污染物途经河口的入海通量

河流是许多天然风化产物和人类生产、生活活动产物从陆地进入海洋的主要通道。由于地理条件、人口分布等的差异,各河流所携带入海的物质种类和数量之间必然存在很大差別。所以,将测量一条河流所运载的物质通量的方法应用于其他河流或从几条河流以估计全球的入海物质通量时,必须考虑到达些条件的变化。为了计算物质从河流,经过河口,进入     

自然环境变化与人类活动影响下的中小河流沉积物源汇过程

山地小河在地球环境变迁和大陆边缘物质循环过程中具有重要作用,且受人类活动干预影响越来越明显。相比世界大河而言,中小河流多具有瞬时大通量、快速物质转换、易受极端事件和人类活动影响,且对环境变化响应敏感等特点,但学术界对它们的研究很薄弱。目前迫切需要以地球系统科学的思路来重新审视中小河流在圈层相互作用中的角色,加强中小河流地学的系统研究,尤其是通过系统的野外观测与采样分析,积累较长期的实时连续现场水文泥沙等多参数观测资料;同时利用多学科交叉和多方法集成的研究手段,重点研究在全球变化与人类活动影响的双重因素驱动下,世界主要大陆和岛屿地区代表性的中小河流入海物质的通量与组成,向边缘海和全球大洋的物质输运、埋藏与循环过程,以及对不同尺度的全球气候变化和海陆物质循环的响应和影响;重点揭示不同纬度、地带性气候和人类活动影响下的中小河流代表的源汇体系特征,及与世界大河源汇体系的差异,深入理解地球表生过程和全球海陆相互作用的机制。     

浙闽中小河流水体氢氧同位素组成特征及时空变化

山溪性中小河流在全球沉积物由陆入海过程中扮演着重要角色,过去研究主要关注于河流入海物质通量估算及河口区环境评价,而对其相关的水循环研究较少。以浙闽沿海地区代表性中小河流(如椒江和木兰溪等)不同季节河水δD和δ~(18)O组成为研究基础,结合中国东部季风区降水及河流水文资料,旨在探讨浙闽典型中小河流氢氧同位素组成的时空变化特征及控制因素。研究发现,不同季节河流氢氧同位素组成变化显著,夏季河水主要补给来源为降水,冬季则主要受地下水的调节。空间上,干流河水夏季δ~(18)O沿程变化不大,冬季受沿程蒸发作用的影响,呈现由上游向下游逐渐偏正的趋势;受降雨量效应及地下水纬度效应的综合控制,冬季河水δ~(18)O随纬度升高明显偏负。河口区冬季样品δ~(18)O与盐度具有很好的相关性,结合我国东部其他河口数据,为研究我国东部海域周边沿岸流时空变化提供了新的参考手段。     

末次盛冰期以来巴伦支海-喀拉海古海洋环境及海冰研究进展

巴伦支海-喀拉海是北冰洋最大的边缘海,能够对环境变化做出快速的响应和反馈,是全球气候变化最为敏感的区域之一,其古海洋环境演变及海冰变化研究是全球气候变化研究的重要组成部分。末次盛冰期以来,该区域的古海洋环境受到太阳辐射、海流强度、海平面变化、温盐环流和河流输入等因素影响发生了一系列不同尺度的波动。巴伦支海受到北大西洋暖水和极地冷水两大水团相互作用的影响,在水团交界处 （极锋) 由于不同水团性质的差异,导致其海水温度、盐度及海冰发生剧烈变化。而喀拉海则受到叶尼塞河和鄂毕河大量淡水输入影响,海流系统较巴伦支海相对复杂,沉积物主要来源于河流输入的陆源物质,并可以通过磁化率的分析明确区分两条河流的陆源物质。由于受到冷水和暖水的相互作用,巴伦支海-喀拉海海冰变化迅速,并且在全新世中晚期存在 0.4 ka 和 0.95 ka 的变化周期,但海冰变化的影响因素并不是单一的,而是气候系统内部各因子相互作用的结果。目前古海冰重建研究工作主要为定性研究,定量研究相对较少,所选用的重建指标也相对单一,另外存在年代框架差、分辨率低等不足。本文以巴伦支海和喀拉海为中心,总结了其快速气候突变事件、古温度盐度、海平面及海冰的变化,对影响因素进行了探讨,并通过分析末次盛冰期以来古海洋环境研究的不足,提出了相应的展望。     

渤海近岸海水扩散规律的研究

随着工业和科学的迅速发展,研究和解决近岸海水扩散及污染问题日益受到广泛的注意,许多国家相继进行了大量的工作。六十年代初,考虑到美苏核试验的影响,我国就开展了海洋放射性污染的调查。七十年代又开展了石油和重金属污染的研究。目前,这项工作已成为国家的重点研究项目之一。研究污染物质的通量、变化、形态和海水对污染物质的容量,及其稀释扩散规律都是这项研究的重要内容。     

入海泥沙的减少对长江口赤潮增加有贡献吗?

过去几十年来全球近海有害藻华（又称赤潮）发生频率持续增加。人类活动造成的河口-近海富营养化程度的加剧,被认为是导致全球有害藻华增加的主要原因。但是,富营养化程度的加剧可能不是全球有害藻华增加的惟一原因。河流入海的非营养盐类的其他物质通量变异（如泥沙）,也可能显著影响河口-近海的生物活动乃至赤潮的发生。过去40年来随着长江入海营养盐通量的增加,长江入海泥沙通量减少了70%。长期观测资料显示,由于泥沙减少使得长江口羽状流区光照条件显著改善,长江口浮游植物生物量最大值区已扩展至更低盐度的区域。此外,过去40年来长江口赤潮发生频率变化与长江入海泥沙通量变化呈现镜像关系,且二者呈显著的负相关关系。因此认为,长江入海泥沙的剧烈减少降低了羽状流区水体浊度,从而对长江口区赤潮频率的增加有一定贡献。     

秋季黄海和东海海域沉降颗粒物及其地球化学组成

水体中的颗粒物对于海水中物质的迁移有着重要的作用,已有的研究表明,海水中溶解态元素和颗粒物之间的相互作用决定了微量元素和常量元素在海洋中的分布[1].虽然近岸水体只占全球海洋表面的小部分,但河流搬运的陆源物质最终将通过近岸水体进入外海,目前普遍认为海岸带在物质迁移过程中起着极为重要的过滤器作用[2~3].黄海和东海作为具有宽阔陆架的边缘海,每年大量来自陆地的物质在这里沉积、迁移,其海域内的沉降颗粒物不仅是陆源入海物质的主要组成部分,也是人类活动入海污染物的主要载体.     

辽东湾北岸主要入海河流污染物入海通量及其影响因素分析

利用辽河、大辽河、小凌河1992-1995,2004-2007年,大凌河1995-2007年的水文和水质入海监测资料,估算了辽东湾北岸四条主要入海河流各污染因子的入海通量,并初步分析了污染物通量年际变化的影响因素.结果表明,辽东湾北岸的四条主要河流中除小凌河各种污染物入海通量总体上呈增加趋势以外,其他三条河流各污染物的...     

17 000年以来冲绳海槽中部沉积物物源演化及其古环境记录

基于AMS 14C高精度测年,采用粒度与黏土矿物分析方法,对冲绳海槽中部岩心OKI04沉积物的物源以及古环境演化进行了研究。结果表明,自17 000 a以来,岩心陆源物质为多方物源混合的结果,而主要物源供应区为中国东部长江与黄河等主要河流入海物质以及台湾东西部主要河流入海物质。但是不同时期,各物源相对贡献量有所不同,17~13.4 ka期间,长江与黄河入海物质输送以及台湾河流物质均对研究区有一定的影响;13.4~11.3 ka时期,长江与黄河物质输入开始降低,台湾河流入海物质有所增加;11.3~7.5 ka以来,长江与黄河入海物质的影响有所加强;7.5~5.5 ka,台湾物质影响占据主导地位;5.5 ka至今,沉积物主要来自台湾东部地区以及长江入海沉积物。同时识别出高岭石主要来源于中国大陆东部河流入海物质。此外,通过提取沉积物中对沉积环境变化较为敏感的优势粒级组分,发现沉积物主要以悬浮方式发生运移。而中国东部河流入海物质向海槽的输运主要与冬季风引起的环流相关,因此,以具有相对单一物源的高岭石含量作为指示东亚冬季风演化的指标,并识别出自17 ka以来中国东部地区5个冬季风主要加强期。     

九龙江河口水体粪类有机质污染时空变化特征研究

河口是陆源污染物入海的主要通道,在全球气候快速变化和人类活动加剧的背景下,河流入海污染物通量急剧增加,导致河口、海湾及其周边海域水体污染、生态受损等严峻的环境问题发生。本文选取了受极端事件和人类活动影响显著的我国东南强潮型的九龙江河口,利用粪甾醇有机标志物手段开展河口环境粪类污染示踪研究,探讨九龙江河口区粪类污染物（“源”）进入河流后的入海行为（“到”）,揭示粪类有机质在近河口海域时空分布特征及受控因素（“汇”）。研究发现,不同季节的河口径流过程和潮汐作用影响粪类有机污染物的时空分布,潮汐过程对中上游河口区水体环境中粪甾醇的赋存影响较大,呈现高潮低浓度而低潮高浓度的潮周期变化特征;河口区粪甾醇在陆−海输运过程的赋存特征还受控于最大浑浊带复杂的水体和沉积动力过程,对粪类有机污染物有一定的净化作用;研究还通过对比人为源贡献主导的氨氮等河流输入的营养盐说明粪甾醇在河口区的时空分布特征与人类活动密切相关。     

海岸带综合管理和陆海统筹的概念内涵研究进展

随着海洋与海岸带开发利用活动的复杂化和深入化,海岸带地区的资源环境问题逐渐显露出来,经济效益降低,传统单一的海岸带管理模式无法满足海洋开发的需求。国外由此提出了海岸带综合管理的概念,我国与之对应的是陆海统筹发展战略。文章对海岸带综合管理与陆海统筹的发展历程进行梳理,分析其概念内涵及发展变化,并从战略目标、空间范围、功能范围和实施手段4个方面比较了二者内涵的异同。最后,指出海岸带综合管理与陆海统筹后续研究应加强海岸带综合管理典型案例研究,推动海岸带综合管理走向海岸带综合治理,探讨人、陆、海三者耦合的机理和过程,加强陆海统筹的发展路径研究。     

平均海平面上升对东中国海台风风暴潮影响的数值模拟

本文采用ECOMSED模式模拟了影响东中国海的3次台风过程,经与实测资料对比验证了模型的可靠性。在此基础上设计了敏感性试验以考察海平面上升对风暴潮造成的影响。结果表明,海平面上升对风暴潮的影响在空间分布上不是一致的,且因具体台风过程而异。整体而言,海平面上升对风暴潮造成的影响有限。海平面上升0．5m,大部分站位风暴增水极值基本不变,即使海平面上升5m大部分站位的风暴增水极值相对改变量都小于10％。     

中低风速下海洋飞沫对海气热通量的影响

基于2016-02-01—2016-05-21在南海博贺海洋气象观测平台观测的实验资料,首先利用整体空气动力学算法分别计算海气界面处感热通量与潜热通量,同时利用涡动相关法计算液滴蒸发层处总的感热通量与潜热通量。然后比较海气界面处热通量与液滴蒸发层处热通量的值,并利用差比法分别对2处感热通量和潜热通量进行做差计算。结果表明:液滴蒸发层处热通量与海气界面处热通量存在明显差异。通过与海洋飞沫引起的热通量值比较,结果表明液滴蒸发层处热通量与海气界面处热通量的差值由海洋飞沫作用引起;且在中低风速条件下,海洋飞沫引起的热通量与风速呈正相关;相比感热通量而言,潜热通量随着风速的变化更为显著。     

The Functions of China Marginal Sea Sediments in the Cycle of Biogenic Elements

The contents of biogenic elements in China marginal sea sediments are related to their grain sizes, river transport, et al. In general, the finer the grain size is, the higher the contents of organic matter and OC, N, P are, the lower the contents of S and Si are. The biogeochemical environments of sediments are related to Eh, pH, temperature content of OC,Fe3 /Fe2 radio, water dynamics condition, grain size of sediment, S system in sediment interstitial waters, et al., and they influence the early diageneses and cycle of biogenic elements in sediments. In most regions of China marginal sea, the flux directions of S2-, HS-,3- NH4 H4SiO4, PO4 , across the sediment-water interface are from sediment to the overlying seawater, the flux directions of SO42-, HCO3-, NO3-, NO2- across the sediment-water interface are from the overlying seawater to sediment. The irrigation of living things is important in the cycle of the biogenic elements across sediment-water interfaces.     

南沙群岛海域混合层深度季节变化特征

基于南沙群岛海域综合科学考察11个航次的实测资料,研究了南沙群岛海域的混合层深度季节变化特征。研究结果表明,南沙群岛海域混合层深度存在明显的季节变化,并且与季风和海表热通量的变化密切相关。春季,风速较小且风向不稳定,海面得到的净热通量全年最大,上层水体层结稳定,混合层深度较小;夏季,南海西南季风盛行,上层为反气旋式环流,海面得到的净热通量减少,混合层呈加深的趋势;秋季,海面净热通量继续减少,混合层深度达到最大值;冬季,东北季风驱动下形成的上层气旋式环流引起深层冷水的上升,限制了混合层的加深。     

RCP4.5情景下预测21世纪南海海平面变化

结合卫星高度计资料和SODA温盐数据,本文利用CCSM(Community Climate System Model version4)气候系统模式在代表性浓度路径RCP4.5情景下对全球海平面变化趋势的预测模拟结果作为强迫场,用POP模式模拟预测21世纪南海海平面长期趋势变化及空间分布。模拟结果显示,在RCP4.5情景下,南海海域在21世纪末10年平均海平面相对于20世纪末10年上升了15~39cm,明显上升海域位于中南半岛东部的南海中部、南部海域和吕宋海峡东西两侧海域,上升值最大可达39cm。如果加上格陵兰和南极等陆地冰川融化的影响,21世纪南海总海平面上升值将可能达到35~75cm。南海比容海平面明显上升区域位于吕宋岛东面的深水海域,广东沿岸流和吕宋冷涡之间海域,以及中南半岛东南部海域。总比容海平面的变化主要来自热比容,盐比容贡献比较小。南海南部和西部比容海平面上升速率较低,如加里曼丹岛西北侧、泰国湾和海南岛西侧有下降趋势。     

基于SODA数据集的南海海表面盐度分布特征与长期变化趋势分析

盐度是南海物理环境的重要组成部分之一,盐度的变化对南海的水动力环境有重要影响。利用1972-2010年的SODA数据集的5.01 m层月平均数据,分析南海海域海表面盐度的时空分布特征,采用基于最小二乘法的线性拟合分析南海海表面盐度的长期变化趋势。结果表明南海海域的海表面盐度在39 a间90%以上区域均呈现盐度下降趋势,整个海域SSS则以每年0.005 88 psu的速率下降,春季SSS下降速率最大为0.006 4 psu/a,夏季SSS下降速率在四季中最小为0.005 19 psu/a。     

加里曼丹岛西北侧低盐水季节变化及机理分析

利用LEVITUS温盐资料、HOAPS降水及蒸发资料以及OFES模式资料等分析加里曼丹岛西北侧表层低盐水的季节变化规律,并使用盐度平衡模式诊断了海面淡水通量、径流、卷挟作用以及平流作用对低盐水变化的贡献.分析表明:加里曼丹西北侧全年均存在1个低盐水团,其季节变化具有"双峰"特征,3月至4月以及10月至11月会发生2次低...     

Mechanisms for the link between onset and duration of open water in the Kara Sea

The sea ice conditions in the Kara Sea have important impacts on Arctic shipping, oil and gas production, and marine environmental changes. In this study, sea ice coverage (CR) less than 30％ is considered as open water, its onset and end dates are defined as Topen and Tclose, respectively. The sea ice melt onset (Tmelt) is defined as the date when ice-sea freshwater flux initially changes from ice into the ocean. Satellite-based sea ice concentration (SIC) from 1989 to 2019 shows a negative correlation between Topen and Tclose (r = –0.77, p < 0.01) in the Kara Sea. This phenomenon is also obtained through analyzing the hindcast simulation from 1994 to 2015 by a coupled ocean and sea-ice model (NAPA1/4). The model results reveal that thermodynamics dominate the sea ice variations, and ice basal melt is greater than the ice surface melt. Heat budget estimation suggests that the heat flux is significant correlated with Topen (r = –0.95, p < 0.01) during the melt period (the duration of multi-year averaged Tmelt to Topen) influenced by the sea ice conditions. Additionally, this heat flux is also suggested to dominate the interannual variation of the heat input during the whole heat absorption process (r = 0.81, p < 0.01). The more heat input during this process leads to later Tclose (r = 0.77, p < 0.01). This is the physical basis of the negative correlation between Topen and Tclose. Therefore, the duration of open water can be predicted by Topen and thence support earlier planning of marine activities.     

北极河流径流对北冰洋环流的影响

北极河流径流是北冰洋淡水的最大来源,其变化会对北冰洋中的诸多过程有重要影响。本文基于全球高分辨率海洋-海冰耦合模式的模拟结果,研究北冰洋温盐、海冰以及环流对北极河流径流的敏感性。通过对比有气候态北极河流径流输入的控制实验结果和径流完全关闭的敏感性实验结果,研究发现北极径流对北冰洋温度、盐度、海冰以及海洋环流等有显著的影响。关闭北极河流径流后,在河口附近的陆架上温度降低、盐度升高,且导致500 m深度处温度下降以及盐度升高;河口附近的陆架处,海冰密集度与海冰厚度增加。关闭北极河流径流也对北冰洋内的环流有影响:由于缺少来自欧亚大陆的北极径流的输入,穿极漂流与东格陵兰流流速减小且盐度增加;关闭北极径流导致近岸海表面高度降低,沿欧亚陆架的北冰洋边界流减弱,白令海入流增强。通过对比关闭北极径流实验与控制实验的温度和盐度剖面,发现关闭北极径流后大西洋层温度降低,各陆架海盐跃层的梯度减小,盐跃层厚度减小。