山东半岛沿岸海域悬浮体时空分布及形成机制分析

依据2015年GOCI(geostationary ocean color imager)卫星影像反演的悬浮体浓度数据,分析了山东半岛沿岸海域表层悬浮体质量浓度和锋面月变化特征,揭示该海域悬浮体的分布特征和扩散格局,并结合风速、波高以及海表温度数据,对其控制因素进行初步探讨。结果显示:研究区内悬浮体质量浓度整体表现为冬季最高,春秋次之,夏季最低的分布特征;悬浮体扩散过程可以划分为4个阶段,冬季稳定外输,春季向岸退缩,夏季近岸贮存,秋季向外扩散。此外,山东半岛近岸存在一条悬浮体质量浓度高于10 mg/L的浑浊带,该浑浊带同样表现出季节变化,它在秋季开始形成,其悬浮体含量、幅宽及延伸范围在冬季达到最大,春季减弱,夏季消失。研究认为山东半岛沿岸海域的表层悬浮体来源主要是海底沉积物的再悬浮。风场、海浪以及沿岸流的强弱变化对悬浮体分布和输运的季节变化有重要的控制作用:风场和海浪影响海水混合搅拌强度,改变海底沉积物再悬浮作用的临界深度,进而影响表层海水悬浮体浓度,致使悬浮体浓度与风浪的月际变化趋势基本一致;沿岸流携带高浓度悬浮体沿山东半岛输运形成沿岸浑浊带,沿岸流的强度变化直接控制浑浊带的季节变化。     

黄、东海陆架区悬浮体输运的时空变化规律

利用ＮＯＡＡ卫星１９９５年１月－１９９７年２月的海洋遥感资料系统的分析和研究了黄、东海陆架区悬浮体向深海输运的时间和空间变化规律,并对其动力机制进行了分析和探讨,研究结果表明,黄、东海悬浮体在１１－３月份向外海输运阶段,５－９月份则同近海为内储阶段,４月份为输变退的月份,１０月份则是退变输的月份,其中３月份黄、东海悬浮体向东海深海输运得最远,９月份则向岸退得最远;黄、东海表面悬浮体向东海的输运范围一般皆位于１００ｍ等深线以内,并很难越过黑潮水系,而输向深海的悬浮体又大都在黄海暖流的作用下回输黄海,其大部输向韩国西南海域。     

1982和2012年枯季长江口最大浑浊带悬浮泥沙和盐度垂向剖面特征对比

2012年1月在长江口北港、北槽和南槽水域纵断面开展枯季多船准同步观测,将获得的大小潮悬浮泥沙和盐度数据与1982年12月同水域调查结果进行对比分析。结果表明：2012年长江口最大浑浊带枯季悬沙浓度比1982年减小了约50%;北港、北槽、南槽相近测点的大潮垂向平均悬沙浓度相较于1982年分别减小了43%、60%和40%,2012年长江口表层平均悬沙浓度与1982年相比减少了约53%。北港断面浑浊带核心与1982年浑浊带核心位置相近;北槽浑浊带核心向内迁移;南槽浑浊带核心位置向外迁移。2012年与1982年枯季遥感反演的长江口同水域表层悬浮泥沙浓度也明显降低。在30年来入海泥沙持续减少背景下,长江口3条入海主汊的最大浑浊带特征依旧显著,径流与潮流的此消彼长、径流的季节分配不同以及口内汊道分流分沙比的变化影响了长江口最大浑浊带核心的移动,浑浊带悬沙浓度最高的地段也是盐度梯度最高的地区。     

不同时间尺度下长江口海域表层悬浮体浓度变化

长江入海泥沙是中国东部陆架海沉积物的主要来源之一。本文基于MODIS-Aqua卫星的遥感资料并结合实测悬浮体浓度,建立了基于颗粒物后向散射系数的悬浮体浓度的反演方法,获取了2002—2017年长江口海域的表层悬浮体浓度分布,并分析其在潮周期、季节内以及年际等不同时间尺度下的变化特征。结果表明,在潮周期内,长江口122.3°E以西海域表层悬浮体浓度大潮高于小潮,落潮大于涨潮,高潮大于低潮;在季节尺度内.6—8月表层悬浮体浓度逐渐增加。而122.3°E以东海域,则出现相反的情况;长江口122.3°E以西海域的夏季平均表层悬浮体浓度年际变化明显,主要受长江入海水沙量年际变化的影响。长江口122.3°E以东海域表层悬浮体浓度的年际变化几乎不受长江入海泥沙的影响。风向对悬浮体浓度的扩散具有显著的作用,南风有利于高浓度悬浮体向外海扩散,东风则抑制扩展。     

利用Landsat卫星影像研究浙闽地区表层悬浮体的分布和迁移

基于2007年2月和2015年6月的东海悬浮体浓度数据,分别对2007年2月、7月的Landsat Thematic Mapper(Landsat-TM)和2014年12月、2015年6月Landsat Operational Land Imager(Landsat-OLI)卫星影像建立表层悬浮体浓度反演模型,发现建立的指数函数模型反演效果最佳,相关系数分别为0.971和0.856,其可以反映冬夏两季表层悬浮体分布特征及其控制作用。研究发现,浙闽沿岸海域表层悬浮体浓度呈近岸高远岸低、冬季高夏季低的特点;冬季浙闽沿岸流携带的表层悬浮体浓度范围为10~28 mg/L,台湾暖流为1.5~5 mg/L;夏季浙闽沿岸流携带的表层悬浮体浓度范围为4~22 mg/L,台湾暖流为1.2~2.3 mg/L。并且在冬季发现在40 m水深海域存在较明显的表层悬浮体浓度次级锋面及一系列涡旋,而夏季不明显,推测冬季悬浮体对现代浙闽涡旋泥质区形成有所贡献。     

粤西陆架温度锋三维结构与季节变化机制分析

基于2018–2019年现场高分辨率温度观测和1993–2021年的CMEMS再分析海表温度（SST）和风场数据,分析粤西陆架海温盐锋的三维结构、季节变化和影响机制。多年SST数据显示,海表温度锋冬季最强、出现概率和覆盖宽度最大,量值分别为0.049℃/km、75%和66 km。春季和夏季次之,而秋季则几乎完全消失。冬季锋面平均离岸50 km,夏季则向岸靠近为23.1 km。2018年春季、夏季和2019年夏季的现场观测进一步给出锋面在次表层的三维结构,结果显示春、夏季20 m等深线以浅处均有锋面存在,该锋面是沿岸高温海水与离岸低温海水辐聚而成,随着深度的增加锋面强度减小,覆盖范围向岸收缩。20 m以深水域锋面在次表层中强于表层,随深度增加而增强并向岸偏移。相关性和信息流分析发现,海表面风应力旋度和沿岸风是影响粤西陆架海表温度锋面的重要因素。该温度锋存在年际变化,PDO负位相时的La Niña年锋面强度出现极大值,而PDO正位相时的El Niño年则对应极小值。     

山东半岛东北部海域悬浮体季节分布及控制因素

基于2018年山东半岛东北部海域冬、夏两季悬浮体浓度、浊度及水温和盐度调查资料,分析了研究区水体悬浮体浓度的季节性变化,探讨了其控制因素。结果表明：夏季浊度在0.2～37.8FTU之间变化,冬季浊度在1.5～100.1FTU之间变化,均表现为底高表低、东高西低的特征。夏季水温分层明显,表现为表层高、底层低的特征,盐度整体无明显变化;冬季温盐垂向上混合均匀,平面上表现为近岸低温低盐水体向远岸高温高盐水体的过渡。悬浮体浓度分布受潮流、波浪、温跃层和温盐锋面等因素影响。夏季,悬浮体垂向上受到温跃层影响,底层悬浮体难以向表层输运;平面上潮混合和波浪差异性作用阻碍了悬浮体的水平输运。冬季,强风浪促使悬浮体垂向混合剧烈,表层悬浮体浓度明显较夏季变高;平面上沿岸流和黄海暖流形成的温、盐锋面阻碍了水团间悬浮体的输运。     

近20年来长江口表层悬沙分布的遥感监测

利用近20年来长江口地区的美国陆地卫星Landsat TM和ETM影像反演得到了长江口海区表层悬沙分布遥感解译系列图,讨论了长江口表层悬沙的空间分布特征、潮汐变化对泥沙分布的影响、三峡工程对泥沙分布的影响及河口径流量和输沙量对泥沙分布的影响等;描述了长江口海区洪枯季的表层悬沙扩散外界和高浑浊水域范围的变化趋势,并分析了河流泥沙输移入海的形态特征及表层悬沙浓度的变化特征。     

长江口和杭州湾海域生物生产力锋面及其生态学效应

通过分析海洋生态学资料并结合卫星遥感、渔场及赤潮等资料,发现长江口和杭州湾及其毗邻海域生物生产力的锋面,在离长江口门和杭州湾口约100 km的长江冲淡水中部海域出现蓝细菌丰度、浮游植物现存量和初级生产力以及浮游动物的最大值,该锋面的存在和位置被水色遥感所确认.光和营养盐在此呈现最佳的权衡.在该锋区悬浮体浓度小于5 mg/dm3,盐度为25～30.在该锋面的西侧高的悬浮体浓度造成了浮游植物的光限制,其东侧距长江口和杭州湾口较远,陆源营养盐被稀释,加之浮游植物的消耗,造成了营养盐的限制.夏季水体的层化,增强了水体的垂直稳定,使这种分布格局更加显著.由于细菌多附着在悬浮颗粒物的表面,细菌丰度的最大值出现在近口门区的最大浊度带,在向外海方向随着悬浮体的沉降细菌丰度迅速降低.在生物生产力锋面,浮游植物的旺发导致水体跃层之上高溶解氧浓度和低营养盐浓度,尤其是PO4被耗尽,同时浮游动物饵料的丰富,造成浮游动物旺发;由于蓝细菌的快速增殖,其流式细胞测定的细胞粒径变小.生物生产力锋面的出现产生了显著的生态学效应,一方面造成某些经济鱼类产卵和索饵场的形成,例如鲐鲹鱼、马鲛鱼等;另一方面造成赤潮多发区和底层水缺氧区.     

闽北附近海域悬浮体输运及通量的季节变化

基于2015年9月和12月闽北附近海域3条断面上的同步连续沉积动力学观测,结合对应时段的卫星遥感海表温度资料,研究了闽北近岸海域冬季和夏季悬浮体分布和输运通量的变化规律。结果表明,该区域的悬浮体浓度存在明显的季节性变化,冬季季风活动对水体扰动强烈,水体垂向混合较为均匀,近岸沉积物再悬浮活跃,其浓度值明显高于外海;而夏季近岸悬浮体浓度明显降低。在50m以深的外海海域,悬浮体浓度无显著的季节差异,且空间变化幅度很小。受东北季风和闽浙沿岸流的影响,冬季悬浮体总体上沿东北向西南的沿岸方向输送,输运通量由近岸向外海逐渐减小;在夏季,闽北近岸海域悬浮体输运方向与冬季一致,但输运通量显著减小;外海海域的悬浮体输运方向指向东北,输运通量明显高于冬季。在离岸断面上,中间站位(水深约50m)的悬浮体浓度低于其两侧站位的浓度,这是由于在近岸一侧主要受控于闽浙沿岸流,而外海海域主要受控于台湾暖流,50m等深线为闽浙沿岸流和台湾暖流相互作用的交汇处,受闽浙沿岸流和台湾暖流的共同影响。温度锋面与闽北附近海域内的泥质区对应关系较好,温度锋面对悬浮体向外海扩散有明显的抑制作用,温度锋面西北侧悬浮体浓度较高且沉积速率较高。     

基于MODIS的浙闽近海表层悬浮体时空变化特征分析

基于2015年中分辨率成像光谱仪（MODIS）卫星影像资料,结合实测悬浮体浓度数据及海表温度、风场、海表流场等资料,对浙闽近海表层悬浮体时空分布及控制因素进行了探讨。结果表明,浙闽近海表层悬浮体分布存在显著的季节性变化特征。研究区2～50 m等深线海域存在温度锋面,在一定程度上抑制了表层悬浮体向外海的输运。夏季的河流输沙有利于研究区北部近岸高浓度悬浮体分布,南风、西南风对表层悬浮体扩散起抑制作用;冬季在强烈东北季风作用下,再悬浮作用强烈,同时为表层悬浮体向南扩散提供了动力。本研究对完善东海内陆架泥质区沉积物输送机制具有一定的辅助作用。     

1999年与2006年间夏季长江冲淡水变化动力因素的初步分析

根据径流量,1999年和2006年夏季的长江分别处于显著洪季和旱季.此期间的月平均风向也有显著区别.根据同期的海洋现场观测:相对1999年8月,2006年同期的长江口以东、以南毗邻水域表层盐度显著较高,而在长江口东北部海域则相对偏低;长江口附近海域的底层盐度有所偏高,但在浙江中南部沿海底层盐度则相对偏低.利用Regional Ocean Modelling Systems数值模式,对1999年和2006年实际的径流量、风场和黑潮及其分支变化等3个因素对长江冲淡水扩展的影响进行了一系列模拟试验和对比.对比试验表明:相对1999年8月,2006年夏季长江流量大幅度减小是长江口毗邻海域表层盐度升高的主要原因;风场是导致长江冲淡水相对偏北,并使长江口北部出现表层盐度负异常的主要因素;黑潮及其分支在东海北部入侵相对增强、在东海南部入侵相对减弱,使长江口南部表层盐度正异常海域扩大,并促使长江淡水向江口北部扩散增强、而向东部扩散减弱.长江口毗邻海域环流和水团的变化可能对夏季低氧区位置变化产生一定影响.     

基于遥感方法的大风江口悬浮体时空分布及扩散特征研究

溺谷型海湾是我国广西沿海广泛发育的典型海岸地貌类型,其悬浮体扩散过程和对曲折海岸环境的影响研究尚开展不多。根据2013年10月实测的大风江口悬浮体浓度数据,结合不同潮汐状态下的多期Landsat TM/ETM+卫星影像资料,对大风江口及毗邻海域的悬浮体时空分布和扩散特征进行了总结分析。结果表明,观测期间悬浮体浓度介于1.4~56mg/L之间,且底层高于表层,口门内大于口门外;悬浮体遥感反演的结果也表明,该区水体悬浮体浓度总体较低,径流携沙入海和不同潮汐状态是影响悬浮体浓度时空变化的重要原因之一。在北部湾潮汐顶托和沿岸NE-SW余流的影响下,河流入海物质主要在河口落淤和沿岸输移,参与河口横向拦门沙发育和溺谷型海湾的次生改造过程。     

小清河河口海域冬季悬浮体特征

利用2007年1月对小清河口附近海区悬浮体和沉积物调查的数据,分析了小清河口海域冬季悬浮体的空间分布和粒度特征,探讨了悬浮体与海底表层沉积物的关系,并对其来源进行了初步分析。结果表明,悬浮体浓度和粒度特征空间分布不均,但有一定的规律性,并与海底表层沉积物之间存在着密切的联系;结合已有研究资料综合分析认为,河道内悬浮体主要来源于河流输移、河道两侧潮滩物质输送,而河口附近海域悬浮体主要源于近岸浅滩和海底表层沉积物的再悬浮和搬运。     

基于遥感反演的山东半岛东北部海域悬浮体时空变化规律探讨

基于2003—2018年中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)卫星遥感影像资料,结合2018年春季、夏季和冬季大面站悬浮体取样分析结果,构建了表层悬浮体浓度遥感反演模型;在此基础上,分析了山东半岛东北部海域年际和月份表层悬浮体浓度时空分布规律,探讨了表层悬浮体浓度变化的主控因素和水体结构季节变化及其对悬浮体分布输运的影响。结果表明:山东半岛东北部海域表层悬浮体总体呈近岸高远岸低的分布特征,东部成山头区域悬浮体浓度较高且向海扩散较远,西部威海湾及外侧海域悬浮体浓度较低且扩散范围小于东部。研究区悬浮体浓度季节性变化显著但对应季节年度变化较小,冬季悬浮体浓度达到最大,春秋季次之,夏季最低。研究区春季、秋季和冬季表层悬浮体浓度主要受控于北向风浪和潮流,而夏季悬浮体浓度主要受潮流控制。夏季,温跃层阻碍了悬浮体垂向扩散,导致表层悬浮体浓度极低;冬季,研究区东部成山头附近水平分布的弱温跃层虽然会在一定程度上抑制悬浮体的再悬浮,但再悬浮扩散仍是造成研究区高悬浮体浓度的主要因素。山东半岛东北部存在类似"夏储冬输"的特征...     

台风“灿鸿”对长江口外海域悬浮体分布的影响

台风作为事件性的强动力因素,其对河口海域沉积环境的影响目前研究较少,开展典型台风事件对长江口外海域悬浮体分布的影响研究对于深入理解长江径流挟带陆源物质向东海陆架扩散机制等具有重要意义。利用2015年09号台风"灿鸿"过境前后长江口外海域现场调查数据,分析台风前后长江口外水体结构和悬浮体粒度分布变化,结合同期环境观测数据与开源数据,阐明台风对河口外海域悬浮体分布的影响机制。结果表明:长江口外海域悬浮体中细颗粒组分(≤ 128μm)主要为无机矿物颗粒,而粗颗粒组分(>128μm)主要是生源有机颗粒。生源有机粗颗粒主要分布于中上层水体,而无机细颗粒主要分布于底层水体,使得长江口外海域悬浮体平均粒径分布呈双层结构。台风前后悬浮体粒度分布变化反映了台风对长江口外海域物理和生物过程的双重影响,其中物理过程主要影响无机细颗粒分布变化,生物过程主要影响有机粗颗粒。台风期间强烈的偏北风使得长江冲淡水在口门外海域由东北输运转为往东输运,与长江冲淡水输运方向一致的表层无机细颗粒在台风后输运方向同样往东。另外,台风作用在河口区产生的下降流将12250-4站位底部再悬浮的泥质沉积物向东搬运至12300-4站,导致12300-4站底层悬浮体浓度增加、粒度变细。台风过境还造成长江口外海域初级生产力提高,而浮游植物生长对悬浮体中有机粗颗粒的形成有促进作用,使得口门外海域上层水体中有机粗颗粒体积浓度升高。长江口外海域由于台风过境导致悬浮体中无机细颗粒和生源有机颗粒含量均增加,使得其平均粒径整体变化不大。     

南汇近岸水域近底层泥沙运动和边滩沉积

根据长江口南汇近岸水域17个站的水文泥沙同步观测资料,阐述了该水域近底层泥沙的流速、悬沙浓度的分布和变化。经无量纲潮流动力值的计算表明,研究区存在一个包络南汇边滩先向东南继而向南延伸的舌状高能量区,与高悬沙浓度分布区相一致。通过对悬沙运动和涨、落潮周期流向的分析,揭示了长江口向杭州湾底层泥沙输移的规律,其底层泥沙输移主要集中在低潮位时段,输移时间约占潮周期的36%,其中以南汇边滩向杭州湾输移的时间为最长,大、小潮都在5h以上,与其相关联,在芦潮港水域下层存在着一股东西向的高悬沙浓度的水体。据盐度、潮流、悬沙浓度等要素,并结合絮凝沉降分析得出,南汇边滩的沉积强度是潮滩>潮下带>深水区;边滩舌尖前缘水域的泥沙沉积时间与水体出现向东偏南或向西流的时间一致,这可视为近年来南汇水下沙嘴向东偏南伸展的原因之一。     

九龙江口、厦门西海域磷的生物地球化学研究——Ⅱ.表层沉积物中磷形态的分布及在再悬浮过程中的转化

本文根据1987年3月至1988年12月九龙江口、厦门西海域调查资料,讨论表层沉积物中各种形态磷的分布特征以及在沉积与再悬浮过程中磷形态的转化。结果表明表层沉积物磷含量最高值处距悬浮颗粒物最大沉降速率处下游约5km。磷在悬浮颗粒物上主要以颗粒态有机磷存在,在表层沉积物中主要以无机结合态磷存在。缺氧的沉积环境中可溶性磷自表层沉积物上释放以及吸附在悬浮颗粒物上的磷的解吸作用,是该水域溶解态无机磷再生的两个主要来源。潮汐运动对磷的形态变化有影响。     

东海陆架表层水体有机与无机悬浮体的季节分布特征

利用2011年春季(5-6月)、2009年夏季(8月)、2010年秋季(11-12月)和2009 年冬季(12月一次年1月)4个航次实测的悬浮体质量浓度资料,分析了东海陆架表层水体总悬浮体、有机悬浮体和无机悬浮体质量浓度的季节分布特征。结果表明,东海陆架表层水体总悬浮体质量浓度冬半年高于夏半年,等值线基本平行于岸线,在浙江沿岸29°N附近有一浑水舌向东南方向延伸,常年存在2个高值中心和2个次高值中心。有机悬浮体质量浓度则为夏半年高于冬半年,存在2个高值中心和2个次高值中心,季节变化显著。无机悬浮体质量浓度分布趋势相似于总悬浮体质量浓度,但整体轮廓线向近岸收缩约0.5°,常年存在2个高值中心和1个次高值中心。有机悬浮体占总悬浮体百分比按季节从高到低依次为春季、夏季、冬季和秋季,其中长江口、杭州湾外近海海域和黑潮区为东海有机悬浮体百分含量高值区。     

三峡大坝启用后长江口及邻近海域秋季悬浮体、叶绿素分布特征及影响因素

基于2010年10月在长江口海域海洋综合调查,利用多参数CTD现场调查数据、悬浮体浓度测定数据,对该区悬浮体和叶绿素的空间分布及影响因素进行系统的研究,探讨三峡工程蓄水7a以来长江口的悬浮体和叶绿素的分布特征及变化.结果表明:浊度值与悬浮体浓度存在良好的线性关系,盐度对该线性关系没有明显的影响;长江口及其邻近海域悬浮体主要分布在123°E以西的海域,表现为近岸高、离岸低,表层低、底层高,其分布主要受到水团、长江输入、上升流等的影响;叶绿素在123°E往东的海域含量较高,近岸低,在123°E～124°E之间叶绿素含量最高,其分布主要受到水团、浮游植物种类和季节变化及营养盐的共同影响.与三峡工程蓄水前对比,悬浮体高值区的界限往西移动了近半个经度,同季节的叶绿素含量的平均值降低.