国外荧光技术在海洋光上的应用研究状况

主要介绍国外现场荧光计／电导率、温度、深度传感器拖曳系统的研究及其在海洋深层水体混合扩散实验和快速，大监测海洋中水面下层油溢轨迹的应用方法研究，同时简要介绍了我国水中荧光计研究及其在海洋现场探测中的应用研究现状，并对今后的发展，应用前景作了展望。     

国外荧光技术在海洋学上的应用研究状况──Ⅱ.拖曳荧光计系统及其在海洋现场探测中的应用与研究

主要介绍国外现场荧光计／电导率、温度、深度传感器拖曳系统的研究及其在海洋深层水体混合扩散实验和快速、大面积监测海洋中水面下层油溢轨迹的应用方法研究。同时简要介绍了我国水中荧光计研究及其在海洋现场探测中的应用研究现状，并对今后的发展、应用前景作了展望。     

水中荧光计在高混浊水域中的混合扩散实验应用

为了研究长江水域污染物质的输运和扩散规律，作者利用研制成功的水中荧光计在该水域进行了混合扩散实验。该仪器在高混浊水作中对罗丹明B的浓度检测范围为1×10－9～5×10-5g／cm3，精确度≤±10％。本文着重论述使用水中荧光计和荧光示踪染料在流速大、混浊度高的长江九江江段和镇江江段进行水体混合扩散测量实验的情况，结果令人满意，为我国的高混浊水体混合扩散实验研究提供了新的手段和方法。     

水中荧光计在高混浊水域中的混合扩散实验

为了研究长江水域污染物质的输运和扩散规律，作者利用研制成功的水中荧光计在该水流域事扩散实验。该仪器在高混浊水中对罗丹明Ｂ的浓度检测范围为１×１０＾－９－－５×１０＾－５ｇ／ｃｍ＾３，精确度≤±１０％。。本文着重论述使用水中荧光计和荧光示踪染料在流速大、混浊度高的长江九江江段和镇江段进行水体混合扩散测量实验的情况，结果令人满意，为我国的高混浊水体混合扩散实验研究提供了新的手段和方法。     

荧光技术在海洋环境学上的应用研究

笔者研制成功的4种不同用途、类型的水中荧光计在海洋、江河水体混合扩散实验研究中的应用,利用这种仪器先后完成了近20处大、中型水域环境评价工程任务,海洋水体中微量油分的测量实验研究,海洋中浮游植物体内叶绿素a浓度现场测量实验研究;并通过改换拖曳荧光计的荧光测量滤光片为中性滤光片,首次在国内东海、黄海倾废区分别进行了较大规模的海洋倾倒悬浮污染物(粉煤灰、碱渣)的海洋深层追踪现场测量实验研究,获得令人满意的结果.同时,还简述了荧光测量法的原理、优点及水中荧光计的结构.用荧光法测量海中物质是近代发展的一种简便、快速、灵敏度高、用途广泛的测量新技术,在海洋环境检测中有着极其重要的应用价值.     

水体混合扩散实验中的水中荧光计研究

本文描述了国内首次研制成功的用于水体混合扩散实验研究的水中荧光计。该仪器采用光源调制和信号同步解调技术,同时使用专用遮光罩使仪器能在任一日光强度下0—50m深度工作。拖曳速度为0—6节,对于罗丹明B的探测范围是1×10~(-10)—1×10~(-6)g/cm~3。简明叙述讨论了使用LGC2-1A型水中荧光计在不同水质中进行扩散实验的测量结果。     

水中荧光计及其在海洋现场探测中的应用

本文描述了近几年来我们首次研制成功的３种类型的水中荧光计系统及其应用测量结果：１．用于水体混合扩散实验研究的水中荧光计，对罗丹明Ｂ浓度测量范围为１×１０－６～１×１０－１０ｇ／ｃｍ３；２．拖曳荧光计系统，能在２～８０ｍ水深内进行水平拖曳平稳地工作，拖曳速度为０～８ｋｎ，除检测罗丹明Ｂ外，还可检测无机悬浮物质的含量，检测范围为２～２０００ｍｇ／ｄｍ３；３．用于测量海中浮游植物体内叶绿素ａ浓度的水中荧光计，测量范围为１×１０－６～１×１０－９ｇ／ｃｍ３。用荧光法测量海中物质是近代新发展的一种简便、快速、灵敏度高、用途极其广泛的测量技术，有着重要的应用价值。     

水中荧光计及其海上实验研究

一、前言为了确定海中污染物的扩散和海流结构特征之间的关系,需要进行海洋混合扩散实验,用某种易于检测的示踪物代替污染物,通过测量示踪物在海域内的时间、空间的浓度分布来确定污染物质的稀释扩散过程。荧光示踪染料——罗丹明B是一种最适宜的示踪物,它易溶于水、无毒、价廉,并且在非常低的浓度下都可以在海水中检测到。因此,荧光示踪的方法目前广泛地应用于海洋混合弥散的研究中。为了确保检测精度和对     

水中矿物油荧光特性实验研究

为了实现现场测量地表水中矿物油含量的全光纤荧光计的研制，采用荧光光谱测量分析方法，于1999年10月－2000年5月，采集了国内外不同的地区原油和成品油共23种，用14种不同波长的激发光激励，进行荧光光谱特性测量实验研究，同时，对不同浓度的矿物油，水混合液地进行了测量实验，得出其最低检测浓度为0．005mg/L，测量了青岛近岸海域表层受油污染海水的含油量为0．01－0．22mg/L，此外对水中矿物油受激荧光发射原理也作了简述，并对水中矿物油荧光光谱特性，浓度与荧光强度的关系，以及为研制现场测量水中矿物油学的全光纤荧光计的可能性作出了结论性的意见。     

海水油荧光测量方法实验研究

根据荧光测量方法的原理,采和双光路,双通道及单片微机控制,数据自动采集的技术,于１９９７年研制成功用于海洋现场探测的单波段水中油荧光计。应用该水中油荧光计进行了海水中微量油份的测量实验研究。     

用于海洋探测的多参数拖曳荧光计系统

本文论述了作者研制成功的拖曳荧光计系统。该系统的荧光传感器采用了光源调制和信号同步解调技术,同时在受光器上采用了专用遮光导水暗盒及弯曲导水管,确保荧光传感器在探测体积内水体及时交换,并能有效地消除海中太阳光的影响。系统能在任一日光强度下从海表层至８０ｍ水深任一深度,走航拖曳速度在２～１０ｋｎ内平稳地水平工作。该拖曳体内安装有荧光传感器、温度传感器、深度传感器和多路传输电子线路装置。通过一根直径为１４ｍｍ的电源／信号传输七蕊铠装电缆将拖曳体与手摇绞车及船上控制器、数据采集、记录显示器连接在一起,可以同时测量光学和水文参数,这些数据为０～５Ｖ模拟电压量输出。该系统进行了多次水池和海上现场实验及应用,达到了预期设计目标。并且借助于荧光示踪染料完成了多处海区的水体混合扩散测量实验任务,建立了实验观测方法。本文还介绍了该系统的构造、现场测量实验数据和应用     

胶州湾自净能力的研究

本文论述了在胶州湾用罗丹明B作示踪剂,模拟可溶性污染物的稀释扩散,采用水中荧光计现场实地检测及取样实验室分析,共进行了五次实验。实验表明:风、浪、潮、流对扩散速度都有一定的影响,发现了罗丹明B染料云团随海流运动的规律。总的说来,污染物在胶州湾的稀释扩散速度较快,也就是说胶州湾的自净能力较强。如果合理地选择排污地点和气象因素,就能充分发挥其自净能力。     

青岛沙子口近岸海域海水稀释扩散的经验模式

利用水中荧光计、航空摄影和陆地定位立体观测手段,于1984年和1985年在青岛沙子口近岸海域进行了数次现场示踪试验。研究了示踪剂在海水中的时空分布,计算了稀释因子、扩散方差和扩散系数及其变化规律。得到半经验、半理论的稀释扩散模式,推算出污染物的污染时间和范围。     

检测与测绘藻类的光导纤维荧光计

长期以来，人们一直在寻求研制现场探测海洋中各种无机及有机悬浮物质的方法和仪器。近十年多来研制出的各种不同用途的现场荧光计中，光导纤维荧光计是较为先进与实用的。本文介绍的检测与测绘海洋中藻类的光导纤维荧光计是以光导纤维为基础的简单仪器。仪器的激发光以及从海洋中藻类叶绿素发出的荧光都是沿着光导纤维束传播的，而且可以根据检测藻类的需要随时更换激发光波长。它对于海洋中藻类体内叶绿素ａ的浓度检测下限一般为０     

卫星海洋水色遥感的辐射模式研究

海洋水体向上的辐射由水中多种成分的浓度所决定，同时辐射的强度十分微弱并随着时间和空间在变化。因此，海洋水色遥感需要从水体和大气辐射传递机理出发，研究到达卫星遥感器的辐射模式，以达到模拟仿真卫星水色遥感图像和卫星图像质量预测的目的。本研究通过叶绿素、悬浮泥沙和黄色物质等海洋水色的主要因子，分别从可见光波段和荧光波段对辐射的贡献出发，发展了海洋水体离水辐射率模式。在卫星水色遥感机理的基础上，同时运用Iqbal，Gordon和Sturm等的大气程辐射模式和太阳耀光模式，使卫星海洋水色遥感的辐射模式系统化，模拟仿真了我国1990年9月3日发射的FYIB卫星两个海洋水色通道的全轨道辐射图像，同时利用从德国柏林大学气象中心接收到的1990年9月23－25日卫星图像进行验证。结果认为，本文所发展的模式可应用于卫星图像质量的预测和水色信息的提取。     

水中矿物油荧光特性实验研究

为了实现现场测量地表水中矿物油含量的全光纤荧光计的研制。采用荧光光谱测量分析方法 ,于 1 999年 1 0月— 2 0 0 0年 5月 ,采集了国内外不同的地区原油和成品油共 2 3种 ,用1 4种不同波长的激发光激励 ,进行荧光光谱特性测量实验研究。同时 ,对不同浓度的矿物油、水混合液也进行了测量实验 ,得出其最低检测浓度为 0 .0 0 5mg/L ;测量了青岛近岸海域表层受油污染海水的含油量为 0 .0 1～ 0 .2 2mg/L ;此外对水中矿物油受激荧光发射原理也作了简述。并对水中矿物油荧光光谱特性、浓度与荧光强度的关系 ,以及为研制现场测量水中矿物油浓度的全光纤荧光计的可能性作出了结论性的意见     

赤道东北太平洋沉积物间隙水中溶解有机碳的分布特征

沉积物间隙水中的溶解有机碳(DOC)是沉积物有机质矿化过程中的中间产物[1],沉积物中的有机质通过微生物水解和(厌氧)发酵等方式溶解成各类具有不同分子量的有机化合物,通常总称为溶解有机碳,并释放到沉积物间隙水中.而溶解有机碳又进一步被细菌等微生物所利用,最终被氧化为溶解无机碳,完成有机质的矿化过程.因此,沉积物间隙水中DOC的浓度是消耗和生成之间平衡的结果[1].已有的研究表明,沉积物间隙水中DOC的含量显著高于底层水体中DOC的含量,导致其向底层水体的扩散;近期的研究也表明,来自海底沉积物的DOC通量是底层水体中DOC的重要来源,是海洋有机碳储库中的重要组成之一[2~4].     

化学分散原油在海洋围隔生态系中迁移过程的研究

本文研究了以Corexit-9527分散剂分散、初始浓度为15mg/dm3的胜利原油在海洋围隔生态系中的迁移过程.实验结果表明原油的扩散混合,到第4天在围隔水体中呈均匀分布状态,实验前期细菌快速降解石油烃、悬浮颗粒物吸附石油烃逐渐沉降到沉积物中以及包括特定的围隔袋壁大量吸附石油烃是化学分散原油在围隔体中重要迁移过程.围隔体受到剧烈扰动和沉降物的再悬浮现象明显影响石油烃的迁移过程.     

浪致混合对亚热带冬季海洋混合强度的影响

上层海洋在全球气候系统中起着至关重要的作用。对上层海洋层结及混合的模拟偏差一直是海洋和气候数值模式发展中悬而未决的问题。本文首先评估了CMIP5中45个模式对上层海洋层结模拟的偏差，确认了冬季亚热带地区海洋模式垂向混合偏强。随后，基于自然资源部第一海洋研究所地球系统模式(FIO-ESM v1.0)，分别开展了1986?2005年期间包含和关闭海浪垂向混合情况下的数值实验，分析浪致混合对亚热带冬季海洋混合强度模拟的影响及机制。发现浪致混合使得气候模式中亚热带海域冬季的海洋层结增强，增强的层结使上层海洋更加稳定。首次揭示了增加浪致混合反而降低了海洋总体的垂向混合率:浪致混合使北半球冬季亚热带海域混合率从无浪实验的227 cm2/s降低到有浪实验的178 cm2/s，降低了21.6%；南半球冬季亚热带海域混合率从无浪实验的189 cm2/s降低到有浪实验的165 cm2/s，降低了12.7%。进一步分析发现，浪致混合主要是通过增加冬季亚热带海域上层海洋的热含量从而强化了海洋的层结，最终改善了气候模式对上层海洋混合的模拟。     

海浪对海洋上层的动量与混合作用分析

分析了波浪影响海洋环流的3种机制，给出了波浪对海流的雷诺应力表示、搅拌混合系数表示以及对温盐扩散的搅拌混合系数表示；计算了东中国海区域的波浪动量作用、搅拌混合系数空间分布和时间演化，进而定量分析了波浪对表层海流的动量输送及对海洋上混合层与跃层形成的作用。