营口港扩建工程悬浮物对海域环境影响分析

以营口港扩建工程为例,在潮流模拟计算基础上,利用悬浮物扩散模型分析论证了海域施工过程中悬浮物对海域水质及海洋生物的影响。结果表明:施工期对悬浮物影响范围仅局限于港区防波堤范围内,对港区外海域环境影响较小。     

台湾海峡海水透明度遥感监测及时空变化分析

台湾海峡水文气象环境条件及水体光学特性较复杂。本文基于海洋水体固有光学特性和MODIS卫星数据建立了台湾海峡海水透明度的遥感反演模型,利用2005—2012年福建省近岸海域同步获取的海水透明度实测数据对模型的反演精度进行验证,并根据多年遥感反演结果初步分析了台湾海峡海水透明度的分布特点和变化规律。结果表明:台湾海峡遥感反演的海水透明度与实测的海水透明度具有较好的一致性,两者相关系数为0.849,平均相对误差为26.0%,平均均方根误差为0.332m,在中高透明度海区反演误差更低,因此利用建立的遥感反演模型对台湾海峡海水透明度进行卫星遥感监测是可行的。从多年平均的遥感监测结果来看,台湾海峡一般沿岸浅海的海水透明度较低,外海的海水透明度较高;海峡南部的海水透明度明显高于北部,澎湖列岛东南海域海水透明度常年较大;春季和夏季台湾海峡透明度高的海域面积明显比秋季和冬季大,海峡东南部的海水高透明度区春夏季比秋冬季更向北伸展。     

基于模糊评价的福建沿海水质卫星遥感监测模型

卫星遥感技术对于开展连续、实时、大尺度的海洋水质状况监测具有明显优势。该文充分利用卫星遥感的标准算法模型和半分析算法模型分别反演得到叶绿素a、颗粒状有机碳、黄色物质和透明度等海洋生态参数,并选取与福建沿海海水受污染程度密切相关的溶解氧、化学耗氧量、无机氮和活性磷酸盐作为海洋水质的评价因子,通过建立海洋生态参数与海洋水质评价因子两者之间的统计关系模型,在海洋水质综合评价中引入模糊综合评价法,最终建立一套基于卫星遥感和模糊评价的海洋水质监测模型,并利用2009—2013年福建沿海同步获取的海洋水质现场实测数据对模型的反演精度进行验证。结果表明:使用该监测模型开展对福建沿海海洋水质卫星遥感监测是可行的,监测准确率为81%,具有较好的业务化应用前景,由于模型对于Ⅳ类海洋水质监测的准确率明显高于Ⅱ类和Ⅲ类海洋水质,因此,比较适合于福建近岸海域的海洋水质监测。     

FY-3A/MERSI海色产品的真实性检验

FY-3A/MERSI是我国自主研发的第二代极轨气象卫星FY-3A搭载的中分辨率光谱成像仪,其海洋水色产品可为全球海洋生态环境的研究提供基础资料。以美国东北部海域为研究区,利用NASA海洋生物学处理小组(OBPG)海洋生物光学数据库(SeaBASS)的现场观测资料,以及TERRA/MODIS海洋水色产品数据,分别对FY-3A/MERSI海色产品的遥感反射率、色素浓度和有色可溶性有机物(CDOM)443 nm吸收系数进行了真实性检验。结果表明:MERSI 443~685 nm 6个通道的遥感反射率总体偏高、精度较低,叶绿素-a浓度与现场实测值和MODIS叶绿素-a浓度相比精度较低,总色素浓度与现场实测值相比精度也很低,而CDOM产品的精度稍好。要提高MERSI海色产品的精度,首先要加强图像大气校正的研究,在此基础上,进一步开展各要素遥感反演算法的研究。     

厄尔尼诺与南方涛动

厄尔尼诺和南方涛动是一个全球性的气候事件。一次强厄尔尼诺和南方涛动的发生会在全球许多地区几乎同时导致大气候异常,并对南美甚至北美的海洋生物系统产生危害。厄尔尼诺归因于秘鲁沿岸海水的冬季增温,每2～7年这种增温现象明显地扩展到中、东太平洋。南方涛动是活动...     

Observational bifurcation of Wyrtki Jets and its influence on the salinity balance in the eastern Indian Ocean

使用2014年印度洋春季航次布放的GPS漂流浮标阵列观测到了Wyrtki急流分叉现象,并研究了Wyrtki急流及分叉对东印度洋盐度平衡的影响,研究指出Wytki急流分叉经度位置是由赤道上压力梯度和风应力的平衡决定的。使用Argo混合层盐度数据以及OSCAR海流数据进行盐度收支分析显示,Wytki急流和Wyrtki急流的分叉对东印度洋盐度分配有着重要的影响,Wyrtki急流东向输送西印度洋高盐水,Wyrtki分叉输送赤道高盐水分别到达苏门答腊-爪哇沿岸和孟加拉湾,抑制那里的海水淡化。     

基于卫星和Argo观测的阿拉伯海中北部海表盐度季节和年际变化

基于美国国家航天局（NASA）发射的水瓶座（Aquarius/SAC-D）卫星和欧洲航天局（ERA）发射的土壤湿度与海洋盐度（SMOS）卫星的观测资料,以及Argo海表盐度资料,重点分析了阿拉伯海中北部海表盐度的季节和年际变化.年平均情况下,Argo、Aquarius和SMOS表现出相似的海表盐度分布形态,均表现了阿拉伯海中北部高达36.5 psu的高盐特征.阿拉伯海中北部海表盐度在2—3月出现最低值,在4月之后快速升高,并在夏季西南季风的成熟阶段达到最高.阿拉伯海中北部海表盐度显著的季节变化与季风风场引起的大量蒸发和平流输送相关.夏季风期间,Ras al Hadd急流将来自阿曼湾的高盐水向东向南输送到阿拉伯海中北部海域,使海表盐度升高并达到最高值;冬季风期间,冬季风环流系统在印度半岛西侧海域形成向北的低盐水输送,造成阿拉伯海中北部海表盐度降低.该低盐水平流在冬季风后期能够影响到阿曼海.阿拉伯海中北部海表盐度年际变化主要与季风驱动的季风环流系统的变化相关,尤其是冬季风期间向北流动的印度西侧沿岸流的强弱与该区域海表盐度年际变化关系密切.     

南海夏季海流的数值模拟

用一个水平分辨率较高的区域海洋模式计算了中国海的海流。本文给出了南海７月份的上层环流的数值模拟结果。结果表明:在南海北部的陆架区，一支较强的东北向海流穿过台湾海峡流入东海；在海南岛东南和越南沿岸以东海域有一个气旋式的涡旋；南海南部被一个反气旋式的大涡旋所占据。计算得到的这些环流特征与观测结果十分一致。另外，数值模拟结果还显示出，黑潮的一个分支通过巴士海峡的南部进入南海，虽然一部分海水不断被陆架诱导流向东北，但是仍有一部分海水可以一直向西流到海南岛以东海域。     

近海面风场对黄东海域海平面特征影响的分析与模拟

基于1993—2012年TOPEX/Poseidon(T/P)卫星海平面异常SLA(Sea Level Anomaly)数据和FSCR(Climate Forecast System Reanalysis)再分析风场资料,分析黄东海域近20 a海平面的时空分布特征,尤其是不同时间尺度风场影响的变化特征,进而通过区域海洋模式对海面高度短期变化的可能机制进行探讨。结果表明:1)黄东海域海平面多年平均状态为南高北低,近海面季节性风场在岸线分布和海水热膨胀特征下,造成海面冬春季偏低,夏秋季偏高。近20 a黄东海域平均风速逐步减弱,平均海面上升速率为2.9 mm/a。2)风场的短期活动主要为灾害性大风,统计显示冬夏寒潮大风和台风大风均呈频数减少、强度增强的趋势。运用FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)模拟分析台风和寒潮作用下黄东海域海平面的变化,发现台风强风可形成辐散式海流气旋式涡旋,对应海面为下凹负值中心;北路寒潮大风可形成海流反气旋式涡旋,对应海面为上凸正值中心。两类涡旋的强海流部分增强了海面倾斜度。3)强海流部分动能和动量迅速向海水深部下传,无论在深度和强度上,寒潮造成的海流涡旋动能和动量下传比台风涡旋更迅速,更强。这与寒潮降温引起的海洋层结不稳定对流作用有关。     

江苏沿海气象灾害预报及产业警示技术

为了更好地开展海洋气象预报服务,江苏省海洋气象台和3个市级海洋气象台就江苏沿海气象灾害预报技术和产业警示技术进行了相关合作,通过对沿海不同海域大风、大雾、海浪等灾害性天气预测、预警方法的共同研究,构建了不同海域的海洋气象预报业务流程,同时还针对该地区产业气象发展的需求,开发了航海、盐业、港口工程、围滩涂海、海水淡水养殖、海滨旅游等产业气象警示预测创新项目。文章介绍了江苏沿海气象灾害预报和产业警示的主要技术方法。     

大连金州地区海陆风特征分析

根据2005年大连金州气象站的常规风向风速资料对金州地区的海陆风特征进行了分析,并应用MM5v3模式模拟了海陆风发生时的风场变化,计算了海风和陆风延伸到内陆和海面的距离。结果表明:大连金州地区海陆风的发生主要受太阳辐射强度和海陆温差的影响,在春夏季晴朗天气条件下海陆风发生的频率较高、平均风速较大,而海陆风的延伸距离主要受风速影响。     

低径流量条件下海平面上升对长江口淡水资源的影响

基于长江口水动力及盐水入侵三维数值模式ECOM-si,统筹考虑气候变化导致流域极端低径流量的前提下,研究在未来（2030、2050和2100年）海平面上升过程中,长江口淡水资源分布及总量变化过程,探讨河口三大重要水库取水活动对海平面上升的响应,对防范未来可能出现的盐水入侵危害具有重要作用,也为长江口水源地建设与水库取水调度提供理论依据和技术支持。1999年冬季、2006年秋季和2011年春季期间长江径流量均为自1980年以来的同期最低,且长江口均发生了极为严重、影响巨大的盐水入侵,考虑到径流量的季节变化特点,选取上述3个时期的径流量作为上游边界条件。结果表明,长江口淡水资源在1999年冬季径流量条件下随海平面上升而减少,至2100年大、小潮期间淡水总量相比于2012年分别减少42%和41%,水库最长不宜取水天数增加70%以上;在2006年秋季径流量条件下,淡水资源随海平面上升而减少,但在海平面上升至2050年情况下,河道水位抬升使进入北支的径流量增加,削弱盐水倒灌,水库最长不宜取水天数减少40%~50%;在2011年春季径流量条件下,淡水资源在海平面上升至2100年后大、小潮期间分别减少43%和20%,水库最长不宜取水天数增加1~3 d。     

Spatial and Temporal Features of Synoptic and Mesoscale Variability of the Baltic Sea Level

The spatial and temporal features of synoptic and mesoscale variability of the Baltic Sea level are studied using long-term hourly data. The spectral analysis revealed significant difference in the structure of the sea level spectra between the Gulf of Bothnia and the Gulf of Finland. The maximum variance of the synoptic sea level variability is observed at the head of the Gulf of Bothnia and in the southwestern part of the Baltic Sea, whereas the maximum variance of mesoscale variability is registered at the head of the Gulf of Finland and in the southwestern part of the sea. The minimum variance of synoptic sea level variability was observed in the Gulf of Bothnia in the 1950s–1960s, and the maximum was recorded at the beginning and at the end of the 20th century. The series of interdecadal variability of synoptic sea level fluctuations have a weak negative trend up to ?0.11 cm²/year in Kungsholmfrost. A significant qualitative and quantitative correlation was detected between the interannual variability of variance of mesoscale sea level variations in the Gulf of Finland (Gornyi Institut) and the Gulf of Riga (Parnu) and the interannual variability of the NAO index.     

Sea level rise and South Florida coastal forests

Coastal ecosystems lie at the forefront of sea level rise. We posit that before the onset of actual inundation, sea level rise will influence the species composition of coastal hardwood hammocks and buttonwood (Conocarpus erectus L.) forests of the Everglades National Park based on tolerance to drought and salinity. Precipitation is the major water source in coastal hammocks and is stored in the soil vadose zone, but vadose water will diminish with the rising water table as a consequence of sea level rise, thereby subjecting plants to salt water stress. A model is used to demonstrate that the constraining effect of salinity on transpiration limits the distribution of freshwater-dependent communities. Field data collected in hardwood hammocks and coastal buttonwood forests over 11 years show that halophytes have replaced glycophytes. We establish that sea level rise threatens 21 rare coastal species in Everglades National Park and estimate the relative risk to each species using basic life history and population traits. We review salinity conditions in the estuarine region over 1999?C2009 and associate wide variability in the extent of the annual seawater intrusion to variation in freshwater inflows and precipitation. We also examine species composition in coastal and inland hammocks in connection with distance from the coast, depth to water table, and groundwater salinity. Though this study focuses on coastal forests and rare species of South Florida, it has implications for coastal forests threatened by saltwater intrusion across the globe.     

东北半干旱地区夏季能量水分传输过程分析

利用2015年8月锦州气象站的观测资料和中国地面气候资料日值数据集(V3.0),分析东北半干旱地区夏季能量水分传输过程。结果表明:锦州地区8月两次降水过程对近地面气象要素造成的差异较为明显。锦州站2 m气温和比湿都具有明显的日变化特征,较深层土壤升温与浅层土壤升温相比存在滞后效应。8月锦州站的CO2通量平均值为-0.17 mg/(m2·s),表现为"碳汇"。陆—气之间的能量交换主要依赖于水汽相变所传输的能量。地表反照率的日变化趋势大致为"U"型。潜热通量和感热通量平均值分别为71.9、29.7 W/m2。强烈的向下短波辐射使土壤和地表增温,同期降水量也偏少,是2015年夏季该地区出现的干旱的主要原因。能量不平衡的现象普遍存在,在考虑能量平衡时,考虑土壤热储量情况下的能量闭合率比不考虑时高2%～3%,夜间数据可以忽略。云量的增多会降低能量闭合程度。     

2009年秋季珠江口咸潮与风场变化的关系

利用珠江口大万山站潮位资料,横栏岛风资料和磨刀门、横门水道咸潮观测资料,采用对比和相关分析等方法,分析2009年秋季珠江口咸潮与潮位、风场变化的关系,1984～2009年秋、冬月份海平面长期变化趋势。结果表明:咸潮的发生均对应着高海面期且风向偏东,而低潮位时期且偏北风有利于补水。月平均海平面变化方面,珠江口与南海呈准同步变化。大万山站1984～2009年9、11和12月的海平面上升率高达5～6mm/月。2009年9、10月的海平面为近30年来的最高值年,11月为第3高值年。     

The transport of water,heat and salt through the strait of Belle Isle

Abstract

We present an analysis of current‐meter, sea‐level and hydrographic data collected in the Strait of Belle Isle and the northeastern Gulf of St Lawrence. From an array of moorings in the Strait from July to October 1980, we calculate a net transport into the Gulf of 0.13 × 10⁶ m³ s^?1 and show that the mean and eddy fluxes of heat through the Strait represented a net loss of heat to the northeastern Gulf. The estimated rate of loss of heat is less than the long‐term mean computed by Bugden (1981) but becomes comparable if adjusted for interannual changes of transport and water temperature. Moreover, the 1980 data permit the permanent tide‐gauge stations in the Strait at West Ste Modeste and Savage Cove to be levelled relative to one another, thus allowing surface currents to be calculated from sea‐level alone. Hence the long‐term wintertime transport into the Gulf can be calculated after fractional effects on the vertical structure of the flow are considered. During an average winter it appears that advection through the Strait can account for about 35% of the Gulf Intermediate Layer. A multiple regression involving average Intermediate Layer temperatures over 9 years suggests that winter air temperature in the Gulf, representative of atmospheric cooling, and sea‐level difference across the Strait, representative of advection, are equally important variables and together account for 50% of the Layer's temperature variability. Analysis of current‐meter, sea‐level and hydrographic data collected in 1975 supports earlier hypotheses that the strongest inflow of water with ? < 0° C and salinity between 32 and 3 3 should occur in winter. It appears that during the 1975 field program the inflow was about 0.6 × 10⁶ m³ s^?1, which is about twice the long‐term average for January to May.     

南海西北部一次海上海雾的微物理及化学特性分析

利用2017年3月MICAPS资料、欧洲气象中心再分析ERA-Interim数据及在南海西北部海上的海雾观测数据,分析了南海西北部一次海上海雾的微物理特征和雾水化学特性,并将海上海雾与南海岸边海雾进行对比分析。结果表明:此次海雾为南海偏南暖气流移至冷海面发生冷却并达到饱和而形成。海雾过程中气压与气温变化趋势相反,相对湿度不断增加,雾滴数浓度、液态含水量和平均直径的平均值分别为198 cm-3、0.116 g/cm3和5.6 μm。相比广东湛江东海岛和广东茂名博贺地区岸边海雾个例,本次海上海雾水汽充足,雾滴偏大。本次海雾属于酸性海雾,pH值变化范围为2.51~3.50,海雾后的雨水样本pH值则为4.05。海雾发生初期电导率比其它阶段高很多,说明海雾发生的初始阶段雾水溶解了大量的气溶胶。海上雾水中Na+和Cl-浓度最高,浓度分别为32 535 μmol/L和53 466 μmol/L,K+浓度远高于Mg2+和Ca2+,而东海岛岸边海雾相反。      

海平面上升背景下上海市长江口水源地供水安全风险评估及对策

分析和甄别上海市需水系统和长江口水源地供水系统风险因子,建立基于水资源供需平衡的上海市水源地供水安全风险评估模型,并采用系统动力学预测模型和高分辨率非正交曲线网格移动潮滩边界的长江河口盐水入侵三维数值模型,分别计算分析2030年人口增长、径流减少和海平面上升等3种风险因子叠加作用下的上海市需水量与长江口陈行、东风西沙和青草沙3个水源地的可供原水量,并进行供需比较分析和供水安全风险评估。结果表明：在海平面分别上升10和25 cm、枯季平均径流和没有新增水源条件下,2020年的缺水量分别为39万和74万m³/d,特枯水文年供水能力降低19万m³/d;若新增没冒沙水源300万m³/d,可缓解上海市2020年的缺水状况。     

The influence of the North Atlantic on climate variations in the Barents Sea and their predictability

The effects of Atlantic water inflow on the climate variability in the Barents Sea are studied. Initial data are the series of water temperature at the Kola meridian cross-section, monthly values of ice extent, air temperature at the stations, sea level pressure from the reanalysis data, and sea surface temperature. The methods of multivariate correlation, spectral, and factor analysis and EOF decomposition are used. It was found that variations in the Atlantic water inflow define the main part of interannual variability of sea ice extent, water temperature, and air temperature in the Barents Sea in the cold season. The influence of regional atmospheric circulation on the interannual variability of these parameters is small. The effects that water temperature anomalies in the area of Newfoundland and in the equatorial part of the North Atlantic have on climate parameters in the Barents Sea are discovered. The response of these parameters lags behind the respective anomalies by 9-58 months. The high correlation between them makes it possible to develop the method of statistical forecasting of sea ice extent and water temperature in the Barents Sea with the lead time up to 4 years.