黄海西部沿岸流系特征分析及其对物质输运的影响

黄海西部沿岸是我国人类活动和海洋经济开发较为集中的地带,陆地和海洋相互作用较为强烈,其特殊的地形和所处的独特地理位置,使得该海域的环流复杂多变,沿岸海域各水团与陆架锋以及长江口东北部的锋面一起构成了黄海西部特有的环流体系和背景场,对该海域的物质输运和扩散、海水运动以及海洋生物地球化学过程产生影响,并制约着沿岸海域对污染...     

山东半岛东部海域悬浮体分布季节变化及其冬季输送通量研究

山东半岛东部近岸海域流系和水团要素季节变化显著,沉积动力环境特殊,发育有剖面形状独特的泥质沉积体。基于两个年度的夏、冬季山东半岛东部近岸海域水体温度、浊度、悬浮体浓度和海流等调查资料,分析了水团要素分布季节变化特征,并结合研究区域冬季海流和余流分布特征,计算了冬季经山东半岛东部近岸海域向南输送的悬浮体净通量。结果表明:山东半岛东部近岸海域悬浮体分布受沿岸流、黄海冷水团和黄海暖流等流系季节变化的影响存在显著季节变化。夏季,水体垂向层结和黄海冷水团均可抑制悬浮体垂向和东西向扩散。与以往的研究有所不同的是,冬季大量悬浮体可穿越沿岸流与黄海暖流形成的海流切变锋面,进入黄海暖流向北输送,海流切变锋的屏障作用会随着黄海暖流的减弱或东移而削弱。每年冬季经山东半岛东部近岸海域输送的悬浮体占渤海海峡向外海输送的悬浮体年净通量的3.22%~9.10%,冬季的悬浮体输送量较大,占冬季渤海海峡向外海输送的悬浮体年净通量的6.84%~19.38%。     

夏季黄海冷水团海域的丙烯酸分布与海洋环境因子和叶绿素a变化之间的关系

海水中主要含硫化合物β-二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)降解可产生丙烯酸(AA)和活性气体二甲基硫(DMS)。2011年8月对黄海冷水团海域的AA及相关参量的分布特征进行了研究。结果表明,该海域表层海水中AA的浓度为0~0.208μmol/L,平均值为(0.081±0.075)μmol/L。AA的高值区出现在海域的东南部,可能是受到长江冲淡水的影响。AA的浓度总体上呈现出由南到北递增的趋势,与Chl-a较为一致,表明该海域的AA主要是由DMSP裂解产生的。表层海水中AA与温度表现出明显的负相关性。AA的垂直分布表现为:中层底层表层,这可能是产生AA的浮游植物与消耗AA的细菌共同作用的结果。海域中AA浓度与DMSP或DMS无明显的相关性。AA浓度远高于DMS,AA/DMS平均为106∶1,初步估算出DMSP降解产生的AA约为66.5%。AA/Chl-a平均为126.6 mmol/g,比DMSP/Chl-a高1个数量级,比DMS/Chl-a高2个数量级。     

南黄海悬浮体的垂直分布特性及其指示意义

重点研究了南黄海典型断面的悬浮体垂直分布特性及其指示意义。结果表明:四季南海黄海北部断面悬浮体分布的共同特征是西高东低,冬、春季鲁北沿岸流携带悬浮体向南输运和黄海暖流北上是南黄海与北黄海进行物质交换的重要方式和途径;夏半年南黄海中部断面深水域存在的表层云团状悬浮体高值区或"中层悬浮体最大值"现象与该海域的生物活动具有密切的联系;冬、春季苏北浅滩外侧海域近岸区的悬浮体含量显著高于夏、秋季,且冬半年近岸区的悬浮体具有向外海输运的趋势;长江口东北部断面各季节均存在2个悬浮体高值区,其中位于断面西部近岸海域的高值区与长江冲淡水(夏季)或苏北沿岸水(冬季)的影响有关,位于断面东部深水域处的悬浮体高值区是黄海西部沿岸流物质输运的结果,并与济州岛西南部海域的泥质区总体相对应,黄海与东海的物质交换过程主要通过夏季长江冲淡水东北向扩展与冬半年黄海西部沿岸流南下和黄海暖流北上进行。另外,水体层化和陆架锋也显著影响着南黄海悬浮体的垂直分布状况,锋面是控制夏季悬浮体向外海深水区输运的主要物理机制。     

西太平洋上层海水溶解甲烷浓度及碳同位素特征研究

对西太平洋上层海水溶解甲烷浓度的研究结果表明，该海域海水甲烷相对于大气甲烷是强烈过饱和的。甲烷浓度及碳同位素组成特征表明这部分甲烷为生物成因。该海域海－气交换过程中甲烷通量在０．７～１０．４ｎｍｏｌｍ－２ｓ－１，明显高于其它开放海域。     

黄海晚更新世以来的硅藻组合及其沉积环境

黄海更新世晚期以来的硅藻化石,自下而上可划分为五个硅藻带。在Ⅰ带的上下层位,各含一个淡水藻类化石带,显示黄海在大理冰期时,由于气候变冷,海面下降,黄海陆架三次出露成陆。亚间冰期时,气候转暖,海面回升,复为海水淹没,海域中生长着Ⅰ带的各种海生硅藻。随着全新世气候转暖,沉积物中发现Ⅱ-Ⅴ带海生硅藻带,其中Ⅲ带硅藻外洋种比例较大,含亚热带暖海种多,表明此时水温较大,海域扩大,相当于大西洋期,其他各带与全新世各期相当。     

南黄海某典型剖面重磁震联合反演及综合解释

以航磁资料为主、结合其他地学信息,在南黄海海域选取具有典型性与代表性剖面,进行重磁震联合反演、综合地质地球物理解释,分析南黄海海域磁性基底性质、岩相结构和断裂构造特征,为进一步开展油气勘查、实现油气突破提供科学依据.     

东海海—气界面二氧化碳通量的季节变化与控制因素研究进展

通过对东海海—气界面二氧化碳(CO2)交换有关研究的总结,剖析了东海表层海水CO2分压(pCO2)的区域分布特征,探讨了海—气界面CO2通量(FCO2)的季节变化规律,诠释了影响海—气界面CO2转移的主要因素.结果表明,东海表层海水pCO2的区域分布具有明显的季节变化,可将其分为冬季、夏季、过渡季节(春季、秋季)3个时段.冬季西部近岸海域由于水体垂直交换强烈,造成表层水体pCO2较高,而中、东部陆架海域由于浮游生物的光合作用使得pCO2较低.夏季近岸河口海域由于陆源输入的影响导致pCO2较高,中、东部陆架海域受温跃层、长江冲淡水、浮游植物的综合作用pCO2较低.春季、秋季为过渡时段,表层海水pCO2分布变化剧烈,受控因素较为复杂.东海全年表现为大气CO2的净汇,其中冬、春、夏为碳汇,其海—气界面FCO2分别为(-6.68±6.93),(-4.94±0.80),(-3.67±1.09)mmol/(m2·d).秋季表现为碳源,通量约为(1.50±8.37)mmoL/(m2·d).东海全年平均通量约为-3.16 mmol/(m2·d),共可吸收CO2约为6.92×106 t C/a.不同季节海—气界面FCO2的年际变化凸显了人为因素的影响,近海富营养化加剧,三峡工程的运行都可能是造成东海冬季碳汇量减少、秋季碳源/汇格局转变的原因.     

南黄海海域生储盖层特征及油气远景评价

根据近年来新取得的资料,结合前人的研究成果,对南黄海海域的生储盖层特征进行了综合研究。古生界、中生界海相地层为南黄海海域的主力烃源岩,从构造运动和沉积发育情况分析,将南黄海海域的古生界、中生界海相地层生成油气的成藏过程划分为三叠纪印支运动前、侏罗纪—白垩纪、古近纪和新近纪4个阶段。通过对生储盖层的特征分析,说明南黄海古生界、中生界海相地层油气资源具有开发前景。在对南黄海盆地海相中生界、古生界烃源条件和后期保存条件研究的基础上,预测了盆地内海相油气资源的有利运聚区,为南黄海海域的油气勘探及研究工作提供了依据,对我国新的海上油气开发及部署作出了贡献。     

南黄海表层沉积物的碎屑矿物、地球化学特征及物源分析

以南黄海中、西部表层沉积物的测试数据为基础,分析了表层沉积物的碎屑矿物组合特征、分布规律和能灵敏指示物源的CaCO₃、TiO₂、Cu、Sr和Ba的含量特征、分布规律,将这些特征分别与黄河和长江沉积物、黄土进行对比,探讨了南黄海中、西部的物质来源。南黄海西北部主要来源于现代黄河物质和山东半岛及邻近海域的侵蚀基岩;苏北黄河三角洲沉积物主要来源于全新世海侵期海水对古黄河沉积物的改造,其次为海水对基岩的侵蚀,现代黄河物质的影响较小;中部表现出多源性,沉积物部分来源于海侵期海水对海底基岩的侵蚀、改造、再沉积,部分来源于长江物质、黑潮物质及古黄河物质,长江物质影响大于古黄河物质;南部主要来源于长江物质。研究结果表明,现代黄河物质影响的范围小于长江物质;古黄河曾于晚更新世在苏北入海。     

耐230 ℃高温海水钻井液室内实验研究

为了解决深海油气井工程和大洋科学钻探深部高温井段钻井液流变稳定性和护壁性能等变差问题,以复合粘土为造浆材料,通过优选抗温抗盐降滤失剂、防塌剂和高温稳定剂等关键处理剂及钻井液配方优化研究,研发了一套耐230 ℃高温海水钻井液配方。采用高温高压流变仪、六速旋转粘度计和高温高压滤失仪等仪器,开展耐230 ℃高温海水钻井液的综合性能评价,如热稳定性、高温流变性等。实验结果显示,密度1.5 g/cm³的钻井液在230 ℃老化16 h前后,表观粘度变化率为2.5%,高温高压滤失量为23 mL。研究结果表明,该海水钻井液抗温可达230 ℃,具有良好的抗高温稳定性、高温流变性能以及较低的高温高压滤失量,可满足深海高温硬岩钻探要求。     

北极斯瓦尔巴德群岛中部海域表层海水水质研究

掌握北极海水水质特征及地域分布等第一手数据对北极科考意义重大。该项研究工作是全国青少年北极科考子任务,于2017年夏季在北极斯瓦尔巴德群岛中部海域对表层海水水质特征、地域差异及相关控制因素进行了研究。选取了6个区域共40个采样点采集表层海水样本,从温度、酸碱度、电导率、溶解性总固体量、实际盐度和溶解氧饱和度等方面进行了水质特征测量分析,发现该海域6个区域在海水温度、电导率、溶解性总固体量、实际盐度及溶解氧饱和度等方面均有较大差异,而酸碱度差异不大: 北部冰区水温最低,溶解性总固体量最低,溶解氧含量较高; 西北部海湾溶解氧饱和度最高; 中部海峡溶解性总固体量最高,盐度和电导率最低; 南部海域水温最高,实际盐度和电导率最高,溶解氧饱和度最低; 东部沿海水温偏低。采样点地理位置、洋流情况、地形地貌等因素对表层海水水质均有影响。这些研究成果对补充我国在北极地区的第一手科考数据和进行深入的科考研究具有重要意义。     

北极斯瓦尔巴德群岛中部海域表层海水水质研究

掌握北极海水水质特征及地域分布等第一手数据对北极科考意义重大。该项研究工作是全国青少年北极科考子任务,于2017年夏季在北极斯瓦尔巴德群岛中部海域对表层海水水质特征、地域差异及相关控制因素进行了研究。选取了6个区域共40个采样点采集表层海水样本,从温度、酸碱度、电导率、溶解性总固体量、实际盐度和溶解氧饱和度等方面进行了水质特征测量分析,发现该海域6个区域在海水温度、电导率、溶解性总固体量、实际盐度及溶解氧饱和度等方面均有较大差异,而酸碱度差异不大: 北部冰区水温最低,溶解性总固体量最低,溶解氧含量较高; 西北部海湾溶解氧饱和度最高; 中部海峡溶解性总固体量最高,盐度和电导率最低; 南部海域水温最高,实际盐度和电导率最高,溶解氧饱和度最低; 东部沿海水温偏低。采样点地理位置、洋流情况、地形地貌等因素对表层海水水质均有影响。这些研究成果对补充我国在北极地区的第一手科考数据和进行深入的科考研究具有重要意义。     

近海油气藏渗漏烃的检测方法综述

主要总结了海域油气藏渗漏烃的航空遥感和地球化学检测方法.遥感测量可以从宏观上圈定海面油膜的分布范围,是海上油气藏勘探前期常用的廉价方法;海底沉积物取芯测量和海水嗅探器现场分析是海域油气藏渗漏烃地球化学检测的主要手段,海水样品的脱气处理是海水介质中渗漏烃地球化学检测的关键环节;海水和海底沉积物取样设备与脱气技术的不断完善,为海域油气藏渗漏烃的检测提供了基本保障;目前,底层水采样分析与海底沉积物取芯分析已成为一种有效且相对经济的海域油气藏渗漏烃检测技术组合,与一些地球物理方法结合应用,可有效地圈定海底下方渗漏源的位置.     

北极斯瓦尔巴德群岛中部海域表层海水水质研究

掌握北极海水水质特征及地域分布等第一手数据对北极科考意义重大。该项研究工作是全国青少年北极科考子任务,于2017年夏季在北极斯瓦尔巴德群岛中部海域对表层海水水质特征、地域差异及相关控制因素进行了研究。选取了6个区域共40个采样点采集表层海水样本,从温度、酸碱度、电导率、溶解性总固体量、实际盐度和溶解氧饱和度等方面进行了水质特征测量分析,发现该海域6个区域在海水温度、电导率、溶解性总固体量、实际盐度及溶解氧饱和度等方面均有较大差异,而酸碱度差异不大:北部冰区水温最低,溶解性总固体量最低,溶解氧含量较高;西北部海湾溶解氧饱和度最高;中部海峡溶解性总固体量最高,盐度和电导率最低;南部海域水温最高,实际盐度和电导率最高,溶解氧饱和度最低;东部沿海水温偏低。采样点地理位置、洋流情况、地形地貌等因素对表层海水水质均有影响。这些研究成果对补充我国在北极地区的第一手科考数据和进行深入的科考研究具有重要意义。     

海底热液循环中矿物沉淀过程数值模拟

为了探索高渗透性洋壳中高温热液循环系统的形成机制,以数值模拟为手段研究热液循环中的矿物沉淀过程及其对洋壳渗透率的反馈.在热液对流-矿物反应模型中考虑了硬石膏、黄铁矿和黄铜矿的沉淀和溶解反应,基于矿物的溶度积计算矿物的沉淀/溶解量,并将其转换为渗透率的变化.结果显示,黄铁矿和黄铜矿分布于350~380℃等温线范围内,并随着热液温度升高而逐渐向海底推移.海水被加热及与热液混合过程中沉淀出硬石膏,在热液上升通道两侧形成低渗透性的烟囱状结构,降低了海水-热液混合程度从而使热液温度升高.高温热液通道建立后,便会有更多的金属物质随着高温热液被运输至浅层洋壳或海底.模拟结果为理解海底高温热液喷口的形成机制提供了借鉴.      

南海珊瑚礁光学浅水海域多光谱遥感水深反演

海洋水深信息对研究珊瑚礁海域资源与环境具有重要作用。南海珊瑚礁海域测深数据受多种条件限制施测困难,在时间与空间方面数量非常有限。文章针对南海岛礁海域以I类水体为主导的海水光学特性,以南沙群岛库归沙洲海域为例,使用Sentinel-2多光谱卫星遥感影像和同期过境的MODIS卫星数据,构建底质光谱,采用半分析半经验模型计算海水表面遥感反射率与海水叶绿素浓度,通过对数比值模型进行该地区光学浅水海域遥感水深反演分析,并进一步通过多时相反演水深融合提升精度。经与多波束实测水深数据验证,研究区域反演水深总体均方根误差和平均相对误差分别为2.68 m 和9.99%。该方法通过叶绿素浓度推演部分海水光学特性,可以从多光谱卫星影像中快速获取南海岛礁光学浅水海域初步水深信息,供相关海洋领域分析与应用。     

台湾东北部海域海表温度季节与年际异常及其对历史气候重建的启示

SST（海洋表层温度,sea surface temperature）的季节与年际异常对于认识现代全球变暖、重建历史时期气候变化以及探讨气候变化机制具有重要意义,而台湾东北部海域SST季节与年际异常的研究却相对较少.为更好地理解现代全球变暖和历史气候变化,利用NOAA的全球海表温度最优插值资料、Hadley中心的全球海表温度数据以及MEI逐月指数,分析了现代全球变暖背景下台湾东北部海域SST季节与年际异常及其控制因素.季节尺度上,受东亚冬季风的影响,研究海区的冬季SST变化比夏季更为剧烈,冬季SST控制着该海域年均SST和SST季节性的变化.现代器测和古气候记录表明该现象在年际-百年尺度上可能一直存在.年际尺度上,SST异常与MEI指数存在显著的8个月滞后相关性,ENSO（厄尔尼诺—南方涛动,El Ni?o-Southern Oscillation）事件通过东亚冬季风来影响研究海域的SST变化.在历史气候重建中区分气候变化的多尺度性和替代指标的季节性、认识历史气候对ENSO及东亚冬季风的响应特征和机制,这将有助于进一步理解现代全球气候变暖的原因.      

黄海北部表层沉积物地球化学特征

研究区位于辽东半岛以南的黄海北部海区,为季风性气候;海域流系属黄海暖流余脉,在区内沿辽东半岛和朝鲜半岛岸线顺时针流动.区内水深较浅,一般小于70 m.海底地势由北、西、西南向中部缓倾,并由中部向南倾向南黄海.黄海北部海岸性质复杂,近岸海域有多个岛屿分布(长山群岛),使其海底地形、地势变得非常复杂.鸭绿江、庄河等河流注入研究区,在区内北东端发育潮流沙脊.由于北东侧河流带入了丰富的陆缘沉积物,研究区东侧沉积物为中细砂-细砂,至中部变为粉砂质砂和砂质粉砂,在西部变为泥质粉砂、粉砂质泥或砂粉砂质泥,表现出从东向西变细的趋势.     

世纪之交的中国海洋科学思考——关于海洋科学学科“十五”优先领域的认识

1 中国与海洋 中国位于太平洋西岸,东南两面临海,分别为渤海、黄海、东海和南海,拥有约18 000 km大陆岸线,中国沿岸岛屿星罗棋布,面积500 m2以上的海岛6 500多个,岛屿岸线约14 000 km.依照1998正式生效的<联合国海洋法公约>,中国拥有约300万km2的管辖海域.在管辖海域中,有经济价值的鱼类和其它海洋动植物种类多、数量大.大陆架区含油气盆地面积近70万km2,蕴藏的石油资源在150亿t以上,天然气约14×1010m3,海水中可利用的化学元素也十分丰富,各种形式的海洋能源总量超过4亿kw.