中国近海海洋水文气候区划──Ⅰ．主因子分析

根据中国近海历年高校资料，选取了１９个对海洋水文气候有影响的要素特征值，用Ｒ型主因子分析方法，找出６个主要综合因子，其累积方差贡献率为９１．０６％，充分反映了原有的信息。对这６个主因子的因子载荷矩阵作方差最大正交旋转，使各主因子的载荷值向１或０两级分化。结果表明，第一主因子Ｆ１是由海洋热量状况起主导作用的，第二主因子Ｆ２主要受海底地形的影响。其余的主因子Ｆ３，…，Ｆ６分别受平均最低水温出现旬期、表     

中国近海海洋水文气候区划──Ⅱ.聚类分析和模糊聚类软划分

本文对文献[1]给出的中国近海历年海洋水文气候要素的主因子分析结果,进行了谱系聚类分析和模糊聚类软划分,把中国近海划分为3个气候带、9个气候区和1个亚气候区.通过与水文季节分布特征及海洋动、植物种类区系分布特征的对比分析,结果表明,各个气候区都有其特有的季节特征及生物区系分布特征,均相互对应,从而证明上述10个气候区的划分是合理的.     

用频率分布数字特征对中国近海水文气候区划的验证

利用国家海洋信息中心国内海洋文档资料（１９５３－１９８８）和日本气象厅《东中国海表层月平均水温３０年（１９５３－１９８２）报》等资料,将中国近海按１５３个统计区统计了水、气温频率分布的数字特征值,经主因子分析,求得累积贡献率达９５．２９％的３个主要因子,再用模糊聚类软划分方法将中国近海划分为３个气候带和１０个气候区,本方法所取特征值能完整地反映数列的频率分布特征,避免了选取气候特征值时的主观随意性     

中国近海季风和热带气旋活动的气候特征及其对南海水文季节结构的影响

本文的目的旨在研究南海全年皆夏的海区是否终年如一，有无季节性差别，根据南海季风显著、台风频繁的特点，在分析中国近海季风和热带气旋活动的统计特征的基础上，通过实例分析了季风和热带气旋对南海水文特征和季节结构的显著影响，认为南海的全夏海区，虽全年皆夏，但并非终年如一．根据冬、夏季风各个发展阶段的标志日期和台风频率的季节性特征，南海全夏海区的水文季节结构可分为孟夏、仲夏、盛夏和晚夏四个时期，并对各个时期的具体划分和水文的季节性特征作了论述．     

GIS支持下的中国近海海洋水文、气象资料产品管理信息系统

地理信息系统(Geographical Infomatio System,GIS)是一种先进的用于存储、处理与地理空间分布有关的多种信息的计算机空间数据管理与分析系统。近年来,随着GIS技术的不断发展和普及,在我国各个领域应用也越来越广泛、深入,在海洋研究领域也是如此。我单位承担的“中国近海海洋水文、气象资料产品管理信息系统”就是基于GIS技术设计的。     

中国近海季风和热带气旋1)活动的气候特征及其对南海水文季节结构的影响

本文的目的旨在研究南海全年皆夏的海区是否终年如一,有无季节性差别,根据南海季风显着、台风频繁的特点,在分析中国近海季风和热带气旋活动的统计特征的基础上,通过实例分析了季风和热带气旋对南海水文特征和季节结构的显着影响,认为南海的全夏海区,虽全年皆夏,但并非终年如一。根据冬、夏季风各个发展阶段的标志日期和台风频率的季节性特征,南海全夏海区的水文季节结构可分为孟夏、仲夏、盛夏和晚夏四个时期,并对各个时期的具体划分和水文的季节性特征作了论述。     

俄罗斯与邻国间的海洋边界划分

俄罗斯是一个海洋大国。它濒临北冰洋、太平洋和大西洋,有十多个边缘海和众多的海洋邻国,其海岸线长达43000多公里,拥有大陆架面积1000多万平方公里。1991年12月苏联解体,俄罗斯基本上继承了前苏联的管辖海域及其海洋资源的主权权利,然而由于爱沙尼亚、立陶宛、乌克兰和格鲁吉亚等国的建立不可避免地改变了原来的地缘状况,从而也不同程度地改变了以往签署的海洋边界线形态。目前,它同日本、挪威和罗马尼亚的边界全部或大部分     

海洋管理中的海洋区域划分方案探讨

“海洋”是地球上与“大陆”相对应的巨大水体及其底土,而“海”是大陆边缘区较浅的“洋”,也是沿海国家海洋权益保障和海洋资源开发的主要区域。由于海洋自然条件的差异性十分明显,因此海洋管理和海洋科学研究中,常以“近海” “近岸海域”“浅海海域”等概念表示特定的海洋区域,尤其是在海洋管理中,这些特定的海洋区域往往指向有针对性的管理政策和管理目标,如《全国海洋功能区划（２０１１—２０２０年）》的主要量化目标即是针对“近岸海域”。然而,在海洋管理中,目前尚没有公认的海洋的区域划分方案,这也对管理政策的制定和落实构成了阻碍。文章以海洋地理学和海洋地质学中的海洋区域划分方法为基础,结合国际海洋法规和国内海洋管理实践的研究,尝试提出一个兼顾自然科学和管理科学的海洋区域划分方案。     

一种用于海洋水文观测仪器的接口电路

ＭＣＳ－５１单片机在智能仪器、仪表、数据采集及测量等领域中的应用日益广泛。它具有集成度高、系统结构紧凑、价格低廉等特点。但是它的内存空间与系统机相比较小。在某些海洋水文观测应用领域，如石油平台自动气象数据采集系统，水库大坝水位自动监测系统等需连续工作数月甚至１ａ以上，数据采集时间长、参数多、数据量大，ＭＣＳ－５１单片机的内存空间显然就不够用，必须把ＭＣＳ－５１单片机采集的原始数据传输到ＰＣ机中去，以便ＰＣ机进行大容量的数据存贮和做进一步的数据处理。本文介绍一种简便的接口电路及编程方法，能够方便地…     

星载SAR遥感在海洋水文观测中的应用探讨

本文根据海洋水文现象的特征,研究和探讨了星载合成孔径雷达(SAR)遥感在海浪、海洋内波等中尺度海洋水文现象中的应用现状和发展前景。同时指出,由于星载SAR遥感具有观测时效高,观测区域大,受环境条件限制小等特点,其获取海洋信息的手段是用地面观测手段所不可代管的。     

我国海洋水文调查设备的发展历程

中华人民共和国成立70年来,我国海洋调查技术在各方面都取得了突破性进展。文章简要叙述了我国海洋水文调查的历史及发展,着重介绍了我国海洋水文调查中的温盐观测设备、海流观测设备、海浪观测设备、海洋浮标和潜标设备的发展历程,剖析了我国海洋水文调查设备发展中存在的问题。最后,提出尽快出台国家层面顶层设计和长远规划,从政策层面鼓励支持企业投入前沿基础研究和核心技术研发,加强军民融合、实现军民优势互补等相应的建议。     

中国近海海洋水文气候区划──Ⅰ．主因子分析

根据中国近海历年调查资料，选取了１９个对海洋水文气候有影响的要素特征值，用Ｒ型主因子分析方法，找出６个主要综合因子，其累积方差贡献率为９１．０６％，充分反映了原有的信息。对这６个主因子的因子载荷矩阵作方差最大正交旋转，使各主因子的载荷值向１或０两极分化。结果表明，第一主因子Ｆ１是由海洋热量状况起主导作用的，第二主因子Ｆ２主要受海底地形的影响。其余的主因子Ｆ３，…，Ｆ６分别受平均最低水温出现旬期、表层盐度年变差及其１月平均值，以及地理纬度的影响。气候特征的物理成因十分清楚。根据各站这６个主因子的得分数，在两两因子轴平面上的点聚图，将中国近海初步划分成６个水文气候区：渤、黄海温带气候区（Ⅰ），东海过渡性亚热带气候区（Ⅱ１），东海黑潮流域亚热带气候区（Ⅱ２），黑潮右侧冷暖涡亚热带气候区（Ⅱ３），南海中部热带气候区（Ⅲ１）和赤道热带气候区（Ⅲ２）。并对各气候区的气候特征作了分析。此外，还用Ｑ型主因子分析法进行了验证，结果完全一致。证明本文的初步气候区划是可靠有效的。可作为详细区划的基础。     

海洋资料同化对气候季节-年际预测技巧及初始场的影响试验

集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman filter, EnKF)是一种国内外广泛使用的海洋资料同化方案, 用集合成员的状态集合表征模式的背景误差协方差, 结合观测误差协方差, 计算卡尔曼增益矩阵, 有效地将观测信息添加到模式初始场中。由于季节、年际预测很大程度上受到初始场的影响, 因此资料同化可以提高模式的预测性能。本文在NUIST-CFS1.0预测系统逐日SST nudging的初始化方案上, 利用EnKF在每个月末将全场(full field)海表温度(sea surface temperature, SST)、温盐廓线(in-situ temperature and salinity profiles, T-S profiles)以及卫星观测海平面高度异常(sea level anomalies, SLA)观测资料同化到模式初始场中, 对比分析了无海洋资料同化以及加入同化后初始场的区别、加入海洋资料同化后模式提前1~24个月预测性能的差异以及对于厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-southern oscillation, ENSO)预测技巧的影响。结果表明, 加入海洋资料同化能有效地改进初始场, 并且呈现随深度增加初始场改进越显著的特征。加入同化后, 对全球SST、次表层海水温度的平均预测技巧均有一定的提高, 也表现出随深度增加预测技巧改进越明显的特征。但加入海洋资料同化后, 模式对ENSO的预测技巧有所下降, 可能是由于模式误差的存在, 使得同化后的预测初始场从接近观测的状态又逐渐恢复到与模式动力相匹配的状态, 加剧了赤道太平洋冷舌偏西、中东部偏暖的气候平均态漂移。     

基于GIS的海洋水文信息系统的设计与实现

对于大量来之不易的海洋水文数据,传统的管理方式不便于信息的查询、可视化和综合分析。利用GIS技术对海洋水文数据的管理和可视化方法进行研究;基于空间位置管理水文数据,并以矢量图、统计直方图等方式对水文数据进行可视化表达;基于MapObjects进行了海洋水文信息系统的开发实践,实现了数据管理、地图浏览、信息查询、水文专题地图自动绘制等功能。为海洋水文数据的科学管理和可视化提供了有效方法,是"数字海洋"工程建设中的有益探索。     

气象水文海洋仪器可靠性强化试验技术应用研究

海洋仪器可靠性是影响海洋仪器工程化和产业化的关键因素,已成为制约我国海洋仪器发展的一大瓶颈问题。针对海洋仪器可靠性提升的需求,本文综述分析了国内外海洋仪器可靠性研究现状,提出了一套适用于气象与水文海洋仪器的可靠性强化试验方法,以定点CTD(温盐深)、气温和气压等海洋水文气象测量仪为研究对象,设计了热应力步进、快速温变、振动步进以及综合环境应力等可靠性强化试验剖面并开展了相关试验。试验结果显示强化试验激发了海洋仪器故障,通过故障定位分析和设计改进,有效提升了设备可靠性水平。本文研究成果可为同类海洋仪器设备可靠性强化试验的开展提供良好借鉴。     

气候-海洋变动的生态响应研究进展

以对太平洋与大西洋现象的观察和分析为主线,论述了年际与年代际变动及其可能的机制,综述了气候-海洋变动生态响应国际、国内的研究现状。在太平洋和大西洋都出现了类似的浮游动物、鱼类群落组成和丰度的年际及年代际变动的现象,并发现了直接与某些强E lN in~o事件对应的从营养盐到叶绿素含量变动的信号,虽然目前尚缺乏物理-化学-生物过程上长期、有力的观测证据,但是海流的强弱变动很可能是导致这种生态响应的关键驱动力。国内在该领域的研究相对比较薄弱,未来需要着力解决该领域中存在的生态响应机制、区域响应形态不清等关键的科学问题。     

中国近海海表温度变化的极端特性及其气候特征研究

本文基于1982–2017年日再分析数据,分析了中国近海海表温度变化的极端特性、历史演变、空间格局及可能影响,并探讨了与全球变化和区域气候变率的关联性。近30多年来,中国近海海表总体升温明显,尤以春季长江口附近及以南的外部近岸海域升温最为显著,线性升温速率高达0.2°C/(10 a)。相比而言,沿岸海域对气候变暖暂缓的响应可能更为明显;极端高(低)温强度以显著增强(减弱)为主,尤以春(夏)季幅度最大。沿岸海域春季极值温差增强显著,易通过物候变化引起生物迁移和赤潮等生态灾害突发、频发;北部海域极端事件持续天数大于南部,其中,黄海、东海极端高温持续天数增加显著,可能对渔业资源产生较大影响。受气候变暖暂缓影响,极端低温持续天数亦显著增加;极端高温在长江口附近,台湾海峡和南海北部等海域累积频次上升显著,未来极端海洋热浪事件可能持续增加,将对南海珊瑚礁等产生较大影响。极端低温累积频次以显著降低为主。然而长江口及以南沿岸极端低温在冬春季增强明显,可能对红树林等产生一定影响;太平洋年代际振荡(PDO)暖位相期间,ENSO暖事件得到增强,易引起中国近海海表极端低温的频发。北极涛动(AO)正位相时,限制了极区冷空气向南扩展,中国近海海表极端高温频次趋于增加,其危险性增强。     

中国近海现场海洋观测系统设计评估

中国科学院正在发展一个在中国近海(包括黄海、东海和南海)现场海洋观测系统。观测系统包括3个沿岸观测站点、4个近海离岸浮标和由观测船只按固定航线做的船舶观测断面。观测站点、浮标和断面的位置已经预先确定,这个计划在2008-2011实施。利用基于卡尔曼理论的样本集合方法对这样一个能够监测大尺度的季节和年季变率的观测系统设计进行了评估。根据卡尔曼滤波理论,用集合样本的方法能够给出经过同化这个观测系统位置的观测资料后能够减少多少分析误差和分析场的不确定性。用2个来自不同模式、不同分辨率的模式的结果作为集合样本来计算静态的背景误差协方差,这2套样本分别是来自分辨率是0.5°×0.5°的模式同化结果和高分辨0.125°×0.125°的模式结果。由这2个不同资料得到的结果是一致的。发现来自3个近岸和4个离岸浮标得到的观测能够有效地减少SST在渤海、黄海、东海和南海中部的分析误差。然而在越南东部和台湾东部海域,分析误差减少的百分比相对要小。最后,给出了中国近海最优的观测位置序列设计。     

海洋波动的波谱分析和尺度划分

对垂直切变基本流中刚盖海洋的大、中尺度波动作了波谱分析.发现随着基本流切变的增大和扰动波长的减小,涡旋波和重力惯性波的连续谱区会互相靠拢,最后发生重叠,这时已不能区分为快波、慢波;而能否重叠的关键在于临界波长与扰动波长的相对大小;基本流切变越大,扰动波长越短,重叠现象就越严重.这可用作尺度划分的客观标准.当波动尺度大于临界波长时,属大尺度,这时涡旋波和重力惯性波连续谱区互相不重叠,涡旋波是准地转的;当波动尺度小于临界波长而大于临界波长一半时,出现了涡旋波与重力惯性波连续谱区重叠的现象,并出现了涡旋-重力惯性混合波,而涡旋波是非地转的,此时运动属α中尺度.当波动尺度小于临界波长一半时,则已无纯粹的涡旋波,只有涡旋-重力惯性混合波和纯粹的重力惯性波,此时所有的运动均是非平衡的,该运动属β中尺度.采用这一方法划分的尺度标准与通常的标准在量级上相一致.     

中国近海沿岸海洋溢油事故研究

为保护我国海洋生态环境以及更好地开展海洋溢油污染防控工作,文章调查并整理1974—2018年我国近海沿岸发生的50 t及以上海洋溢油事故资料,并从溢油次数、溢油总量、年际变化、区位分布、发生原因、油品类型以及同期相关经济数据等方面进行综合性分析。研究结果表明:对海洋溢油事故资料的综合性分析可为新时期海洋溢油污染防控工作提供重要依据;研究期内有效统计海洋溢油事故共117次,溢油总量达到186 105 t;溢油事故数量整体呈现下降趋势,连续大规模溢油出现在1996—2005年;山东溢油事故的发生次数最多,广东溢油事故的溢油总量最大,福建和环渤海水域受灾点较多;船舶碰撞是溢油事故发生的主要原因,而非船舶性原因的海洋溢油过程更加难以控制,造成的社会经济损失巨大;柴油、燃油和原油为主要溢油油品,新时期海洋溢油油品向多元化转变。