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。     

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。     

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。     

海水养殖对沿岸生态环境影响的研究进展

综述国际上海水养殖对沿岸环境影响的研究进展 ,并结合中国实际探讨减少养殖污染和海水养殖业可持续发展的途径。海水养殖主要通过有机物和营养物的排放、化学药物的使用、养殖动物的逃逸、红树林的破坏等途径对沿岸生态环境产生负面影响。为减小这一影响 ,认为应采取提高人工饲料的质量、单一养殖系统结构优化和复合养殖系统的结构优化、处理养殖排放水、海岸带综合治理等措施。     

Cd2+对三疣梭子蟹的毒性效应研究

本研究以三疣梭子蟹Portunus trituberculatus为研究对象,通过急性和亚急性暴露试验,研究Cd²⁺对其肝胰腺和鳃的毒性效应。结果表明:Cd²⁺对三疣梭子蟹的48、72和96 h半致死质量浓度分别为6.55、4.33和3.12 mg/L,Cd²⁺对三疣梭子蟹的安全质量浓度为0.31 mg/L;在安全质量浓度和渔业水质标准质量浓度(<0.005 mg/L)下,随着暴露时间的延长,三疣梭子蟹的肝胰腺和鳃中HSP70的表达量都出现“先升后降”的趋势,与对照组相比,鳃中HSP70的表达量比肝胰腺的变化明显。在安全质量浓度以下,三疣梭子蟹的存活率并没有明显的变化,但是HSP70的诱导表达反映机体受到Cd²⁺的胁迫。因此HSP70基因可用作低质量浓度Cd²⁺污染检测的生物标志物。     

基于统一身份管理平台的组模型的研究

提出在数字化校园建设中实现统一权限管理需要解决的关键问题。参考顶层设计方法论,建立学校用户组数据原型,并提出新型组管理必须具备的特征,在此基础上,提出1种基于统一身份管理平台的组模型,较好地解决统一权限控制的角色管理问题,并详细地描述了该模型的设计和实现。     

基于博弈理论的海洋标准实施监督对策研究

对标准实施情况的监督是标准化工作重要的内容,海洋标准化工作经过多年的发展已取得长足进步,但是对海洋标准实施情况的监督工作仍有待加强.运用经济博弈理论,探讨在开展海洋标准实施情况的监督过程中利益群体间的关系.研究影响监督效果的主要因素,并提出相应的监督管理对策.     

基于DS-CDMA序列的LADCP水声通信算法研究

下放式声多普勒海流剖面仪(LADCP)是20世纪90年代出现的一种海流剖面测量方式,能够快速获得大范围、全深度的海流剖面数据,在国内外有很广泛的应用。中科院声学所第一次将声通信部分加入LADCP中,完成了LADCP下放的实时监控。文中介绍了适用于LADCP通信特点的一种基于DS-CDMA的通信方法,完成了理论仿真,并通过进行相应的海试,验证了该方法的有效性。     

小波分析在活体浮游植物荧光光谱识别技术中的应用

选取db3小波函数,对分属7个门32个属的43种我国近海常见的优势藻种和赤潮藻种的3-D荧光光谱进行分解,提取小波分解后得到的第2,3层尺度分量作为荧光特征谱。再通过系统聚类的方法分别得到门类和属类层次上的标准谱。在此基础上,利用非负最小二乘法解析的多元线性回归方法建立了浮游植物荧光识别测定的技术。结果表明,利用db3小波函数分解并提取荧光光谱特征,从而在门类水平建立起来的标准谱库,对于单种藻样品的识别正确率平均为96.33%,对混合样品的识别正确率平均为84.27%。在属类水平上建立起来的标准谱库,对于单种藻样品的识别正确率平均为92.53%,对混合样品的识别正确率平均为69.60%。     

微生态制剂对牙鲆非特异性免疫因子影响的研究

以牙鲆为试验材料,在基础饲料中分别添加5种不同配伍的微生态制剂,以基础饲料为对照,饲喂60 d。定期测定牙鲆血细胞吞噬活性及血清中的抗菌活力、溶菌活力、超氧化物歧化酶活力。结果表明,添加0.4%N3 E5微生态制剂对吞噬活性促进作用最为显著;添加N3微生态制剂对血清中抗菌活力和溶菌活力的促进作用尤为显著;第40天,添加了N3、E5、N3 E5和枯草芽孢杆菌组,溶菌活力分别比对照组提高了195.2%,222.7%,153.0%,113.6%;此外,几种微生态制剂对超氧化物歧化酶也有一定的促进作用。60 d后,用鳗弧菌进行攻毒试验,试验组的免疫保护率分别达到43.4%,71.6%,40%,62.2%,20%,表明所用微生态制剂可以促进牙鲆的非特异性免疫功能。     

基于Savitsky法滑行艇航行姿态参数影响研究

高速滑行艇处于滑行状态时的阻力性能一直是滑行艇水动力性能研究的重点和难点。首先采用半经验半理论的Savitsky法对棱柱形滑行艇的航行姿态与阻力进行研究分析,计算纵倾结果与试验结果吻合良好。然后改变滑行艇的长宽比、重心纵向位置与底部斜升角参数,进一步研究三种参数变化对滑行艇航行姿态与阻力性能的影响。研究结果表明:基于半经验半理论的Savitsky方法可用于棱柱形滑行艇的阻力性能分析;在高速阶段,长宽比、重心纵向位置与底部斜升角参数对阻力影响较大。     

Spar平台硬舱壳体加强筋布置型式对结构稳定性影响研究

基于API BULL2U规范有关圆柱壳体结构稳定性条文,对Spar平台的圆柱型硬舱壳体的骨架布置型式与圆柱壳体结构的稳定性关系进行了初步探讨,编写了圆柱壳体结构稳定性计算分析软件。通过对例题的计算,认为在Spar平台硬舱壳体设置环向加强筋可显著提高第Ⅱ类和第Ⅲ类屈曲的临界应力,但对第Ⅰ类屈曲的临界应力影响不大;当数量超过的临界值时,设置纵向筋可显著提高第Ⅰ类屈曲临界应力,但对第Ⅱ类和第Ⅲ类屈曲模式纵向加强作用有限。