LOESS四维客观分析在中国近海的应用

利用全国海洋综合调查资料和世界大洋数据库(WOD)资料,运用局部加权回归法(LOESS)四维客观分析方案对中国近海的温度场进行了客观分析,将散布在空间中的温度资料点插值到均一的网格中。在分析中充分考虑了中国海曲折复杂的海岸特点,将底深调整系统(TAR)和障碍调整系统(BAR)整合到四维插值系统中,使得资料点空间权重的计算更为合理。计算结果显示,LOESS客观分析方案充分考虑了空间因素(经度、纬度、深度)和时间因素,能客观反映出中国近海一年四季的温度时间-空间结构。通过与Kriging插值方法的对比,发现LOESS方法能更精确地把中国近海温度结构反映出来。     

2008年冬季台湾海峡及其邻近海域QuikSCAT卫星遥感风场的检验及应用分析

采用布放在台湾海峡及其邻近海域的2个浮标对2008年冬季（2008年12月至2009年2月）QuikSCAT卫星遥感观测的风场资料进行了检验.结果表明,这两者风速的相关系数为0.93,平均偏差为-0.03 m/s,均方根误差为1.10 m/s,平均绝对误差为1.54 m/s;风向平均偏差为-9.53°,均方根误差为22.83°,平均绝对误差为33.84.°这表明QuikSCAT卫星遥感风场资料在台湾海峡及其邻近海域冬季风观测中具有很高的适用性.本文利用2008年冬季QuikSCAT卫星遥感的平均风速场,分析了在＂狭管效应＂影响下台湾海峡及其邻近海域的风速特征.结果显示其平均风速具有3个基本特征：（1）台湾海峡中部存在着明显高于附近其他海域的高风速区,平均风速高出1~4m/s,风速高值区更贴近海峡东岸.（2）台湾海峡南部平均风速大于北部.（3）台湾岛东北角和西南角各有一个风速低值区.结合对2009年2月15~18日一次冷空气大风过程的分析发现,风速越大台湾海峡＂狭管效应＂越明显.     

东亚夏季低层大气环流对东海及其邻近海域海温异常响应的数值试验

利用NCEP/NCAR的再分析资料、全球海温资料(OISST)及区域气候模式(RegCM3)研究了东亚夏季低层(925hPa)大气环流对东海及其邻近海域热力异常的响应.结果表明,夏季,当东海及其邻近海域的海温升高0.5和1.0℃时,在中国东部和东海及其邻近海域上空均会出现一个异常的气旋性环流,而且海温越高,气旋性环流越明显,并在海面上空形成辐合中心;反之,当东海及其邻近海域海温降低时,中国东部和东海及其邻近海域上空将出现一个异常的反气旋性环流,并在海面上空形成辐散中心.东海及其邻近海域夏季海温的异常可通过热力作用影响低层大气的辐合(散)和垂向运动,并影响局地低层大气和上层海洋的相互作用,从而使得东亚大气环流发生改变,进而可能对中国大陆东部气候和近海环境的变化产生重要作用.     

春、秋季台湾海峡海-气CO2通量及其影响因素

于2014年的5月(春季)和9月(秋季)在台湾海峡及其邻近南海和东海海域,采用水气平衡法进行了2个航次的海表和大气pCO_2连续走航观测,同时获取了海表温度、海表盐度、风速及气压等数据,并采用海-气CO_2分压差减法估算了海-气CO_2通量.结果显示,春、秋2个航次平均海表pCO_2分别为387±16μatm和408±18μatm.温度是影响台湾海峡及其邻近海域海表pCO_2的主控因子,水团混合和其他因素等也对海表pCO_2有一定影响.2014年春、秋季节,对研究区域的海-气CO_2释放通量的估算结果分别为0.11±1.60 mmol/(m2·d)和2.51±1.10 mmol/(m2·d).台湾海峡海表pCO_2既存在显著的季节变化,又存在较大的空间差异.     

西北太平洋异常变化

根据国家海洋局全部海洋站的水温和水位资料,以及“热带海洋和全球大气(TOGA)”的ADCP测流和CTD资料计算并分析了黑潮源流区输入西北太平洋的北向质量通量和西北太平洋及其邻近海域的水温、水位的异常变化,同时还应用美国宇航局Goddard地球观测系统(GEOS)/四维资料同化系统(DAS)计算并分析了西北太平洋的海面潜热通量的空间和时间变化.结果表明,北向质量通量具有明显的年际变化.这种年际变化与西北太平洋水温、水位和潜热通量的变化有着合理的因果关系.当前者减少时,后3者也明显减小.其物理解释是从热带西太平洋输入西北太平洋的海水质量和热量的减少将导致西北太平洋的减水和热量收入的减少,而热量收入的减少又将会引起水温和潜热通量的减小.     

多源卫星高度计有效波高数据融合方法研究

有效波高数据融合可以弥补单颗卫星高度计数据存在的时间和空间分辨率不足的问题,为有效波高的海洋学应用提供更精确的分析资料.对反距离加权法、克里金插值法和逐步订正法等数据融合方法进行了研究,得到了适合于有效波高数据融合的模型和参数,并利用GFO,Jason-1和Envisat高度计获取的我国海域及其邻近海域有效波高数据,对不同融合方法、滤波器窗口和卫星个数等影响融合结果的因素进行了分析,结果表明:(1)融合后的有效波高分布特征与前人多年统计分析结果基本一致;(2)数据较密集时,不同融合方法的结果差别不大;(3)选择的滤波器窗口大小与时间分辨率有关,对于时间分辨率为10d的融合而言,采用2.5°×2.5°~3°×3°大小的滤波器窗口所得到的融合结果最合适;(4)参加融合的卫星个数至少为3颗.     

台湾海峡及邻近海域冷空气过程风-浪关系的观测分析

基于2016年11月—2017年3月台湾海峡及邻近海域7个浮标的风、浪观测数据,在对该海域风、浪特征统计的基础上,针对9次冷空气过程,进行海浪对风的滞后响应分析,建立该海域的风-浪推算关系,并对多种风-浪推算方法在该海域的适用性进行比较分析,探讨该海域风区长度情况,得到以下结论:(1)冷空气过程中,海浪滞后风的时间从北到南、从近岸到远海,整体呈增大的趋势,滞后时间主要受风区长度的影响;(2)拟合得到该海域风-浪推算方法(台海法),H_s=0.946 1×(U_2)~(0.66),拟合结果r=0.90,RMSE=0.37 m;(3)9种风-浪推算方法中,SMB法(深水)、SMB法(任意水深)、Wilson法(深水)、Wilson法(任意水深)、规范法、海大法、台海法这7种方法在台湾海峡及其邻近海域适用性较好;(4)该海域冷空气过程下的风区长度范围的大致在50~550 km,主要集中在250~350 km。     

台湾海峡及邻近海域海面热量平衡分布特征

本文利用1961—1985年历次台湾海峡及邻近海域水文气象调查资料,计算分析了该海域海面吸收辐射、有效回辐射、蒸发耗热、海-气感热交换的时空分布,给出了该海域热量平衡年平均状况和季节变化特征。     

台湾海峡及其邻近海域潮汐数值计算

建立二维潮波模式,模拟了台湾海峡及其邻近海域(18-30°N,110-130°E)八个主要分潮(M2、S2、K1、O1、P1、Q1、K2、N2),并利用中国大陆及环台湾岛20多个潮位站的实测资料进行验证,计算结果与实测值吻合良好.此外,给出了八个主要分潮的同潮图,并逐个讨论了潮汐特征.结果显示:⑴台湾海峡中的潮波运动是北部蜕化了的旋转潮波系统和南部的前进潮波系统共同作用的结果.⑵半日分潮南、北两支潮波在台湾海峽中部汇合,而全日分潮则在台湾海峽南部海域汇合后继续朝西南方向传播.⑶半日分潮振幅最高值发生在福建省湄洲湾—兴化湾一带,全日分潮最高值则出现在雷州半岛以东一带近岸海域.⑷N2、K2和O1、P1、Q1分潮的振幅、迟角分布分别同M2与K1分潮的整体分布趋势相似.     

台风过程研究中四维资料同化方法的探讨及应用

与把任意分布的观测值通过空间和时间插值分析到网格点的方法相比较,结合动力关系分析大气场问题的方法,其优势十分明显.Charney等[1]建议在一个能提供时间连续和动力耦合的模式预报方程中,有机地结合现在和过去的资料.后来这个概念被发展为众所周知的四维资料同化(FDDA).起初,四维资料同化主要应用于全球尺度,现在,无论是动力初始化还是作为一个分析或者研究工具,四维资料同化都有效地应用在中尺度模式上[2,3].     

渤海、黄海、东海冬季海流场温度场数值模拟和同化技术

利用NASA高分辨率的卫星遥感资料SST,采用Nudging同化来模拟渤海、黄海、东海的三维温度场,减小用热通量作上边界条件所带来的误差.结果表明,模拟的海流场能较好地反映渤海、黄海、东海的环流特征.数据同化后的温度场优于未经同化的温度场.3个选择站点的同化值与实测值的均方根误差分别为1.307,0.526,0.744,用热通量资料模拟的水温与实测值的均方根误差分别为2.160,0.979,1.330.尽管只同化了海表温度,但数据同化对三维温度场结构都有影响.     

Preformed Cd and PO4 and the relationship between the two elements in the northwestern Pacific and the Okhotsk Sea

Preformed Cd and PO₄ were investigated in the northwestern Pacific (Station CM05) and the Okhotsk Sea (Station CM06), and the relationship between the two elements was examined. At CM05, from the apparent oxygen utilization (AOU)–Cd and PO₄ plot, the different molecular ratios of consumed O₂ to regenerated Cd and PO₄ were calculated to be 254,000 (Cd) and 96 (PO₄) for the shallow layer (30–99 m) and 613,000 (Cd) and 170 (PO₄) for the deep layer (below the oxygen minimum layer), which suggested the preferential remineralization of Cd and PO₄ in the shallow layer. At CM06, regeneration ratios of O₂/Cd, PO₄ were obtained only in the shallow layer (29–124 m) as 227,000 (Cd) and 75 (PO₄). The calculated preformed Cd and PO₄ concentrations in the shallow layer were 0.59 nM of Cd and 1.6 μM of PO₄ at CM05 and 0.35 nM of Cd and 0.95 μM of PO₄ at CM06. These concentrations were much higher than those (close to 0) in the low-latitude area, which was attributable to the supply of these constituents from deep water by the strong winter convection. In the deep layer, at CM05, preformed concentrations were 0.64 nM of Cd and 1.4 μM of PO₄. Preformed PO₄ generally agreed with previously reported values in the Pacific, which suggested that the concentrations of the initial PO₄ in the deep water were preserved as preformed through the movement to the northwestern Pacific. On the other hand, obtained preformed Cd in the northwestern Pacific deep water showed a somewhat higher value than that in the southwest Pacific. The possibility of the terrestrial input and remineralization of Cd by CaCO₃ dissolution during the northward movement was considered. A plot of Cd and PO₄ showed a linear relationship with slopes of 0.34 and 0.40 (nM/μM) at CM05 and CM06, respectively, which generally agreed with the reported values in the North Pacific.     

Environmental genotoxicity and cytotoxicity in the offshore zones of the Baltic and the North Seas

Micronuclei (MN), nuclear buds (NB) and fragmented-apoptotic cells (FA) were analyzed in mature peripheral blood and immature cephalic kidney erythrocytes of flounder (Platichthys flesus), dab (Limanda limanda) and cod (Gadus morhua) from 12 offshore sites in the Baltic Sea (479 specimens) and 11 sites in the North Sea (291 specimens), which were collected during three research vessel cruises in December 2002, 2003 and in September 2004. The highest levels of environmental genotoxicity (frequencies of MN up to 0.5‰, NB – up to 0.75‰) and cytotoxicity (FA – up to 0.53‰) were observed in flatfishes from areas close to oil and gas platforms in the North Sea and in zones related to the extensive shipping and potentially influenced by contamination from large European Rivers (Elbe, Vistula, Oder). In dab from the offshore zones of the North Sea, the levels of nuclear abnormalities were higher as compared to those in dab from the Baltic Sea. Responses in immature kidney erythrocytes were higher than in mature erythrocytes from peripheral blood. MN frequency lower than 0.05‰ (the Baltic Sea) and lower than 0.1‰ (the North Sea) could be suspected as a reference level in the peripheral blood erythrocytes of flatfish.     

海南省海岸带和海洋资源与环境问题及对策研究

在分析海南省海岸带和海洋资源与环境优势的基础上，指出当前存在的5个主要问题，即海洋资源的综合开发利用缺乏统一的规划、海洋防护林和生物资源破坏严重、水质富营养化、海域污染等，并对存在问题提出今后的对策。     

Canada and the law of the sea

This is a historical review of Canadian policy at the Third UN Conference on the Law of the Sea. Canadian objectives with regard to the territorial sea, fisheries, pollution prevention and the continental shelf are outlined and the role played by the Canadian delegation at UNCLOS is described. The article then examines the impact of the Convention on Canada, particular attention being paid to the Canadian Exclusive Economic Zone and the Canadian role in the controversy over seabed mining. The author concludes by arguing that Canada was a major beneficiary of the Convention, but that US opposition has placed the future of the Convention in jeopardy.     

体现执法威力 维护海上权益

2004年，是我国海洋工作面临历史性机遇和挑战的一年。中国海监总队在国家海洋局的领导和关怀下，在局各有关部门和各分局、各沿海省(自治区、直辖市)海洋厅(局)的大力支持下，坚持以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，认真贯彻党的十六大和十六届三中、四中全会精神，全面落实局党组2004年的重点工作，以执法能力建设为重点，以海盾系列专项执法、执法示范工作为主线，上下团结一致，与时俱进，开拓进取，认真履行职能，全力推进全国海监队伍建设和海洋执法监察工作。     

金塘大桥桥轴线优化及建桥对水流和航道的影响

金塘大桥跨越灰鳖洋,连接金塘岛沥港镇与宁波镇海新泓口,全长18.5 km,为舟山连岛工程的主体.该大桥工程所在海域潮汐为非正规浅海半日潮,历年最大潮差为3.67 m,多年平均潮差为1.91 m;潮流呈往复流特征,且基本平行于峡道走向.金塘大桥水域东侧微冲,西侧微淤,深泓摆幅较小,深槽稳定.在海床演变分析的基础上,运用数学模型进行了桥轴线的优化,由实体定床与动床模型探讨了建桥对水动力的影响.数学模型选用2002年3月和11月实测水文测验资料对模型进行率定和验证.物理模型选取中值粒径为0.2 mm的塑料沙作为动床试验的模型沙,选用2002年11月实测水文测验资料对定床模型进行验证,选用2002年11月和2003年4月两次水下地形资料对动床模型进行河床冲淤验证,验证精度均满足相关规范要求.研究结果表明,以推荐的方案建桥对桥位近区的潮位、流速与潮量的影响均较小.建桥后,下游高潮位有所抬高,上游高潮位有所降低;上游低潮位有所抬高,下游低潮位略有降低.由于桥墩的阻水作用,使该桥所在海域海流流速整体上略有减小,减小量一般在5%以内;桥墩间因海流集中使流速有所增加.建桥使主航道航深有所增加,桥位近区与远区分别冲刷0.6～0.8 m和0.1～0.2 m;西航道桥轴线近区冲刷0.4～0.5 m,远区淤积0.1～0.2 m.建桥对甬江口、金塘锚地、七里屿锚地均无明显的不良影响,对北仑港区基本没有影响.     

东海黑潮温、盐度与中国东部气温和降水的相互关系

采用东海黑潮主流段长时间序列的实测温盐资料,研究了东海黑潮上层温度、上层盐度的变化及其与中国东部降水和地面气温的关系.结果表明,在过去50 a内,东海黑潮上层海温呈上升趋势,而上层盐度略呈下降趋势.东海黑潮上层海温和我国东部地面气温的关系在冬季十分密切,呈现出大面积显著的正相关,这与冬季南下冷空气的整体降温作用有关.夏季,长江中下游江水的增多致使大量长江冲淡水入海,可能是导致黑潮上层水盐度下降的一个原因,此时东海黑潮上层盐度与我国大陆东部降水呈负相关.     

黑潮延续体温盐锋的时空变化特征及其声场的初步分析

通过对WOA13多年(1955—2012年)季节平均数据的分析,利用绝对梯度最大值连线的方法,得到日本东海岸黑潮延续体温盐锋轴的空间信息,对锋轴线上的锋强度的季节变化特征进行了分析,并利用BELLHOP模型初步讨论了锋区内的声场特点。认为黑潮延续体锋轴线的位置随深度增加逐渐南移,其温盐强度随季节随深度都有明显变化,1—3月份混合层现象明显,此时水下声道受到声源深度的影响明显。     

小清河感潮河段与河口区温排水模拟及对地貌的响应

为研究感潮河段温排水的扩散规律及其与地形地貌的响应关系,建立了二维温排水数学模型,模拟了不同径流量条件下小清河下游感潮河段及河口外海域温排水扩散影响,以期对滨海电厂建设和温排水扩散研究提供借鉴。研究表明,针对小清河感潮河段弯曲、河道狭窄、河口两侧潮滩宽阔的特点,采用三角形与矩形网格嵌套的方法,能够更为准确地拟合实际岸线和地形地貌特征;采用动边界处理方法能较好地反映河口潮滩潮流场和温排水扩散特征。受小清河河口地形地貌的影响,温排水主要沿河口向上游或下游扩散,水深浅于–3 m温排水扩散面积占总面积的70%以上;小清河口外海域和取水口温升与潮位和径流量之间存在一定的相关关系。