青岛近海地区SO2和SO42-干沉降速率的季节变化

用小麦岛和团岛观测站提供的青岛近海气象和水温资料,以适于SO2气体和硫酸盐(SO42-)气溶胶的干沉降模型研究了模型中的输送阻尼对两种污染物质干沉降速率的贡献,并计算了2003年青岛近海地区两种污染物质干沉降速率的季节变化。结果表明:对SO2而言,粘性副层传输系数对沉降速率的贡献大于空气动力学传输系数;对于SO42-,空气动力学传输系数对沉降速率的贡献要大于表面传输系数。SO2和SO42-的干沉降速率变化范围分别为0.187~0.868cm/s和0.188~0.532cm/s。两种污染物质干沉降速率的四季变化有相似的规律,即冬季>秋季>春季>夏季。     

刘公岛海洋牧场底层海水溶解氧浓度的变化特征

由于缺乏长期观测资料,前人对山东半岛邻近海域海水溶解氧的时间变化和空间分布特征的研究较少。本文基于威海刘公岛海洋牧场于2016年7月20日至2017年3月14日期间,利用生态环境实时在线观测系统获得的底层海水的温度、盐度、水深、溶解氧数据,分析了该牧场海水溶解氧浓度的时间变化特征及其影响因素,并探讨了低氧灾害发生的可能性。结果表明在观测期间,该牧场海水溶解氧浓度以季节变化为主,冬季最大、夏季最小,其中2月份平均值最高,约为10.86mg/L,8月份平均值最低,约为5.91mg/L。同时海水溶解氧浓度也存在显著的小时变化和日变化,且变化幅度于8月份最大、3月份最小。影响海水溶解氧浓度变化的主要因素是海水温度,溶解氧浓度随着温度的季节性变化而变化。夏季,水体分层会使溶解氧浓度发生大幅度的降低,大风过程对于溶解氧浓度也有一定的影响,通过打破夏季的季节性温跃层使水体发生垂向混合从而为海底提供氧气,但大风过程之后的几天会出现溶解氧浓度降低的现象。本次研究发现刘公岛海洋牧场在观测期间不存在低氧现象。     

黄海海浪季节变化的数值模拟研究

利用第三代海浪数值模式SWAN,研究了黄海海浪有效波高的季节变化特征及相关的物理过程。结果表明,在黄海的大部分区域,混合浪有效波高的最大值出现在冬季,而最小值则基本出现在夏季。北黄海北部和山东半岛南岸的近海海域呈现稍微不同的季节变化,有效波高的最大值出现在春季。全年4个季节中混合浪有效波高的空间分布基本一致:均在济州岛西南最大,沿黄海中部区域向北和由中部区域向近岸区域逐渐减小。黄海海浪为风浪占主,涌浪有效波高远小于风浪有效波高。在黄海的大部分区域,白冠耗散和四波非线性相互作用对黄海海浪的季节变化均至关重要;对于外海区域,四波非线性相互作用更为重要,而对于近海区域,白冠耗散则影响更大。本研究旨在研究黄海海浪的季节变化特征及其物理过程,为进一步探讨该海域海浪在其他时间尺度上的变异特征和动力学过程提供研究基础。     

沙尘天气对大气生物气溶胶中微生物浓度、特性和分布的影响

生物气溶胶对全球气候、空气质量、大气过程和人体健康均具有重要影响。每年爆发的沙尘事件,使得生物气溶胶可借助沙尘进行长距离输运,从而影响到下风向地区生物气溶胶的浓度和性质。综述了沙尘天气下生物气溶胶中微生物的浓度、特性和分布特征的研究现状。已有研究显示,沙尘发生时,生物气溶胶中不同类别微生物的组成比例会有显著变化,细菌和真菌相对贡献随之改变。可培养细菌、真菌和总微生物浓度,均在沙尘天气下显著增加,但不同地区不同种类微生物在沙尘天气下的增加幅度相差很大。生物气溶胶中微生物主要分布于粗粒子中,其粒径分布受到沙尘天气的较大影响,而且不同种类微生物粒径分布的变化并不相同。沙尘发生时,生物气溶胶中的微生物群落结构与优势微生物也会发生明显改变。沙尘天气对生物气溶胶浓度、粒径分布、群落结构和活性的影响程度和影响机制,还需要进一步深入研究。     

黄海在有无潮作用下对“布拉万”不同响应的数值模拟研究

黄海是典型的强潮驱动的陆架浅海。为了研究黄海对台风的响应特点,本文利用区域海洋模式(Regional Ocean Modeling Systems,ROMS)分别模拟了在有潮和无潮作用下黄海对台风"布拉万"的响应过程。结果表明,不管潮存在与否,"布拉万"经过黄海后都引起了海表面降温和流速的近惯性振荡响应,这种响应主要分布于黄海中部较深区域,带通滤波提取的近惯性流速具有垂向第一模态特征。同时,研究发现强背景潮流能显著地影响黄海对"布拉万"的响应过程。主要结论如下:一方面,由于潮的存在,近岸垂向混合均匀的较暖水体与远岸较冷水体之间会形成潮混合温度锋面,"布拉万"过后,暖水发生了明显的离岸扩张,尽管路径右侧的混合层降温更显著,但是左侧即黄海西岸的暖水扩张更明显;另一方面,潮的存在减弱了布拉万产生的近惯性振荡响应,半日潮流在黄海仍然占据主导地位。在混合层中潮流的作用减弱了"布拉万"产生的近惯性能量,但也使其更易穿过跃层传入黄海内部。     

青岛多种天气下生物气溶胶中细菌群落特征

为探究雾、霾、沙尘等多种天气下生物气溶胶中细菌群落结构特征,于2017年12月—2018年4月采集了青岛晴天和多种特殊天气下的大气生物气溶胶样品,运用16S rRNA高通量测序方法分析了样品中细菌群落结构。结果表明,在雾、霾、沙尘天均检测到对人体健康存在潜在危害的条件致病菌,其中变形菌门(Proteobacteria)均是优势细菌门,不受天气条件变化影响;霾天时其相对丰度最大。除此以外,沙尘和霾发生时,细菌群落结构显著变化,丰富度和多样性高于晴天,但随霾污染程度的加剧,群落丰富度和多样性下降;雾天多样性下降,丰富度变化不显著。在霾天,不同气团来源中细菌群落结构也存在显著差异。属水平上,霾天不动杆菌(Acinetobacter)和鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)占主导地位;雾天微球菌(Micrococcus)、副球菌(Paracoccus)和假单胞菌(Pseudomonas)占主导地位;沙尘天的优势菌为芽孢杆菌(Bacillus)。RDA分析显示O₃是影响菌群的主要环境因子。     

亚洲沙尘中铁、铜对黄海近海表层优势浮游细菌丰度影响的模拟研究

本文于2021年夏季在黄海近岸采集表层海水进行室内培养实验。通过添加不同浓度铁、铜以及沙尘来研究沙尘中铁、铜对海洋表层优势浮游细菌丰度的影响。结果表明,在近海富营养区,铁的添加在培养前期可短暂促进优势细菌丰度的增加(为对照组的1.33～6.58倍),其中低浓度铁的促进作用最显著(P<0.05),主要是通过影响优势细菌对溶解无机氮(Dissolved Inorganic Nitrogen, DIN)、溶解态有机物(Dissolved Organic Matter, DOM)和Fe的吸收利用以及对Cu的释放,进而促进细菌生长。铜的添加能在培养后期抑制优势细菌的丰度,其细菌丰度与对照组相比下降2%～53%,高浓度铜对细菌的抑制作用强于低浓度铜,主要通过影响细菌对溶解态有机氮(Dissolved Organic Nitrogen, DON)和Cu的吸收利用以及对NO^-₂+NO^-₃、溶解态有机碳(Dissolved Organic Carbon, DOC)和Fe的释放速率,进而影响其生长。沙尘添加对黄海...     

渤黄东海潮能通量与潮能耗散

利用同化高度计资料和沿岸验潮站资料对潮汐数值模式进行同化,根据同化后的数值模式结果,对渤黄东海中的潮能通量和潮能耗散进行了研究.M2分潮从太平洋进入渤黄东海的潮能为122.499GW,占4个主要分潮进入总量的79%.黄海是半日分潮潮能耗散的主要海区.全日分潮则主要耗散在东海.全日分潮在遇到陆坡的阻挡以后有一部分潮能沿着冲绳海槽向西南传播,并有一部分潮能反射回太平洋,其中O1分潮通过C3断面反射回太平洋的潮能,约占其传入东海潮能的44%.     

青岛夏季不同天气下气溶胶中无机氮磷的浓度及沉降研究

本文于2011年8月连续采集了青岛近岸大气气溶胶TSP(总悬浮颗粒物)样品,运用离子色谱法(IC)测定了可溶性无机氮磷组分的浓度,并估算了其干沉降通量,分析了天气过程对无机氮磷浓度的影响,讨论了大气干沉降对黄海初级生产力的影响。结果表明,夏季青岛沿海地区气溶胶颗粒物、NH+4-N、NO-3-N的平均浓度分别为139.96、9.70、3.08μg/m3,NO-2-N和PO3-4浓度很低,分别在0.15和1.00μg/m3以下;NH+4-N含量约为NO-3-N的3倍,二者之和占总无机氮的99%以上。天气过程显著影响颗粒物及无机氮的浓度和组成,雾天时,颗粒物、NH+4-N、NO-3-N的浓度分别升高到晴天时的1.48、1.98和2.21倍,大风天气下分别为晴天时的1.85、2.84和4.50倍;降雨对气溶胶存在明显的清除作用,对颗粒物和无机氮的清除率分别为7.70%~32.97%和54.16%~64.49%。气象要素和气团来源、路径对气溶胶浓度和组成的影响也十分显著。颗粒态无机氮磷的沉降通量分别为0.55和96.14μg/(m2·d),输入黄海后可产生94.51~138.30mg/(m2·month)的新生产力,对总初级生产力的贡献不大,但特殊天气下大气干沉降引起的新生产力可以在短时间内迅速增加。颗粒态无机氮磷的沉降通量之比为13.7,沉降后不会使黄海磷限制的营养盐结构产生明显变化。