渤海悬浮物分布的遥感研究

利用渤海湾和莱州湾现场实测的悬浮物含量和光谱数据,建立了基于555和670nm波段遥感反射率的悬浮物含量遥感反演模型。经检验,模型平均相对误差优于20%,对输入端误差不敏感。基于该模型,利用ENVISAT MERIS遥感数据,从空间分布格局、大风过程的短期扰动以及季节性差异等方面分析了渤海悬浮物的时空分布特征。(1)渤海悬浮物含量的高值区集中分布在莱州湾(尤其是黄河口和莱州湾湾底)和渤海湾沿岸,此外在辽东湾沿岸海域悬浮物含量也相对较高,而在渤海大部水体悬浮物含量较低。(2)大风过程可在短期内(约1~3d)显著改变全渤海的悬浮物空间分布格局,其中渤海湾和莱州湾响应最为强烈,辽东湾响应相对较弱,这与其各自的水深条件、底质类型和悬浮物粒径等因素有关。(3)渤海悬浮物含量总体上呈春夏低、秋冬高的分布特征;季节性差异最显著的区域是渤海湾、莱州湾和辽东湾,差异性最小的是秦皇岛近岸海域;风力等气候因素是悬浮物分布呈现季节性差异的主要原因,入海径流是另一重要因素。     

厦门湾有色溶解有机物的光吸收特性研究

研究了厦门湾九龙江河口区、西海域、同安湾及东侧水道海水中有色溶解有机物(CDOM)的光吸收特性,分析了CDOM的河口行为,并讨论了CDOM光吸收特性与其荧光性质之间的关系。结果表明,厦门湾表层海水CDOM光吸收系数a(355)的水平分布表现为河口区最高、东侧水道最低、西海域和同安湾介于两者之间,底层水a(355)的分布与表层基本相似,表明陆源河流输入是厦门湾CDOM的主要来源;a(355)的垂直分布为表层高于底层,主要受水文和生物因素控制。厦门湾表层水CDOM光谱斜率S的平均值介于0.014—0.018nm-1,但河口低盐度区S值较小,反映陆源腐殖质的影响。a(355)在河口混合中呈保守行为,表明CDOM具有良好的保守性质。CDOM的吸收系数a(355)与其荧光强度之间表现为较好的相关关系,指示可以用灵敏度更高的荧光方法来研究CDOM的分布和行为。     

渤海硝酸盐氮和亚硝酸盐氮季节循环分析

根据1985－1987年期间19个月份的断面调查资料分析，莱州湾、渤海湾是硝酸盐氮浓度较高的海域，辽东湾、渤海湾是亚硝酸盐氮浓度较高的海域。硝酸盐氮浓度冬季最高，夏季最低；亚硝酸盐氮浓度秋季最高，春季最低。硝酸盐氮浓度的季节在莱州湾、渤海湾海域最大；亚硝酸盐氮浓度的季节变化在辽东湾最大。在分析海域，秋季硝酸盐氮浓度表、底层差异最大；夏季平均亚硝酸盐氮浓度表、底层差异最大。海洋生物化学过程是引起渤海硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度季节变化的主要原因。渤海硝酸盐氮和亚硝酸盐氮基本维持着准平衡态季节循环，底层硝酸盐氮和亚硝酸盐氮准平衡态季节循环比较稳定，表层的季节循环容易受到其他因素的影响发生变异。     

渤海悬浮物分布的遥感研究渤海悬浮物分布的遥感研究

利用渤海湾和莱州湾现场实测的悬浮物含量和光谱数据,建立了基于555和670 nm波段遥感反射率的悬浮物含量遥感反演模型。经检验,模型平均相对误差优于20%,对输入端误差不敏感。基于该模型,利用ENVISAT MERIS遥感数据,从空间分布格局、大风过程的短期扰动以及季节性差异等方面分析了渤海悬浮物的时空分布特征。（1）渤海悬浮物含量的高值区集中分布在莱州湾（尤其是黄河口和莱州湾湾底）和渤海湾沿岸,此外在辽东湾沿岸海域悬浮物含量也相对较高,而在渤海大部水体悬浮物含量较低。（2）大风过程可在短期内（约1~3 d）显著改变全渤海的悬浮物空间分布格局,其中渤海湾和莱州湾响应最为强烈,辽东湾响应相对较弱,这与其各自的水深条件、底质类型和悬浮物粒径等因素有关。（3）渤海悬浮物含量总体上呈春夏低、秋冬高的分布特征;季节性差异最显著的区域是渤海湾、莱州湾和辽东湾,差异性最小的是秦皇岛近岸海域;风力等气候因素是悬浮物分布呈现季节性差异的主要原因,入海径流是另一重要因素     

渤海海底地形特征

基于2004—2010年渤海海底地形地貌调查资料,结合前人对渤海海底地形的认识,对渤海海底地形5个区(辽东湾、渤海湾、莱州湾、渤海中央盆地和渤海海峡)的地形及微地形,进行了全面的分析描述。并与1985年出版的渤海地形图进行比较,寻找渤海地形近几十年来的变化并分析其原因。分析表明:渤海海底地形平缓,从辽东湾、渤海湾和莱州湾三个海湾向渤海中央盆地及东部渤海海峡倾斜,平均水深18m;由于环境变化和人类活动,导致部分近岸海域的水深比40多a前的水深变浅,而渤海中央盆地发生侵蚀,水深加深。     

渤海岸线地形变化对潮波系统和潮流性质的影响

采用有限体积近岸海洋模型FVCOM,基于渤海2004和2014年的岸线地形数据,构建渤海2个年份的三维潮汐潮流数值模式;通过数值模拟研究,探讨了渤海岸线地形变化对潮波系统和潮流性质的影响。数值模拟结果表明:岸线地形变化后,半日分潮潮时在渤海湾、莱州湾和渤海中部东南海域提前,在辽东湾和渤海中部西北海域滞后;振幅在渤海湾及辽东湾增大,在莱州湾及渤海中部减小;位于秦皇岛和黄河口的半日分潮无潮点位置分别向西南和东南方向移动。渤海绝大部分海域全日分潮潮时提前,振幅增大,位于渤海海峡的全日潮无潮点位置向东移动。潮流性质系数在莱州湾增大,在渤海其他大部分海域减小,渤海规则半日潮流海区范围略有增加,不规则半日潮流海区范围相应减少。     

冬季黄渤海有色溶解有机物的光学特性研究

于2016年1—2月对黄渤海海域的有色溶解有机物(CDOM)进行了现场调查,通过分析CDOM的吸收和荧光特性,研究了CDOM在黄渤海的分布、荧光组分、来源。结果表明:CDOM吸收系数a(355)的水平变化范围为0.21~0.74m-1,呈现出近岸高、远岸低的分布趋势。光谱斜率比SR的水平分布总体呈现多源头、多中心的分布特征。a(355)在35°N断面总体呈现出近岸高、远岸低,表层低、底层高的分布。利用EEMs-PARAFAC对6种组分进行分析:C1(230/295)、C3(260/315)、C6(285(230)/335)为类蛋白质荧光组分,C2(295/485)、C4(305/380)、C5(345(270)/430)为类腐殖质荧光组分。荧光组分在渤海受陆源输入影响较大,水平分布上呈现出渤海的荧光平均值高于黄海的荧光平均值,且呈近岸高、远岸低的分布趋势。     

长江口及其邻近海域CDOM光谱吸收特性分析

研究了长江口及其邻近海域有色可溶性有机物(CDOM)的光吸收特性,分析了CDOM浓度(吸收系数a(440))、光谱斜率(S_g)与盐度的关系。结果表明:长江口及其邻近海域CDOM的a(440)变化范围为0.21~0.85 m^-1,平均值为0.44 m^-1;S_g值的范围为0.013 3~0.016 7 nm^-1,平均值为0.014 nm^-1;a(440)的水平分布表现为长江口海区比外海区高,S_g的水平分布表现为长江口海区比外海区低,反映了长江口海区CDOM中的腐殖酸成分比外海区大。研究区内a(440)与盐度、S_g与盐度明显线性相关,表明CDOM在河口混合行为中呈保守行为,CDOM具有良好的保守性质。     

夏季渤海悬浮物粒径与浓度分布特征研究

为研究夏季渤海悬浮物粒径与浓度分布特征,我们利用现场激光粒度仪LISST于2015年6月、7月和8月在渤海海域进行了264个站位的悬浮物观测。观测结果表明,夏季渤海悬浮物存在左峰型(峰值范围在4-20μm)、右峰型(峰值范围在100-250μm)、双峰型和混合型4种主要粒径分布形态。悬浮物平均粒径和体积浓度空间分布都是近岸高,外海低;底层高,表层低。夏季渤海悬浮物浓度在6月、7月和8月存在显著变化,其中渤海表层、10m层和底层悬浮物体积浓度变化程度最大的海区分别为莱州湾、渤海中部海区和渤海湾,变化幅度分别为207%,240%和97%。     

渤海海底地貌类型及其区域组合特征

近几年来,随着渤海油气的钻探,迫切需要对海底地貌条件进一步调查与研究。本文分析了渤海区域地貌特征及基本类型,在理论和实际上都有一定意义。一、海底地形轮廓渤海海域通常划分为:辽东湾、渤海湾、莱州湾、中央海区和渤海海峡。这五部分构成三湾挟持的海域轮廓,恰似呈北东向放置的梯形。依此量测,渤海最长(辽河口至羊角沟     

基于MIKE3的渤海三维温盐数值模拟

基于有限体积法的MIKE3 Flow Model建立了渤海地区水动力和温盐数值计算模型,并考虑了渤海沿岸十六条主要河流径流输入、风、降水、蒸发、太阳辐射(短波辐射、长波辐射、感热、潜热)等因素的影响。输出2010年数据作为结果,水动力和温盐模拟结果验证良好。经分析得到如下结论:模拟得到的2010年渤海温盐全年变化均呈一峰一谷形式。渤海冬季最高温度出现在渤海海峡附近海域,温度约4.5℃;渤海夏季平均海表温度26.34℃,较1970～1996年渤海海区夏季的平均温度区间22.5～26.5℃明显偏高;夏季温跃层集中在5m-15m深度范围内,渤海海峡处跃层深度超过了20m;模拟得到的冬季莱州湾盐度在27.8～30.4PSU的范围,夏季25～29.5PSU;莱州湾和辽东湾在夏季出现低盐区,辽东湾顶的低盐区面积约1364km^2,黄河口处的低盐区面积约448km^2,小清河口附近的低盐区面积约1029km^2;渤海大部分海域夏季盐度分层并不像温跃层那样明显。     

2014年夏季长江口有色溶解有机物(CDOM)的分布、光学特性及其来源探究

通过测定有色溶解有机物(CDOM)的吸收光谱、荧光光谱、溶解有机碳(DOC)浓度,探究了2014年夏季长江口CDOM的来源及河口混合行为。结合吸收系数a(355)、光谱斜率S275-295、比紫外吸光度SUVA254与盐度的关系,结果表明南港水道受黄浦江输入影响显著,北港水道由长江径流控制呈保守性混合行为,二者CDOM的物质结构性质较为相似。DOC的浓度可通过a(275)与a(295)模拟估算:ln[DOC]=4.94–0.87ln[a(275)]+0.90ln[a(295)],a(275)8.0 m–1;ln[DOC]=4.77–6.79ln[a(275)]+8.05ln[a(295)],a(275)≥8.0 m–1。模拟结果表明,在长江口及邻近海域,CDOM对DOC具有示踪意义。利用三维荧光光谱-平行因子分析(EEMs-PARAFAC)技术,可得到夏季长江口FDOM含有3个类腐殖质组分(C2,C4和C5)和3个类蛋白质组分(C1,C3和C6)。类腐殖质组分具有相似的来源及地球化学行为,且与a(355)及盐度存在显著相关性;类蛋白质组分则与a(355)及盐度之间无显著相关性,揭示其与区域内微生物的活动有关。     

渤海弱层化期湍流混合观测特征分析

利用2017年9月在渤海共享航次中取得的湍流混合直接观测数据,本文研究了渤海海域湍流混合的空间分布特征及有关的影响因素。9月观测海区水体垂向层结较弱,莱州湾受黄河冲淡水影响出现高温低盐结构,位于渤海中央浅滩南北两侧洼地的双中心冷水结构依旧存在。湍流观测结果表明湍动能耗散率在10~(-9)～10~(-5)W/kg之间变化,统计上满足对数正态分布。耗散率强值区出现在辽东湾及渤海湾湾口近岸处,相应的垂向湍扩散系数约为10~(-6)～10~(-2)m~2/s。垂向上,水体表、底层混合较强,进一步研究发现弱层化水体的平均湍动能耗散率〈ε〉与风速和正压潮流速的大小存在正相关关系。另一方面,耗散率ε与浮性频率N近似满足ε=2.0×10~(-8)+3.0×10~(-7)(N~2/N_0~2)~(-5)的拟合函数关系,反映了层化对水体垂向混合的抑制作用。     

湛江湾海域春季黄色物质光学吸收特性及遥感探测

黄色物质是水色遥感三要素之一,其生化保守性可很好地反映污染物的输运过程,近海二类水体黄色物质固有光学特性一直是国内外研究热点。湛江港湾是天然的深水港口,受港口运输业、近海钢铁、石化工业、城市生活及污水排放的影响,近年富营养化严重,港湾水质常呈四类甚至劣四类,研究该海域水体黄色物质光学特性对于研究二类水体固有光学特性及遥感探测均有重要意义。2017年5月开展了湛江湾海域黄色物质等要素调查研究,结果表明春季湛江港湾内a_g(355)在0.69~2.3 m~(-1)内,呈现由北向南、由西向东递减的趋势,光谱斜率S_(275~295)分布在16.15×10~(-3_~20.16×10~(-3)nm~(-1)范围,水平空间上大致呈现斑点状的分布,且表现为典型的陆源输入为主的来源特征。基于landsat-8 OLI波段,利用波段比值法构建了湛江港湾黄色物质反演模型,其相关系数可达到0.84,表明基于Landsat-8 OLI等卫星开展近海港湾黄色物质的遥感探测具有较高可行性。     

基于GOCI的渤海悬浮物分布及日变化遥感初探

悬浮物作为污染物示踪剂,对研究海区陆源污染扩散、分布极为重要。利用2008-2017年渤海多个航次的现场实测光谱和悬浮物浓度数据,研究了渤海表层悬浮物浓度遥感反演算法,发现秦皇岛海域悬浮物算法不同于其他渤海区域。将反演算法应用于GOCI静止卫星影像,得到2015年9月13日8个时相的渤海悬浮物浓度空间分布形态,并探讨了8 h短周期内的变异幅度。研究结果表明:渤海大部分悬浮物浓度较低(0~10 mg/L),短周期内变异幅度很小;悬浮物高值主要分布在以黄河三角洲为中心的渤海湾、莱州湾沿岸一带(最高可达300 mg/L),短周期内变异幅度大(60 mg/L以上,可达200 mg/L);辽东湾辽河口区域、复州湾、金州湾附近海域悬浮物浓度相对较高,金州湾部分区域短周期内变异幅度较高,或与该区域围填海等人为活动有关。     

1999年渤海浮游植物生物量的数值模拟

以浮游植物量、浮游动物量、营养盐浓度 (包括无机氮和无机磷 )以及碎屑量为生态变量 ,在HAMSOM水动力学模式的基础上构建了 1个三维浮游生态动力学NPZD模型。采用此模型研究了渤海 1999年浮游植物量和初级生产力的变化情况 ,模拟结果与实测基本相符。模拟结果表明 :1999年渤海浮游植物量的变化大致呈双峰分布 ,春季水华出现在4,5月份 ,秋季水华出现在 9,10月份 ;受透明度和局地水深的影响 ,渤海湾和辽东湾北部浮游植物量的年变化呈夏季大、冬季小的单峰分布。 1999年渤海不同海区初级生产力的变化特征是 :除莱州湾一年中有春、夏 2个峰值外 ,其它 3个海区都是夏季高、冬季低的单峰分布 ;1999年整个渤海年平均的初级生产力为 2 5 7mgC/m2 /d。     

ADCIRC模式在渤海M2分潮模拟中的应用研究

利用有限元方法的ADCIRC (Advanced Circulation Model)海洋模式,建立了渤海高分辨率的二维潮汐潮流模型,模式结果与实测资料吻合良好.模式成功模拟出了M2分潮在渤海的2个无潮点和3个圆流点,位置与前人的研究结果基本一致.M2分潮流在渤海中央为顺时针旋转的旋转流,在辽东湾、渤海湾和莱州湾基本为...     

莱州湾营养盐空间分布特征及年际变化趋势

基于2004-2014年期间,在莱州湾5月及8月开展的22个航次调查结果,研究了莱州湾营养盐的时空分布特征及年际变化趋势。研究发现:莱州湾溶解态无机氮(DIN)、可溶性磷酸盐(PO_4-P)、可溶性硅酸盐(SiO_3-Si)高值区主要出现在莱州湾西南近岸尤其是小清河口海域,小清河及邻近区域陆源输入是影响莱州湾营养盐空间分布的主要因素。2004-2014年莱州湾DIN中位值变化范围8.14~53.98μmol/L,尽管2004年以来莱州湾DIN浓度呈现降低的年际变化趋势,但仍然高于历史数据。硝酸盐是DIN的主要形态,贡献了DIN组成的83%,亚硝酸盐和铵盐的含量占比分别为7%和10%。莱州湾PO_4-P年际变化呈下降趋势,中位值变化范围为0.03~0.49μmol/L。SiO_3-Si中位值变化范围8.5~52.9μmol/L,8月份年际变化呈下降趋势。小清河营养盐入海通量与莱州湾营养盐含量年际波动具有较好的吻合性,是影响莱州湾营养盐年际波动的重要因素。莱州湾DIN/PO_4、SiO_3/DIN、SiO_3/PO_4中位值变化范围分别为:78.9~1112.4、0.2~2.2、40.2~442.5,其中DIN/PO_4、SiO_3/PO_4年际变化呈升高趋势,SiO_3/DIN年际变化趋势不明显。2004-2014年调查期间,莱州湾存在严重的磷限制及季节性的硅限制,营养类型由20世纪80、90年代的贫营养转变为磷限制潜在性富营养,且磷限制的程度呈加剧趋势。     

渤海灾害性海浪特征分析

渤海是我国的北方内海,海洋捕捞、海上航运、石油平台等海洋生产活动频繁,几乎每年都有由灾害性海浪引起的海难事件发生,造成较大的经济损失和人员伤亡.利用渤海周边10个波浪观测站40余年的海浪观测资料,进行了灾害性海浪特征分析和海浪致灾原因分析,给出了渤海灾害性海浪的时、空变化和分布特征,并对海浪灾害致灾原因进行天气学分析.结果表明:渤海灾害性海浪季节和区域特征明显,冬季多发于渤海海峡和莱州湾,一般强度较强;夏季多发于辽东湾和渤海湾,强度较弱.     

长江口外海水中有色溶解有机物（CDOM）的光吸收特性

基于2008年5、11月2次调查数据,研究了长江口邻近海域水体有色溶解有机物（CDOM）的光吸收特性及其时空分布特征,探讨了CDOM含量、光谱斜率Sg值及其与特征波长下吸收系数a（440）的关系.结果表明,春季该海域有色溶解有机物的吸收系数a（440）的范围为2.232~8.671 m-1,平均值为4.523 m-1;秋季其吸收系数a（440）的变化范围为0.390~6.135 m-1,平均值为2.209 m-1.该水体CDOM吸收曲线基本呈指数衰减趋势.在400~440 nm波段内,春季其光谱斜率Sg值范围为0.002 0~0.014 2 nm-1,平均值为0.008 7 nm-1秋季的介于0.020 8~0.052 6 nm-1之间.平均值为0.037 5 nm-1.同时有色溶解有机物吸收系数a（440）与Sg值存在着较显著的负相关关系.