分析,总结得出我国近岸海域赤潮发生的特点是全年、全海域、多种类、高危害,具有显著的时间和区域特点;大面积赤潮主要集中在我国渤海和东南近海;主要赤潮生物种类为甲藻,有毒有害赤潮生物增多;灾害性赤潮以甲藻类赤潮为主。本文结论对于掌握我国近海赤潮发生规律、对赤潮爆发作出预测预警具有一定的指导意义。     

预防赤潮发生 洗涤剂禁磷刻不容缓

近年来随着经济的发展,我国近海污染也在不断的加剧,对海洋经济危害最大的是海洋赤潮。据《2001年中国环境状况公报》报道:2001年近岸海域主要受到活性磷酸盐和无机氮影响。中国海域赤潮发生次数增多,发生时间提前,主要赤潮生物种类增多,总次数和累计影响均比上年有大幅度增加。全国海域共发生赤潮77次,累计面积达15 000km2余,比上年增加49次,增加面积达5 000km2。赤潮频发海域多为无机氮和磷酸盐污染较严重的海域。大面积赤潮主要集中在东海、渤海和黄海海域。一、洗涤剂中磷酸盐对赤潮产生的影响洗涤剂包括洗衣粉、金属清洗剂、油污清洗剂…     

浅谈水文气象因素对辽宁海域赤潮发生的影响

当今社会，沿海地区的经济在飞速发展，人口急剧增多，随之产生的大量工业废水和生活污水排放入海，导致海洋环境污染日趋严重，海水中富营养化程度增高，赤潮频繁发生。辽宁沿海的黄海北部和辽东湾已成为赤潮的多发区。海洋生态系统、沿岸水产养殖业和人民群众的身体健康都受到了严重的威胁。有监测资料表明：黄海北部、辽东湾的赤潮发生频率呈上升趋势。所以，研究赤潮发生的原因、机制则显得特别的重要，而赤潮的发生是一个极其复杂的生态变化过程，是由许多的水文、气象、物理、化学和生物因子综合作用的结果。本文拟从水文、气象的角度，分析影响辽宁海域赤潮发生的原因，为以后做好赤潮的监测和预报工作积累经验，为防灾减灾提供一定的指导作用！     

我国近海赤潮灾害发生特征、机理及防治对策研究

近海赤潮灾害的频繁暴发严重破坏海洋生态平衡和海洋环境.根据2000～2009年的统计数据,从赤潮灾害发生时间、地域分布、赤潮生物优势种和规模变化4个方面分析了我国近海赤潮灾害的发生特征,同时探究了赤潮生物、营养物质(氮、磷、铁、锰、维生素、特殊有机物等)和外部环境(气象条件、水动力条件、海水理化因子等)引发赤潮灾害的机...     

赤潮的危害和预测预报

近岸水域有机物污染,引起海水富营养化是形成赤潮的主要原因。近年来,我国沿海赤潮频发,不仅给渔业生产、海水养殖业带来重大损失,而且破坏了海洋环境,危及人类的健康。对赤潮的观测和监测是开展赤潮预测预报的基础,应加强对时有发生赤潮潜在海区的经常性观测和监测,卫星遥感监测赤潮是目前所采用的一种先进技术。对赤潮的预测分为长期预测、中期预测和短期预测,根据观测结果发布长、中、短期预报应加强对赤潮的防治方法和技术的研究,避免或减少赤潮造成的危害。     

前言

<正>在人类活动和气候变化共同影响下,我国近海的赤潮问题呈现出致灾危害加剧、致灾藻种增多的变化趋势。例如2012年,福建近海暴发有毒米氏凯伦藻(Kareniamikimotoi)赤潮,造成大量皱纹盘鲍死亡,经济损失超20亿元; 2016年,秦皇岛近海发生因有毒赤潮引起的中毒事件,导致消费者死亡。特别值得注意的是, 2015年广西近海暴发球形棕囊藻赤潮,堵塞滨海核电冷源系统,为国内外首例。赤潮灾害已成为威胁滨海核电冷源安全的新隐患,引起国家领导人及相关部门的高度关注。综观我国近海赤潮问题所带来的危害效应,有两类致灾赤潮最令人关注:一类影响核电冷源安全;另一类危害养殖业发展与人类健康。前者以球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)赤潮为代表,后者以米氏凯伦藻等有毒赤     

大鹏湾夜光藻赤潮发生要素的结构分析

根据１９９０－１９９２年期间对大鹏湾所发生的夜光藻赤潮的大量研究资料，从气象，海况，化学，生物等４方面筛选出大鹏湾夜光藻赤潮发生环境的２２种基本要素，并利用演绎结构模拟（ＩＳＭ）方法，分析各要素之间的直接（因果）关系和间接关系，推导出大鹏湾夜光藻赤潮发生要素的整体关联结构图，从６个先后层次上层上直观地反映出赤发生的全过程。为建立赤潮发生机理的动态数学模型打下基础，且可为研制赤潮预报系统提供若干参考     

珠江口赤潮生成的天气分型研究

赤潮的爆发是生物、化学、物理等多因素综合作用的结果。温度、风力、风向、气压等气象条件,海况、潮汐、海流及海水的理化特征,如海水温度、盐度、营养盐、微量元素等都是赤潮爆发的重要因子或诱导因素。当前由于海洋生态领域的数值预报仍不成熟,国内的赤潮预测主要还是依靠经验和统计方法为主,如气象条件预报法、水文条件预报法、化学条件预报法、生物条件预报法、卫星遥感预报法或是综合预报法等。本文根据2001年～2005年《沿海海洋赤潮专报》中广东省阳江到汕尾沿海(112°～116°E)即珠江口地区发生赤潮的记录,使用NCEP再分析数据,从气象条件诱发赤潮的角度分析得出最易引发珠江口赤潮的5种天气形势,并用相关性分析方法得出其中两种天气形势的典型场,对预测珠江口沿海的赤潮发生具有一定的指导意义,可在实践中加以应用。     

免疫学方法在有害赤潮藻细胞检测中的应用

赤潮可以严重危害海洋渔业、海水养殖业和旅游业,甚至危害到人类的生命健康[1,2],它的频繁发生已经引起各国政府的高度重视。虽然可以通过每日多次实时检测海水的水文、化学要素等来推测发生赤潮的可能性[3],但是这些方法都不能直接反映有害赤潮藻的种类和数量,从而不能为赤潮监测和预报提供最直接的参考数据。实际上,对海水中的藻类进行分类、鉴定和数量分析是监测和预报赤潮发生的最直接有效的方法,这包括对水样采集、藻种类鉴定、毒性鉴定和赤潮藻定量计数等。传统的形态分类技术可以解决赤潮监测中的多数问题,但需要有经过专门训练的分…     

我国华南近海赤潮发生发展的温、压演变模式

通过分析,归纳出3种赤潮发生前后水温、气温和气压的演变模式,并论述各种演变模式与赤潮发生发展的关系。通过数理统计,归纳了华南近海赤潮发生前后阶段水温、气温和气压的变化范围以及演变特征,说明了升温降压天气过程、温压稳定过程以及相对于多年月平均值偏暖的年份或时段均有利于赤潮的发生发展。     

实际海域的赤潮生消过程数值模拟

目前所了解的众多与发生赤潮有关的因素均非赤潮发生的充分必要条件，而且不存在稳定的赤潮诱发因子。赤潮的发生是富营养化、适合的光合作用条件和赤潮藻本身的死亡率三方面的综合结果。这3个因素以及这3个因素有关的其他因素都可能成为赤潮发生的激发因子。根据此概念建立了赤潮生消过程的动力－营养盐－赤潮藻间的耦合数值模式，成功地数值模拟了1998年3－4月在香港沿海实际发生的赤潮生消的全过程。该模式对于研究赤潮的发展过程及预报是有益的探索。