北极:机遇与挑战

<正>北冰洋有三条航道连接着东方和西方。东北航道的大部分航段位于俄罗斯北部沿海。从摩尔曼斯克出发,航行5620海里可向东穿过巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、新西伯利亚海和楚科奇海5大海域,达到白令海峡和远东的符拉迪沃斯托克。西北航道大部分航段位于加拿大北极群岛水域,以白令海峡为起点,沿美国阿拉斯加北部海域向东,穿过加拿大北极诸岛,直到戴维斯海峡。北冰洋理论上还有一条穿越北极点航线:从白令海峡出发,不走俄罗斯或北美沿岸,直接穿过北冰洋中心     

海面粗糙度方案的适用性研究

由量纲分析导出海面粗糙度与波龄及海面涌浪的状况有关,并对与波龄和波陡有关的两种海面粗糙度模型方案进行了敏感性测试,得出利用波龄模型方案计算粗糙度的误差比利用波陡模型方案小。基于国际上6个不同水深、风区和海况条件的海气交换试验资料,将其分为两组,一组是纯风海或以风海为主海况条件,另一组是以涌浪为主海况条件,测试波龄、波陡模型海面粗糙度方案在不同试验条件下的适用性。结果得出:在各种海况条件下,波龄模型粗糙度方案比波陡模型具有更好的普适性。在纯风海或以风海为主海况条件下,PS07,DGHQ03方案计算的粗糙度长度与实测资料计算结果最接近,GW06方案次之,O02方案计算结果明显偏高;涌浪为主海况条件下两种模型方案计算的粗糙度长度均偏低,O02方案计算的粗糙度长度误差相对较小,TY01方案误差最大。     

庆祝《海洋测绘》创刊25周年中海达杯“《海洋测绘》——我的良师益友”有奖征文评比获奖名单

一、学术论文一等奖(3篇):1·多波束回声测深系统测量数据的分离提取方法丁继胜国家海洋局第一海洋研究所2·多波束测深数据处理及管理系统设计与开发黄谟涛海军海洋测绘研究所3·不规则重磁测线网误差模型的约束最小二乘平差高金耀国家海洋局第二海洋研究所二等奖(5篇):1·卫星测高技术在监测海啸现象中的研究及应用邢乐林武汉大学测绘学院2·海洋磁力测量多站日变改正基值归算方法研究边刚海军大连舰艇学院海测工程系3·Shape格式数字海图自动更新技术研究陈子澎海军大连舰艇学院海测工程系4·中国近海海面地形及机制研究赵明才海军海洋…     

热带印度洋海表日增温年循环和半年循环

利用SeaFlux再分析数据和经验模型研究了热带印度洋海表日增温年循环和半年循环的时空分布特征及其机理。研究结果表明,热带印度洋海表日增温年循环振幅在绝大部分海区都较大;而半年循环振幅仅在北印度洋较大。对年循环而言,在17°S以南海区以太阳辐射年循环的贡献为主,而在17°S以北海区以风速年循环的贡献为主;对于半年循环,在北印度洋以风速半年循环的贡献为主。本文还重点关注了以下两个海区:1)阿拉伯海西部,海表日增温年循环比半年循环振幅小;2)孟加拉湾中部,情况刚好相反。两海区相比,海表日增温年循环振幅在孟加拉湾中部较大;而半年循环振幅在阿拉伯海西部较大。这些差异都是由两海区不同的太阳辐射和风速年循环和半年循环造成的。     

咸海正在缩小

位于哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦间的咸海,是世界有名的第四大湖。但自本世纪60年代以来,其面积在不断缩小,对其附近环境已造成严重的影响。那么,咸海的面积为何会缩小呢?原来,咸海是由发源于天山山脉的锡尔河及阿姆河这两条大河流入的内陆大湖。但从60年代起,原苏联的改造沙漠,向沙     

侧扫声纳图像海面线检测和消除方法研究

海面线是影响侧扫声纳图像海底线跟踪和海底目标检测识别的重要因素,识别并处理海面线是侧扫声纳图像处理的主要内容。考虑到海面风浪影响及拖鱼姿态变化,提出了一种基于移动最小二乘法的侧扫声纳海面线拟合提取方法。首先根据侧扫声纳Ping回波强度的分布特征,利用迭代收敛算法得到海面线概略拟合结果;然后利用移动最小二乘法实现海面线的精确拟合;最后依据得到的海面线,抑制海面线强度,以实现消除海面线。实验结果表明：本文所述方法精度高、误差小、拟合效果佳,能很好地消除海面线。     

咸海水中会有“甘泉”?

如果能在浩瀚的“咸海”中寻找到甘甜的淡水,这对正面临淡水资源危机的人类无疑是极其宝贵的。科学家发现,在海洋底床中蕴藏着大量的淡水资源。在美国佛罗里达州和古巴之间的海面上有一个直径30米的淡水区,其温度与周围海水不同,人称“淡水井”。在我国福建省古雷半岛东边500米的海面上,也有一个淡水区,叫“玉带泉”。科学家发现,这两片淡水区域都是“海底喷泉”所致。     

南海海表风速、波高的变化趋势

文章以ERA-40资料为基础,利用EOF方法分析南海海面风速、波高的两个模态空间分布,系统计算1957—2002年南海海表风速、波高的空间分布特征、长期变化趋势和突变现象。分析结果显示,南海海面风、浪场的第一模态具有很好的相似性,第二模态已表现出不同的特征;第一模态的时间系数也表明风场和波高的变化特征具有明显的正相关性,而且波高的响应具有一定的滞后性;南海风速场和海浪场在1973—2002年都存在下降趋势,海浪场的下降趋势更为显著。     

南海近海面风场变化特征及其与ENSO的相关性研究

利用1979—2017年共39 a欧洲中期天气预报中心(ECMWF)海表面10 m风场资料,采用经验正交函数方法(EOF)、小波时频特征分析等方法分析了南海近海面风场变化特征及其对ENSO的响应。结果表明:南海近海面风场第一模态海表面平均风速呈减小趋势,呈现年代际变化,且与ENSO相关,但相关性在1990年后趋于减小;第二模态中南海北部和南部平均风速呈减小趋势,中部增大;第三模态中南海中部海表面平均风速趋于减小,北部和南部增大,第二和第三模态均表现为年际变化,且均与ENSO显著相关,近年来ENSO与第三模态的相关性逐渐增强。春季南海表面平均风速从南到北逐渐增加;夏季在越南沿岸部分海域仍有一个风速极大值中心,从该海域向四周逐渐减小,整片海域风向均是西南风;秋季由南向北依次增加;冬季南海整片海域风速都较大,越南沿岸和我国东沙群岛海域存在两个极大值中心。     

白令海峡夏季流量的年际变化及其成因

白令海峡是连接太平洋和北冰洋的唯一通道,穿过海峡的海水体积通量在年际尺度上的变化主要取决于海峡南北两侧的海面高度差,白令海峡的入流对北冰洋海洋过程有重要的意义。利用SODA资料计算夏季白令海峡海水体积通量,对其年际变化及成因进行分析。结果表明夏季白令海峡的体积通量主要是正压地转的;当体积通量为正距平时,楚科奇海、东西伯利亚海、拉普捷夫海以及波弗特海南部海面高度为负距平,同时,白令海陆架海面高度为正距平;对这些海域的Ekman运动、上层海洋温度、盐度和垂直流速进行分析,发现海面高度异常与海峡体积通量的这种关系主要是与海面气压异常分布所产生的Ekman运动有关。当白令海峡的体积通量为正距平时,北冰洋中央海面气压为正距平,白令海海盆海面气压为负距平。这种气压的异常分布在一定程度上解释了上层海洋运动、海水温盐结构与白令海峡入流的关系,从而把夏季大尺度大气环流和白令海峡体积通量的年际变化联系了起来。     

中国近海的海黾

海黾属(Halobates)是半翅类水黾科(Gerridae)的海洋昆虫。海黾是一种无翅的海面漂浮动物(Pleuston)。海面常见的漂浮动物还有呈蓝紫色的僧帽水母(Physalia)、帆水母(Velella)、海神鳃(Glaucus)及紫茗荷(Lepas Dosima fasicularis)等。它们彼此依存而形成了海面生物的食物网。 虽然昆虫是世界上种类最多、分布最广的动物,但在海洋里却只有少数几种海黾。海     

渤海湾海洋环境污染航空遥感监测结果分析

一、引言利用传统的船测方法监测海洋环境,有二个明显的缺点,一是视野狭窄.在监测船上观测海面漂油或水色异常,仅局限于监测船附近海面,几十米以外便水天一色无法识别.也就是说信息收集速率很低.二是速度慢.不仅船舶航行速度慢,取样分析速度也慢.完全靠船测资料勾画某一海区的污染状况至少需要数十天甚至数月时间.对违章排     

探索“平顶海山”形成之奥秘

在太平洋的洋底,矗立着许许多多海山,其中,有一座座象是被“砍掉”山头的奇异海山,它们的特点是,平坦的顶部为圆形或是椭圆形。直径—般为数百米到二三十公里,其顶部离海面多在183米以上:,最深的为2000～2500米,平均为1300米。目前,在世界各大洋中,已经被证实的有160个平顶海山。对于海底平顶海山的成因一直是海洋地质学家研究的一个课题,虽然对许多问题已经有了比较一致的看法,但是,对海底平     

青岛沿海风应力和海气交换研究

利用实测的海洋气象资料研究了青岛沿海海气间能通量和水汽交换情况,分析了青岛沿海40a间(1961-2000)海面风应力、海-气热通量、水汽通量的大小以及时变特征。结果表明:青岛沿海风应力冬夏季大,春秋季小,6月和12月出现峰值,分别为2.9×10-3N/m2和5.8×10-3N/m2。海面净热通量全年呈单峰变化,7月份最大,为140.4W/m2;11月份最小,为-115.0W/m2;年平均海表净热通量为23.5W/m2。海面热量收支的季节分布特征是:海面吸收的太阳短波辐射夏季大、冬季小;海表有效辐射冬季大、夏季小;海-气潜热交换季节变化呈双峰分布,极大值出现在5月和9月;海-气感热交换受海气温差控制,冬季为正,热量由海洋传向大气,夏季为负,热量由大气传向海洋。受云量影响,海面吸收的太阳短波辐射从上世纪90年代以来有所增加;海-气潜热交换的年际变化显著,40a间变动范围达33.7W/m2。海-气净热通量的年际变化也很明显,40a间变动范围达41.7W/m2,且自80年代以来呈现上升的趋势。青岛沿海年平均蒸发量大于降水量,量值分别为888.0mm和677.2mm,年平均净水汽通量为-210.8mm;蒸发量的季节分布呈双峰变化,5月和9月达极大值;多年平均7,8两个月份降水多于蒸发,其余月份蒸发多于降水。     

南海表层水温年循环的数值模拟

本文采用一个非线性约化重力海洋模式对南海表层水温(SST)年循环过程进行了数值研究,探讨了南海表层水温年循环形成和维持的动力学和热力学机制·模拟结果表现出与观测分析相一致的年循环变化阶段性和空间结构,并发现南海SST年循环的阶段性是海面动力强迫和热力强迫共同作用的结果;南海上层海洋的热力平衡有着明显的季节特征.     

苏禄海和棉兰老海海面动力地形起伏异常机制初探——由海面地形探索海底信息

在研究西北太平洋海域海面动力地形时,首次发现菲律宾西部苏禄海和棉兰老海盆地海面动力地形不但大大高于周围海域,而且是全球的最高点。对全球海面动力地形的比较研究中,还发现了三大洋的系统性差异。从动力计算的角度分析,这是由于海水温度和盐度分布异常造成的,特别是在苏禄海和棉兰老海盆地,存在着一个巨大的高温低盐水体。本文从地热学、海底科学、海洋物理学和海底构造学角度探讨了温度分布异常的机制,对该海域海面动力异常及全球三大洋动力高度的差异作出了初步解释,并对由海面地形探索海底信息做出了尝试。     

基于ST-ConvLSTM的南海海表面CO2分压的空间和时间序列预测

海表面二氧化碳分压(pCO₂)的未来变化趋势,对统计评估全球碳收支以及理解全球气候变化背景下的海洋酸化现象至关重要。目前传统的海面pCO₂预测方法大部分基于有限的实测数据,然而实测数据存在着时间和地理方面的制约,且计算成本较高。近年来,随着时空观测数据的爆炸性增长,基于深度学习的数据驱动模型在海表面pCO₂预测方面中表现出良好的潜力。然而,由于多种环境因素与海表面pCO₂之间的关系错综复杂,到目前为止尚无十分简单有效的相关模型来对海表面pCO₂进行预测。为应对这一挑战,利用时空卷积长短时记忆神经网络(ST-ConvLSTM)模型,通过海面温度(sea surface temperature, SST)、海面盐度(sea surface salinity, SSS)、叶绿素a浓度(chl a)和海面pCO₂数据,预测南海的海面pCO₂,并将2019年1～12月的数据作为测试集对模型的表现进行了验证。结果显示, ST-ConvLSTM模型...     

太平洋几种海面要素的升降趋势及其对海平面上升的影响

对ＣＯＡＤＳ资料中１９５０－１９９２年太平洋４°×８°方区的海水表层温度及海面气温、气压、风速序列数据，进行了时间序列分析。分析结果表明：太平洋海表气温和水温年上升率分别为０．００６３℃·ａ（－１）和０．００２６℃·ａ（－１）。两者的变化趋势在赤道太平洋都有一个年上升率高值区；而在东海以北的西北太平洋广大海区，都有一个年下降率的低值区。西太平洋海面气压呈上升趋势，东太平洋则相反。气温和水温的升降区域分布特征与风速分量增强和减弱的变化趋势有关。文章还指出，中国和日本沿岸今后几十年海平面变化趋势的预测模式，应以太平洋或全球海平面上升趋势的预测为基础，加上本海区海平面的局地变化订正。     

浅海水下地形的SAR遥感仿真研究

结合连续性方程和布拉格后向散射模型,在准一维简化浅海水下地形情况下,建立了浅海水下地形SAR海面相对后向散射强度仿真模型,将浅海水下地形区域的SAR海面后向散射强度的相对变化与大尺度背景流场、海面风场和雷达系统参数等联系起来.海上实验和研究结果表明,浅海水下地形的SAR成像主要由通过受水下地形影响的海表层流场对海表面风引起的微尺度波的水动力调制而获取浅海水下地形信息,其中潮流与水下地形的相互作用过程改变海表层流场,变化的海表层流与海表面微尺度波之间的相互作用改变海表面波的空间分布,雷达波与海表面波之间的相互作用决定雷达海面后向散射强度.因此SAR图像中浅海水下地形或水深信息量的多少不仅与海表层流场和海面风速有关,而且与雷达工作波段、雷达波束入射角和极化方式也密切相关.认为由水下地形变化引起的缓慢变化的表层流场中海表面定常微尺度波谱能量密度的变化满足波作用量谱平衡方程;而在波数空间中,海表面微尺度波谱的成长过程也可以用波数谱平衡方程描述,在此基础上,得出了海表面波高频谱(毛细-重力波)形式的解析表达式.众所周知,浅海水下地形信息是由于水下地形影响下SAR海面后向散射强度与背景海面后向散射强度的相对差异而在SAR图像上的呈现,从而在建立浅海水下地形SAR海面相对后向散射强度仿真模型的基础上,仿真计算了浅海水下地形SAR海面相对后向散射强度相对于海表层流场、海面风场等海况参数和SAR工作波段、SAR波束入射角、极化方式等雷达系统参数的数值仿真结果,分析得到了有关浅海水下地形SAR海面相对后向散射强度的特征和SAR浅海水下地形遥感的最佳海况参数与最佳雷达系统参数,为研究和开展SAR浅海水下地形遥感研究提供了有价值的参考.     

南海北部海洋对局地生成热带气旋的响应

应用Topex/Poseidon卫星高度计海面高度距平(SSHA)资料以及TMI的逐日海表温度数据,对两个局地生成的热带气旋(1999年台风LEO和2000年台风WUKONG)引起的南海北部海洋响应过程进行研究.结果表明,在热带气旋影响下,海面高度显著降低,SSHA平均减少30cm,流场上出现气旋型环流,海表温度显著降低,降低幅度为2℃左右,在其尾迹上出现冷涡;相对于降温过程,海表温度的恢复过程非常缓慢;热带气旋强度突变或移行较缓时易引起海洋的强烈响应,这种响应的空间和时间尺度都较大,持续时间至少1周,发生响应的海域范围也很广,甚至可以跨越3个纬度的距离.