江苏近岸海域悬沙浓度的时空分布特征

2006—2007年间的四个季节在江苏近岸海域69个站位采集水样,获取悬沙浓度。通过对TM遥感数据反演,获取该海域四季大面悬沙浓度,并与调查的实测悬沙浓度进行对比。结果显示,大面调查的非同步数据基本可正确反映大区域悬沙浓度的季节与空间分布趋势。悬沙浓度等值线由高至低、由陆向海分布,底层浓度约为表层的2—3倍;废黄河口和长江口外海域为悬沙浓度高值区,而海州湾为低值分布区,东南部陆架区受台湾暖流影响出现低值中心。冬季整个海域悬沙浓度均较高,其次为春季,夏季最低;废黄河口海域的高值中心在不同季节分布位置有所移动。海底沉积物的再悬浮是苏北近岸悬沙最主要的来源,河流输沙量的季节变化是影响长江口海域悬沙浓度变化的关键因子。相关分析结果表明,潮流为影响悬沙浓度分布的主要控制因子;季风、风暴潮和风浪虽对悬沙的分布具有一定的影响,但冬季的低温环境是形成该季节整个海域悬沙浓度显著偏高的重要因素。     

2019年夏季长江口及邻近海域锋面控制下叶绿素a的分布特征及其环境影响因素分析

长江口外潮汐混合和低盐度羽流形成的泥沙锋和羽状锋对浮游植物与环境因子的空间分布具有重要控制作用。本研究依据2019年夏季长江口及邻近海域典型断面叶绿素a (Chl-a)浓度和环境因子的调查结果,以锋面为边界,探讨了不同区域Chl-a浓度与环境因子的分布特征及相互关系,以期深入了解锋面的生态效应。结果表明,在泥沙锋以内的近岸区域,水体垂直混合均匀;受长江径流输入和泥沙锋"屏障"作用影响,总悬浮物(TSM)和营养盐浓度最高,其中TSM为220.0±275.3 mg/L,溶解无机氮(DIN)、溶解无机磷(DIP)和溶解硅酸盐(DSi)分别可以达到94.7±21.2μmol/L、0.85±0.33μmol/L和95.3±22.6μmol/L;高浓度TSM引起显著的光限制效应,导致Chl-a浓度较低(1.7±0.5μg/L)。在羽状锋以外的区域,出现垂直层化现象;表层海水的TSM和营养盐显著降低,其中TSM为5.1 mg/L,DIN、DIP和DSi分别为1.0μmol/L、0.03μmol/L和2.4μmol/L;Chl-a浓度受到营养盐供应不足的影响,浓度仅为0.2μg/L。高浓度的Chl-a (7.5±4.1μg/L)主要出现在泥沙锋和羽状锋之间的过渡区域,该区域营养盐得到长江径流与上升流的补充;同时,由于大量TSM在泥沙锋快速沉降,缓解了水体的光限制效应,有利于浮游植物的生长和积累。研究结果验证了泥沙锋和羽状锋对TSM与营养盐的重要控制作用,这对于理解长江口及邻近海域藻类灾害高发区的成因具有科学参考价值。     

2019 年夏季长江口及邻近海域锋面控制下叶绿素a分布特征及其环境影响因素分析

长江口外潮汐混合和低盐度羽流形成的泥沙锋和羽状锋对浮游植物与环境因子的空间分布具有重要控制作用。本研究依据 2019 年夏季长江口及邻近海域典型断面叶绿素 a （Chl-a） 浓度和环境因子的调查结果,以锋面为边界,探讨了不同区域 Chl-a 浓度与环境因子的分布特征及相互关系,以期深入了解锋面的生态效应。结果表明,在泥沙锋以内的近岸区域,水体垂直混合均匀;受长江径流输入和泥沙锋“屏障”作用影响,总悬浮物 （TSM） 和营养盐浓度最高,其中TSM为 220.0± 275.3 mg/L,溶解无机氮 （DIN）、溶解无机磷 （DIP） 和溶解硅酸盐 （DSi） 分别可以达到 94.7±21.2 umol/L、 0.85±0.33umol/L 和 95.3±22.6 umol/L;高浓度 TSM 引起显著的光限制效应,导致 Chl-a 浓度较低 （1.7 ±0.5 ug/L）。在羽状锋以外的区域,出现垂直层化现象;表层海水的 TSM 和营养盐显著降低,其中 TSM 为 5.1 mg/L,DIN、DIP 和 DSi 分别为1.0 umol/L、0.03 umol/L 和 2.4 umol/L;Chl-a浓度受到营养盐供应不足的影响,浓度仅为 0.2ug/L。高浓度的 Chl-a （7.5±4.1±g/L） 主要出现在泥沙锋和羽状锋之间的过渡区域,该区域营养盐得到长江径流与上升流的补充;同时,由于大量 TSM在泥沙锋快速沉降,缓解了水体的光限制效应,有利于浮游植物的生长和积累。研究结果验证了泥沙锋和羽状锋对 TSM 与营养盐的重要控制作用,这对于理解长江口及邻近海域藻类灾害高发区的成因具有科学参考价值。     

南海叶绿素浓度季节变化及空间分布特征研究

以南海海域1997年10月至2002年9月SeaWiFS卫星遥感叶绿素浓度的资料为基础,分析了多年平均的南海叶绿素浓度的时空分布,初步分析结果表明,冬季南海大部分海域叶绿素浓度普遍较高,春季大部分海域较低;南海各个海区的叶绿素月平均最低浓度基本出现在春季的4月或5月,而最高浓度出现的月份却有不同的特征,在中央海盆区出现在12月,在广东沿岸海区出现在7月,在越南东南部近岸海域在8月和12月有两个最高值;在吕宋海峡的西部区域,尽管叶绿素浓度的最高值也出现在12月,但是叶绿素浓度的最低值却出现在夏季的7月.在空间上近岸区域的叶绿素浓度明显高于中央海盆区,西部海域普遍高于东部海域.南海叶绿素浓度的这一时空分布特征与流场(如上升流等)、海面温度场和风场等的变化有关,也与陆源物质的输入等关系密切.     

三峡大坝启用后长江口及邻近海域秋季悬浮体、叶绿素分布特征及影响因素

基于2010年10月在长江口海域海洋综合调查,利用多参数CTD现场调查数据、悬浮体浓度测定数据,对该区悬浮体和叶绿素的空间分布及影响因素进行系统的研究,探讨三峡工程蓄水7a以来长江口的悬浮体和叶绿素的分布特征及变化.结果表明:浊度值与悬浮体浓度存在良好的线性关系,盐度对该线性关系没有明显的影响;长江口及其邻近海域悬浮体主要分布在123°E以西的海域,表现为近岸高、离岸低,表层低、底层高,其分布主要受到水团、长江输入、上升流等的影响;叶绿素在123°E往东的海域含量较高,近岸低,在123°E～124°E之间叶绿素含量最高,其分布主要受到水团、浮游植物种类和季节变化及营养盐的共同影响.与三峡工程蓄水前对比,悬浮体高值区的界限往西移动了近半个经度,同季节的叶绿素含量的平均值降低.     

渤海海温与叶绿素季节空间变化特征分析

以2003年MODIS数据为数据源，在图像处理、空间插值的基础上作海温与叶绿素浓度的空间相关分析。结果表明，整个海域的叶绿素浓度和海温的分布具有明显的区域和季节变化特征。基本规律是叶绿素浓度从近岸向渤海中央递减；温度则随季节发生变化，随着温度升高，近海叶绿素浓度增高，而渤海中央区域叶绿素浓度降低。渤海叶绿素浓度的分布与河口径流、季节等因素有关。从空间关系看，海温与叶绿素浓度不存在很明显的空间分布相关性，但不同季节有不同的相关性。上述研究可用于估算海洋初级生产力。     

黄河三角洲北部近岸悬浮物季节性分布及驱动因素

近岸海域悬浮颗粒物的分布与扩散对水体生态环境、海岸地貌演变、水产养殖以及海岸工程等有重要影响。由于刁口河流路的改道,黄河三角洲北部成为强烈侵蚀岸段,揭示该区域的悬浮物浓度变化特征和规律是防护工程安全维护的基础。利用经良好检验的模型反演近岸海域悬浮物浓度,Landsat-8和Sentinel-2卫星影像反演结果的交叉验证表明,基于两种传感器反演的悬浮物浓度具有较强的一致性,两种卫星数据可以结合使用。研究区近岸海域悬浮物浓度季节变化明显,冬季和春季悬浮物浓度较高,夏季较低,秋季是悬浮物浓度从低向高转换的季节。冬、春季该区域风浪较大,在波浪掀沙和潮流输沙的联合作用下,底床泥沙强烈再悬浮,是形成悬浮物的主要来源,丁坝群的修建也在一定程度上改变了悬浮物的时空分布。     

2018年9月山东半岛东北近海海水溶解氧浓度观测研究

本文基于2018年9月28日海上观测得到的数据,分析了山东半岛东北部海域海水溶解氧浓度的空间分布特征,并探讨了温度、盐度、层结、海流和叶绿素a浓度等对海水溶解氧浓度的可能影响。结果表明：(1)海水溶解氧浓度在垂向上由表至底减小;在水平分布上则较为复杂：在25 m以浅溶解氧浓度从外海向近岸呈先增大后减小的特征,在25 m以深则从外海到近岸逐渐减小。(2)观测期间,溶解氧浓度存在三个比较明显的高值区域,分别位于近岸上层、外海上层和外海深层,并受不同因素的影响：近岸上层的高溶解氧浓度对应较高的叶绿素浓度,因此可能受浮游植物光合作用产生氧气的影响,外海上层的高溶解氧浓度可能与鲁北沿岸流输运至此的低盐高氧黄河冲淡水有关,而外海深层的高溶解氧浓度位于海水层结以下的冷水区域,可能受黄海冷水团的控制。(3)观测海域中部25 m以深水体的溶解氧浓度偏低,可能受海水层结抑制溶解氧湍流扩散和底层生物化学过程消耗氧气的共同影响。     

春季长江口颗粒有机碳年际分布变化及其影响因素分析

根据2013—2016年春季(5月)长江口及其邻近海域4个航次环境综合调查数据,探讨春季长江口水体颗粒有机碳(POC)时空分布特征及其环境影响因素。结果显示:2013—2016年春季长江口POC浓度范围为0.22~16.99 mg/L,均值为1.80 mg/L,总水域POC年际间变化显著,底层浓度高于表层。从口门区、近岸区和近海区三个子水域来看,除近岸底层POC浓度处于高值,年际差异不显著之外,其余水域的表、底层均存在空间变异和年际差异。POC浓度在口门附近偏南部水域达到高值,后沿长江冲淡水(CDW)方向降低,低值区位于近海底层,但表层POC在近海水域123°E附近出现次高值。POC浓度与盐度之间具有显著负相关关系,且相关性逐年递减;POC浓度与总悬浮物浓度(TSM)呈显著正相关,底层相关性高于表层;近海区表层POC与叶绿素a正相关关系极显著,二者高值区均分布在123°E附近。入海径流量与长江口春季POC浓度呈现出截然相反的年际变化趋势,径流对有机碳的稀释作用高于其输入作用。长江口春季POC主要以碎屑源为主,其分布与有机碳源、海水的稀释作用、悬浮物运动等多种因素有关,高浊水体中悬浮物影响显著,陆源有机碳对POC的影响在长江口近海水域有所弱化,而浮游植物对POC的贡献凸显。     

基于遥感资料的北黄海叶绿素a浓度时空演变特征分析

海表叶绿素 a （Chl-a） 的分布具有明显的空间区域性以及动态发展特征，分析叶绿素 a 浓度的长期变化趋势对了解海洋初级生产力发展、生态监测具有重要意义。北黄海渔业资源丰富，是我国重要的渔场，为调查海域整体生态系统稳定 性，本文利用 Hermes 提供的多源卫星融合数据，从遥感视野，运用 Mann-Kendall 趋势检验方法，在全局尺度分析 1998—2019 年北黄海叶绿素 a 浓度的年际、季节变化特征及其演变规律，分析了其动态变化特征与环境要素的相关性。研究发现，北黄海叶绿素 a 空间分布区域性强，具有明显的季节变化。近海海域浓度高于深海海域，辽东半岛大洋河口具有一高值中心，这与陆源输入有关。除西朝鲜湾附近海域呈微弱的上升趋势外，其他海域均呈现下降趋势，近岸海域下降趋势显著，这意味着西朝鲜湾附近海域浮游植物可能有更强的生长潜力。北黄海 Chl-a 浓度变化影响因素复杂且区域性强，Chl-a 浓度与环境因素仅部分月份存在较强的相关关系，季节上不同因素存在相对主导的相关性。相关环境因素在一定程度上均会对Chl-a 的分布和变化产生影响，时间上，9 月 PAR 与 Chl-a 有相对较强的负相关关系。空间上，光合有效辐射相较海表温度、海表风速对 Chl-a 浓度影响较大。冬季，辽东半岛南部海域与 SSW 呈相对较强的正相关；夏季在海域西部则与 SST 呈相对较强的负相关。沿岸径流输入的减少可能是近岸 Chl-a 呈下降趋势的原因。     

冬季吕宋岛西北海域叶绿素时空变化特征

冬季吕宋岛西北海域频繁出现藻华现象,本文使用吕宋岛西北部海域1999年11月至2015年2月共16 a冬季多卫星融合水色遥感资料,利用经验正交函数(EOF)分解方法对长时间序列的Chl-a质量浓度的时空变化进行分析讨论,并结合海表温度(SST)、风速(WS)、海面高度异常(SLA)等数据以及上述数据计算获得的相关物理环境参数,分析其与海表Chl-a质量浓度之间的关系,探讨吕宋岛西北海域海表Chl-a质量浓度的时空分布规律以及Chl-a质量浓度与周边环境的响应关系。研究结果表明通常冬季吕宋岛西北海域海表均会出现大约以(19°N,119°E)为中心的高Chl-a质量浓度现象,平行海岸的风应力以及风应力涡旋引起冬季上升流,增加了营养盐的输入,很可能是该区域藻华形成的主要机制。同时背景流场的平流效应很可能诱发上升流区域与叶绿素藻华区中心不一致,可能引起了藻华中心的北移。     

2005年7月台湾海峡西南部海域的上升流与冲淡水观测

根据2005年7月台湾海峡西南部海域CTD观测数据,绘制出相关温盐分布图,分析了调查期间该海域的温盐分布特征.结果表明,调查期间东山海域、南澳海域以及台湾浅滩东南侧海域存在明显的上升流现象;在近岸上层,一股较强的冲淡水从西南部进入该海域并影响至台湾浅滩.     

利用模糊综合方法评价长江口海水富营养化水平

根据2004年4个季度的调查数据,以化学需氧量(COD)、溶解无机氮(DIN)、磷酸盐(PO4-P)、叶绿素a(Chl-a)和溶解氧(DO)作为评价指标,运用模糊综合评价模型对长江口海域海水富营养化水平进行评价。结果表明,约有一半的调查站点呈现富营养化,长江口门及冲淡水区(122.5°E以西)富营养化程度较高,外海(122.5°E以东)富营养化程度较低,富营养程度从外海向近岸增加。富营养化区域全年大部分都分布于盐度小于20的一侧,呈明显的季节分布和区域分布,表明长江口海域的富营养化水平主要受到长江冲淡水的控制。     

长江口外及毗邻海域盐度的时空变化特征

利用2005年夏季和秋季以及2006年春季在长江口外及毗邻水域进行大、小潮准同步周日连续观测的盐度资料进行整理、统计和分析,总结了长江口外及毗邻海域盐度的空间分布和时间变化特征.结果表明:1)测量区域内盐度平面分布特征是以长江口和杭州湾湾内为相对低盐中心,向外海和南北两翼盐度增高,存在盐度梯度较高的带;2)盐度垂向分布...     

两种海洋初级生产力模型在长江口毗邻海区的应用比较

河口毗邻海域是海洋浮游植物相对活跃的区域,对初级生产力和全球碳循环有重要意义。本文结合现场实测数据和卫星数据,利用针对近岸优化的切萨皮克湾生产力模型(CBPM)和初级生产力垂向归纳模型(VGPM),分别计算了2018年3、7和10月长江口毗邻海域浮游植物的净初级生产力(NPP)和总初级生产力(GPP)。结果表明,两个模型在研究区域的初级生产力空间分布基本一致：在3月,从高纬度近岸到低纬度远岸递增;7月,初级生产力高值区以长江口和杭州湾为中心呈弧形分布;10月,初级生产力形成两个封闭的高值区。3个月份全部78个站位中有超过98%的站位VGPM的计算结果大于CBPM的结果,且3个月份VGPM的生产力结果比CBPM的计算结果分别高133%、73%和118%。通过与历史实测数据对比可知,CBPM计算所得长江口毗邻海域NPP更加接近历史实测数据。CBPM相比于VGPM更加适合长江口毗邻海域NPP计算的模型。另外,水底溶解氧与GPP、海表叶绿素浓度在各个月份都有显著的负相关关系。     

SST融合产品在渤黄海的质量评估与修正研究

为获取高空间分辨率与空间覆盖率的海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)产品,基于最优插值方法,对微波辐射计Wind Sat、AMSR-E、ASMR2、HY-2 RM和红外辐射计MODIS、AVHRR的SST观测数据进行融合,生成了一种0.1°空间分辨率的每日SST融合产品,利用浮标数据在渤黄海区域进行了精度评估和修正,并分析了该区域的SST时空分布特征。结果表明:SST融合产品的在中国近海的精度为1.1℃,利用浮标数据修正后的精度略有改善;利用修正的SST产品对渤黄海区域SST分布特征进行了分析,分析结果显示,渤黄海海域冬季海温最为均匀,春季在海水升温过程中海温不均匀性明显。     

渤海湾天津近岸海域水环境空间变异分析

由于海岸带的地理条件和海洋动力特性的复杂性以及人类开发活动对海岸带的影响,近岸海域的生态环境系统在空间分布上有很大的变异性.基于现场实测资料,建立系统的空间变异分析模型,对海岸带生态环境空间变化规律进行分析,可以充分了解不同区域的污染特征和变化趋势.应用所构建的空间变异分析模型对渤海湾天津近岸海域的水环境特性进行分析,结合对应年份的入海流量及其变化,分析了天津渤海湾海岸带污染的主因子和区域水环境的分布特征,结果可以对海洋功能区的划分和水环境综合评价结果进行验证和补充.     

黄东海海区悬浮颗粒物后向散射系数和后向散射比的空间分布规律研究

悬浮颗粒物在海洋光学特性中扮演着重要角色,后向散射系数是水色遥感反演中最主要的基础参数之一,因此对于悬浮颗粒物后向散射系数的研究具有重要意义。利用2003年4月黄东海春季航次测量的吸收、衰减和后向散射数据,研究该区域悬浮颗粒物后向散射系数和后向散射比的光谱特征以及空间分布规律。研究结果表明颗粒物后向散射系数光谱呈指数衰减且在垂直方向上与深度正相关;后向散射比的光谱具有波段特征;由于近岸颗粒物浓度大、粒径小,远岸颗粒物浓度小、粒径大以及湍流扰动的影响,导致后向散射系数和后向散射比呈现出在近岸海域较大而在远岸海域较小的空间分布规律。     

夏季洪水对长江口及邻近海域颗粒有机碳分布与来源的影响

基于2020年7月洪水期间采集的长江口及邻近海域的温度、盐度、总悬浮物(Total Suspended Matter,TSM)质量浓度、颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon,POC)质量浓度和颗粒有机碳稳定同位素(δ13CPOC)等数据,分析了洪水事件对该区域POC分布与来源的影响。结果显示,研究区域内POC和盐度呈显著负相关(r2=0.41,p＜0.01),与TSM呈显著正相关(r2=0.92,p＜0.01),表明咸淡水的混合是影响POC分布的重要因素。研究区域东北部表层海水POC质量浓度局部升高,并且δ13CPOC值显示为海源信号,表明浮游植物生产是影响该海域POC分布的另一重要因素。此外,由于高径流量形成的稀释效应,洪水事件会降低陆源输入的POC质量浓度,研究区域东南侧偏轻的δ13CPOC也表明,洪水事件会扩大陆源POC在东海的影响范围。     

渤黄海海域悬浮体季节性分布及主要运移路径

依据国家自然科学基金委公共航次2010年和2012年4个航次在渤黄海海域获得的现场悬浮体浓度数据及CTD海洋水文观测数据,结合MODIS L1B数据第4波段反射率值,建立了悬浮体浓度(SSC)与反射率强度的反演模型,反演了渤黄海海域表层悬浮体的月均分布。综合现场实测数据和遥感反演结果,研究渤黄海海域悬浮体的季节性变化特征。利用HYCOM数值模拟得到的各个层位流速数据,分析渤黄海海域主要断面的悬浮体扩散通量。结果表明,渤黄海海域表层悬浮体浓度高值区主要分布在黄河口莱州湾及渤海湾附近沿岸海域、山东半岛沿岸、苏北浅滩至长江口一带、罗洲群岛附近海域以及沿岸其他小河流入海口。渤黄海海域水体结构具有季节性变化特征。夏季,水体上下温差大、层化较强、水动力条件较弱,海域悬浮体浓度相对较低。而在冬季,海域气温较低,水体上下温差小,同时,渤黄海海域强劲的东北风盛行,水体混合强烈,海域悬浮体浓度较高。同时,黄海暖流和山东半岛沿岸流等流系加强,携带悬浮体的能力和效率均大大提高,冬季成为海域悬浮体输运的主要季节。在冬季,黄河三角洲沿岸、山东半岛沿岸以及苏北海岸等区域在强动力作用下的再悬浮成为海域的悬浮体主要来源。黄河三角洲沿岸再悬浮的沉积物通过渤海海峡的南端输入北黄海,在沿岸流的作用下悬浮体输送通量沿程增大,经过成山头海域后转向南输送,输送通量沿程减少,沉积物在黄海中部泥质沉积区汇聚。沉积动力的分析结果显示,冬春季节在山东半岛区域形成的混合锋面对悬浮体的输运路径有重要的影响。