渤海叶绿素浓度时空特征分析及其对赤潮的监测

基于2014—2015年MODIS数据分析了渤海表层水体叶绿素浓度的时空特征,并对赤潮进行了遥感监测。结果表明, 5—10月,渤海表层叶绿素浓度总体较高,其中在5月份达到峰值;空间上,叶绿素浓度由近岸向渤海中部递减,其中秦皇岛附近海域、莱州湾、渤海湾、辽东湾叶绿素浓度相对较高。基于16 mg/m3的叶绿素浓度阈值和ERGB影像,成功提取了渤海赤潮信息。秦皇岛附近海域是渤海赤潮的频发区和重灾区,赤潮发生于5月份,其分布范围在5月下旬达到最大。渤海赤潮分布与底部两个低氧区位置吻合,说明赤潮爆发可能对低氧区的形成和发展起重要作用。     

基于Voronoi图与空间自相关的西北太平洋柔鱼资源空间聚集特征分析

以西北太平洋柔鱼Ommastrephes bartramii为例,基于2007—2010年中国鱿钓船的生产统计原始点位数据,利用Voronoi图和空间自相关方法,评估柔鱼资源的全局空间模式、局部空间聚集特征,并以空间可视化方式呈现。在渔业资源及空间分析中,高产值聚集的海域称为空间热点,而低产值聚集的海域称为空间冷点。研究表明,全局自相关统计量Morans I和General G均指示了西北太平洋柔鱼资源的聚集分布状态。局部空间自相关显示,2007和2009年均具有2个热点和1个冷点区域,2008年具有1个热点和1个冷点区域,2010年具有1个热点和2个冷点区域,这些热冷点呈南北向或东西向分布态势。热冷点格局的叠加图显示,研究区内存在1个强热点、1个弱热点和1个强冷点,其中弱热点覆盖的区域在4年间表现为热点和冷点的交互变动。对7—11月平均海表温度和叶绿素a浓度的分析显示,热点和冷点均为中心渔场,热冷点形成的温度条件无显著差异;热冷点形成的叶绿素a浓度范围为0.2~1.1mg/m3,其中冷点区域的浓度相对较高。     

2006年渤海湾赤潮监控海域叶绿素-a的影响因子分析研究

利用2006年夏季渤海湾驴驹河赤潮监控区实测资料,分析了水文要素、气象要素、化学要素等环境因子与叶绿素-a浓度的相关关系。结果表明,透明度、化学需氧量、磷酸盐、硅酸盐、溶解氧、pH值与叶绿素-a的相关关系较好。根据环境因子对叶绿素-a浓度的影响程度,提取主要的环境因子作为自变量,以实测的叶绿素-a浓度为因变量,通过多元回归分析建立了它们之间的定量关系。回归结果表明,渤海湾中叶绿素-a浓度同溶解氧、pH值的关系密切。本文研究结果对渤海湾叶绿素-a浓度预测指标因子的确定及渤海湾生态动力学模型变量及参数系统选取有一定的指导作用。     

基于GOCI的渤海海域赤潮监测研究

自2000年以来,渤海海域每年都有赤潮发生,这往往使渤海沿海水域深受其害。世界首个地球同步海洋水色成像仪GOCI在监测渤海海域赤潮的分布和短期运动上具有明显的优势。利用GOCI遥感数据,建立了一个改进型赤潮指数(red tide index)的赤潮反演模型,并且证明了在浑浊水域中描述赤潮的有效性。2014年5月15日、26日和28日的每天8幅RI图像均呈现出赤潮面积先增大后减小的变化,并且使用RI阈值3.8,4和4.2,虽然赤潮面积有所改变,但1 d内相对的变化趋势仍基本保持一致。5月15日、26日和28日赤潮区域叶绿素a浓度均在11:30达到最大值,1 d内赤潮区域叶绿素a浓度的不断变化是引起赤潮的藻类垂直迁移导致的结果,从而导致赤潮1 d内发生明显的变化。因此,GOCI可以有效地进行渤海赤潮的短期和长期运动监测。     

2012年春季渤海中部及邻近海域叶绿素a与环境因子的分布特征

分析了2012年春季渤海中部及其邻近海域32个站点叶绿素a和环境因子的空间分布特征及其相互关系。结果发现:渤海中部靠近黄河口邻近水域相对于其他水域,呈现出相对较高的水温和较低的盐度,这与黄河淡水输入以及近岸水深相对较浅有密切关系。营养盐浓度在空间分布上表现为黄河口附近海域较高,在垂直分布上表现为中、底层高于表层,显示出黄河水输入与沉积物营养盐再释放的影响;此外,营养盐浓度与结构显示,渤海海域存在明显的磷和硅限制,磷限制尤其严重。叶绿素a浓度的空间分布显示,表层叶绿素a浓度的高值区出现在渤海湾湾口处,而中层与底层的叶绿素a浓度高值区出现在渤海中部。主成分分析结果表明,磷酸盐和温度是影响表层叶绿素a浓度的重要因素,而中、底层叶绿素a浓度主要受磷酸盐的影响。     

2014年渤海海域赤潮遥感监测研究（英文）

自2000年以来,渤海海域每年都有赤潮发生,这往往使渤海沿海水域受其影响。卫星遥感技术和海洋水色观测卫星图像,已经成功地用于识别和观测赤潮的发生、发展和消亡。然而,由于研究的水体、使用的遥感数据和建模方法都各不相同,因此需针对渤海海域的水体特点建立特定的赤潮反演模型。本文利用MODIS光谱反射率数据和渤海海域实测叶绿素a浓度进行了相关分析,选择表达式(B10-B8)/(B13-B8)作为渤海海域赤潮反演的指标,相关系数达到0.781 5,呈现显著相关结果。研究发现2014年渤海海域赤潮灾害的时空分布特征较为明显。其中渤海海域赤潮大规模爆发的主要原因归结于其半封闭型的地理形态导致的水交换不畅和沿岸径流的大量陆源物质输入,河流输入是陆源污染入海的主要来源。然后,本文利用云覆盖较少的GOCI遥感数据,建立了一个改进型赤潮指数的赤潮反演模型,并且证明了在浑浊水域中描述赤潮的有效性。2014年5月15日、26日和30日的每小时RI图像在一天中呈现出基本一致的赤潮变化,并且一天中渤海海域的赤潮面积变化非常明显,赤潮藻类优势种的垂直迁移可能是导致赤潮表面表达短期变化的主要原因。     

海洋在线监测浮标在赤潮监测中的应用研究

利用布设在广西区钦州湾的GX11、GX13两套实时在线监测浮标, 研究钦州湾2016年5月发生的红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)赤潮前后实时监测数据的变化情况。结果表明赤潮的暴发与消退受水文气象因素影响, 当寒流过后, 出现风速降低、气温迅速回升, 尤其是气温呈现昼夜温差小的天气状况时, 应重点监控实时在线浮标监测数据的变化。赤潮过程中pH、溶解氧浓度、叶绿素浓度存在明显的昼夜变化规律并高于正常范围, 三种环境要素具有显著的正相关; 当实时在线浮标监测中发现pH、溶解氧浓度、叶绿素浓度呈现较明显联动的强烈波动, 并且数值相对正常范围迅速升高时, 可进行赤潮预警及布置现场调查; pH、溶解氧浓度、叶绿素浓度的实时在线监测可作为预警环境要素, 为赤潮预警提供科学参考。     

渤海海温与叶绿素季节空间变化特征分析

以2003年MODIS数据为数据源，在图像处理、空间插值的基础上作海温与叶绿素浓度的空间相关分析。结果表明，整个海域的叶绿素浓度和海温的分布具有明显的区域和季节变化特征。基本规律是叶绿素浓度从近岸向渤海中央递减；温度则随季节发生变化，随着温度升高，近海叶绿素浓度增高，而渤海中央区域叶绿素浓度降低。渤海叶绿素浓度的分布与河口径流、季节等因素有关。从空间关系看，海温与叶绿素浓度不存在很明显的空间分布相关性，但不同季节有不同的相关性。上述研究可用于估算海洋初级生产力。     

基于海洋一号D卫星海岸带成像仪的赤潮遥感监测特征

为进一步加强对赤潮等海洋生态灾害的动态监测,科学支撑海洋防灾减灾工作,文章基于海洋一号D卫星搭载的海岸带成像仪数据,选取北部湾、茂名近岸和陵水湾为研究区域,分析2021年2月发生的4例赤潮事件的遥感影像、叶绿素a浓度和赤潮指数特征。研究结果表明：遥感影像可清晰呈现赤潮分布状况,叶绿素a浓度和赤潮指数的异常值范围与遥感影像一致,赤潮水体的叶绿素a浓度和赤潮指数整体高于非赤潮水体。     

辽东湾表层叶绿素浓度时空变化遥感分析

叶绿素浓度是评价海水的一项重要指标,它对于渤海北部的辽东湾海域具有重要的研究价值。2011年投入使用的静止轨道水色传感器GOCI有较高的时空分辨率。利用GOCI数据获取叶绿素含量的季节分布规律,分析了辽东湾海域表层叶绿素含量时空变化及演变特征,证明了利用GOCI叶绿素产品观察赤潮的可行性。结果显示:2015年辽东湾海域叶绿素浓度在总体空间分布上呈现近岸较高、海湾中央海域较低的特点。叶绿素浓度的月平均值为3.50～5.35,秋冬季高于春夏季。秦皇岛海域叶绿素浓度普遍高于其他海域,营口海域也有较高的分布,但不及秦皇岛海域。秦皇岛沿岸海域叶绿素浓度常年保持在一个较高水平,冬季及早春受西北风影响,秦皇岛附近海域表层海流携带浮游植物流动形成了自西北向东南叶绿素浓度从高到低的分布趋势。通过2015年6月14日、17日和20日秦皇岛海域的叶绿素浓度分布观察到了一次夜光藻赤潮的发生和消亡。因此,GOCI数据可以应用于监测叶绿素浓度的时空变化和观察赤潮的发生和消亡。     

沙箱对桩腿耦合装置的影响研究

桩腿耦合装置(简称LMU)在平台浮托安装过程中上部组块插尖与导管架桩管对接期间起缓冲作用,是海上浮装的最重要装置之一。运用非线性有限元软件ABAQUS,对相同尺寸、受相同垂向载荷作用的有沙箱和无沙箱的LMU分别进行了显式准静态和动态数值模拟,并将计算结果进行对比,以考察沙箱对LMU力学特性的影响。结果表明,与无沙箱的LMU相比,有沙箱的LMU能够承受较大的外载荷作用,可提升外套筒钢材的使用效率,较迅速地降低载荷转移作业过程中整个平台的运动速度,提高平台浮托安装过程中能量吸收速率,并且能减小LMU在动态过程中的最大应力。     

Experimental study of irregular wave impact on structures in the splash zone

The experimental investigation of irregular wave slamming on structure members with large dimension in the splash zone is presented. The time-domain and frequency-domain analyses results of the irregular wave impact pressure on the subface of the structure under various case studies are presented. The influence of different incident wave parameters and relative clearance s/H_1/3 on the impact pressure is discussed. The empirical formula of the characteristic impact pressure P_c, P_t and the spectral moment of the impact pressure m₀ on the structure are proposed. The empirical expression of the characteristic peak impact pressure P_c and the spectral moment of the impact pressure m₀ on the structure is given.     

北冰洋纬向温度梯度对中国东北地区夏季降水影响的分析

利用1979—2011年NCEP提供的2m气温场、位势高度场、风场、GPCP降水以及HadISST资料,对北冰洋纬向温度梯度对中国东北地区夏季降水影响进行了分析。分析得出:纬向温度梯度高年东北地区呈现降水负异常,7、8月份最为显著,几乎涵盖整个东北区域。其原因是北冰洋纬向温度梯度与500hPa位势高度梯度之间存在正相关,巴伦支海和东西伯利亚海上空位势高度差变大,贝加尔湖区域地面上东部和南部较易出现异常反气旋。1月份海面风异常通过Ekman输送影响北冰洋纬向温度梯度,进而影响中国东部地区降水。     

海表Ekman流不稳定性致新型次级环流

海洋上混合层中的次级环流可通过物质和能量的垂直输运和混合过程把海洋表层的热量、动量与物质携带到次表层,对海洋上层次级环流生成机制的研究可以丰富对上层海洋的理解和认识。文中利用线性稳定性理论讨论了经典海表Ekman流的不稳定性,提出Ekman流的不稳定性可生成一种新型的次级环流。这种次级环流的空间尺度与雷诺数、Ekman流的垂向衰减速率、水平湍黏性系数与垂向湍黏性系数比值等密切相关,尺度范围从数十米到数千米。数十米量级的次级环流其垂向结构以及次级环流流轴与主流场偏角都与Langmuir环流的特征极为相似,是Langmuir环流形成机制的一种新解释。千米量级的次级环流能够解释黄海浒苔的条带分布。此外,所得次级环流的流轴与主流之间的偏角与科氏力有显著关系,北半球次级环流流轴偏向主流左侧,南半球反之。     

国外主要海道测量机构重组原因分析

为与不断出现的海道测量新形势、新变化相适应,国际海道测量组织及一些海道测量先进国家的海道测量机构相继对其组织机构进行了重组,并对工作内容进行了调整。从经济军事、科技进步、管理模式等几方面对具有代表性国家海道测量机构改革进行了分析。可在推动测绘体制机制优化,提升信息化条件下的测绘保障能力方面为相关人员提供理论参考。     

烟台套子湾海滩泥沙运动方向研究

采用筛析法分析了套子湾中滩面上66个表层样品的粒度。结果表明:套子湾海滩沉积物为中、细砂,为典型海滩砂。标准偏差较小,分选较好至好;频率曲线呈近正态分布,稍呈负偏;峰度中等至较窄。平均粒径和标准偏差由夹河口向东西两侧海滩变小,由于突堤的阻挡,海滩沿岸沉积物在突堤东侧产生堆积,西侧侵蚀。粒度特征和海滩地貌变化显示:套子湾海滩沉积物是由夹河口向东西两侧发生沿岸运移。为烟台开发区海水浴场的海滩养护以及芝罘岛连岛沙坝海岸的合理利用提供科学依据。     

基于长期观测的辽东湾口东部海域水动力特征研究

辽东湾口东部海域是辽东湾与渤海中部进行物质和能量交换的主要通道之一。本文利用坐底式海床基平台获取的近8个月的水动力连续观测资料,通过谱分析和调和分析方法对该海域的潮汐、潮流特征进行分析,并讨论了余流及底层温度的季节变化规律。研究结果表明:该海域潮汐属于不规则半日潮,平均潮差为0.95 m,最大可能潮差为2.27 m。潮流属于不规则半日潮流,M₂分潮流为其优势分潮流。主要分潮流运动形式为往复流,最大流速方向为西南-东北向。余流的季节性特征较为明显:秋季,余流流速在中层达到最大,流向以西南向为主;冬季,余流流速垂向变化较小,并呈西南偏西向流动;春季,流速随深度增加而减小,流向从表层至底层呈现逆时针旋转的特征。受底层潮流、水平温度梯度及海面温度日变化的影响,底层温度表现出短期的高频变化特征:秋季,短期振荡以半日周期信号为主;冬季,全日周期信号较为显著;春季,短期振荡的现象较弱。     

基于ArcGIS Server的城市道路最短路径分析方法研究

ArcGIS Server是构建企业级分布式的GIS应用开发平台,基于ArcGIS Server这个开发平台,对实现城市道路最短路径的道路数据的组织、相关技术和方法作了初步的研究,并构建了试验环境,初步实现了B/S网络模式下城市道路最短路径的分析。     

青岛近海海陆大风的对比分析

本文利用１９５１～１９９０年气象资料，分析了青岛近海海陆大风的出现频数、风向频率，阐述了该区的季风特征和形成原因，海陆大风差别及其规律，并提出了统计预报方程。通过试报和多年使用结果表明，具有一定应用价值和科学意义。     

琼东海域今生颗石藻群落研究

通过2012年7、8月在南海北部陆架琼东上升流区域的水文、化学和生物的现场综合采样调查,对采集过滤的今生颗石藻膜样在偏振光显微镜下鉴种并统计细胞丰度,分析了夏季该海域的颗石藻群落结构特征及分布规律。结果表明,夏季琼东上升流区共检出今生颗石藻34种,优势物种有赫氏艾密里藻(Emiliania huxleyi)、大洋桥石藻(Gephyrocapsa oceanica)、纤细伞球藻(Umbellosphaera tenuis)、卡特螺旋球藻(Helicosphaera carteri)、地中海花冠球藻(Coronosphaera mediterranea)等,颗石粒细胞丰度介于0~2 040.23×103粒/L,平均值8.10×103粒/L,颗石球丰度介于0~68.90×103cells/L,平均值5.01×103 cells/L。大多数颗石藻集中分布在上升流信号强的水体中。琼东中部水域的生物多样性指数H′较雷州半岛以东水域高,颗石粒群落的均匀度指数J分布与H′呈镶嵌模式。聚类Cluster和多维定标MDS结果,将颗石粒和颗石球群落各分成4个和5个组群,经相似性分析(ANOSIM)检验证明此种划分是显著的。将生物与海区环境因子进行冗余分析(Redundancy analysis,RDA)结果表明,N/P、PO3-4、NO-2和SiO2-3是影响本次调查的今生颗石藻生物群落的主控因子。