桑沟湾春、秋季溶存CH4的分布及海-气交换通量

分析2013-10,2014-05和2015-05对桑沟湾3个航次的调查中采集的表、底层海水样品,研究该海域海水中溶解CH_4的分布特征及海-气交换通量。结果表明:春、秋季桑沟湾水体中CH_4浓度范围为3.0356.4nmol·L~(-1),底层浓度高于表层。由于水温的季节变化和陆源输入的影响,秋季表、底层平均CH_4浓度是春季的37倍。受养殖活动的影响,贝藻混养区表、底层CH_4均高于其他养殖区和湾外。2013-10,2014-05和2015-05桑沟湾表层海水CH_4的平均饱和度分别为(2 704±2 532)%,(330±276)%和(858±417)%,表现为秋季高于春季。根据W2014公式估算出桑沟湾春、秋季表层海水CH_4海-气交换通量范围为3.919.9μmol·m~(-2)·d~(-1),根据N2000公式估算出春、秋季表层海水CH_4海-气交换通量范围为5.520.6μmol·m~(-2)·d~(-1),表明春、秋季桑沟湾是大气CH_4的源区。     

南海西部秋季海表p_(CO_2)分布与海-气CO_2通量

文章综合分析了南海西部2012年秋季海表二氧化碳分压(p_(CO_2))分布及控制因素,估算并讨论了海-气CO_2通量及其区域性差异。结果表明,秋季南海西部海表p_(CO_2)变化范围为37.8~57.1Pa,均高于大气p_(CO_2),表现为大气CO_2的源。研究海域海表p_(CO_2)分布主要受海水碳酸盐热力学的影响,海表温度(SST)是影响海表p_(CO_2)分布的主要因素。但在局部海域,海表p_(CO_2)分布还受到其他因素的控制。其中,越南东部局部海域表层海水受湄公河冲淡水的影响呈低盐特征,高p_(CO_2)的冲淡水团和离岸水团的混合作用直接影响该海域海表p_(CO_2)分布。此外,珊瑚礁的钙化活动造成南沙群岛弹丸礁西部海域出现表层p_(CO_2)极高值。秋季南海西部表层海水CO_2释放速率的分布格局主要受风速的控制。北部海域海-气CO_2分压差(Δp_(CO_2))低于中南部海盆,但其海表风速远高于中南部海盆,造成北部海域表层海水CO_2释放速率(2.9mmol C·m~(-2)·d~(-1))明显高于中南部海盆(0.9mmol C·m~(-2)·d~(-1))。海-气CO_2通量估算中不能忽视局部海域珊瑚礁代谢作用的影响。     

东海及黄海南部海域走航海-气CO2 通量季节性变化

根据2003—2008年东海及黄海南部海域多个航次现场观测获得的海表温度、盐度及海水表层pCO_2观测数据,分析该海域海水表层pCO_2及海-气CO_2通量的季节变化特征,探讨了海-气界面CO_2转移与海表温度、盐度分布之间的联系。结果表明:该海域海水表层pCO_2及海-气CO_2通量具有显著的季节性差异。近海区域,春季受海表温度上升、生物作用加强的影响黄海南部、东海近岸区及陆架中部、东海南部表现为大气CO_2汇,其海-气界面季平均通量分别为(-7.77±6.59),(-11.08±8.99),(-2.94±6.78)mmol·m~(-2)·d~(-1)。夏季黄海南部区域表现为大气CO_2源(2.99±6.09)mmol·m~(-2)·d~(-1),与该海域的下层海水涌升有关,东海中部陆架区及东海南部近岸区由于淡水输入,形成跃层阻碍水体混合,再加上光合作用增强等的综合作用为大气CO_2汇,通量为(-4.81±8.92),(-0.75±12.14)mmol·m~(-2)·d~(-1)。秋季北风逐渐增强水体混合加剧,向冬季格局转变,底层富含CO_2的海水上涌,致使海表pCO_2升高,整个海区表现为大气CO_2源。在年际变化上,春季碳汇呈减弱趋势,而秋季碳源则逐渐增强。     

东海和南黄海表层海水中几种挥发性卤代烃的分布和通量研究

以中国近海有代表性的陆架区——东海及南黄海为目标,对东海和南黄海中常见的5种挥发性卤代烃(VHCs)的分布及其海-气通量进行了研究.研究表明,在黄海03断面表层海水中CHCl3、C2HCl3、C2Cl4、CHBrCl2和CHBr2Cl的浓度分别为41(31-54)、53 (23-80)、17 (6.3-23)、23 (7.4-34)和51 (3.1-92) pmol/L,东海表层海水中的浓度分别为25(11-83)、54 (12-95)、39 (9.2-94)、25(5.4-74)和6.4 (1.3-41) pmol/L.由于受人为活动、河流输入和黑潮水入侵的影响,VHCs在水平分布上呈现近岸高、远海低的规律;5种VHCs在表层海水中的浓度与叶绿素a(Chla)存在相关性;这5种化合物在表层海水中没有完全一致的周日变化规律, CHBrCl2和CHBr2Cl的最大值分别在上午10时和下午16时出现,CHCl3、C2HCl3和C2Cl4均在下午13时出现最大值.根据表层海水中CHCl3、C2HCl3和C2Cl4的浓度和文献报道的大气浓度,运用Liss和Salter双层模型,估算得到这3种物质在南黄海的海-气通量分别为76 (1.97-149)、160 (1.07-330)和53 (0.70-119) nmol/(m2·d),在东海的海-气通量为46 (1.65-223)、171 (6.27-495)和135 (3.41-484) nmol/(m2·d),东海和南黄海在冬季是大气CHCl3、C2HCl3和C2Cl4的源.     

挪威海和格陵兰海海水DMS分布特征及影响因素研究

于2012年7—9月现场测定了北极挪威海和格陵兰海区域海水二甲基硫(DMS)及其前体物质二甲巯基丙酸内盐(DMSP,分溶解态DMSPd和颗粒态DMSPp)的含量,研究了其空间分布格局及其影响因素,探讨了表层海水DMS的生物周转和去除途径。结果表明,表层海水DMS、DMSPd和DMSPp的平均浓度分别为5.36nmol/L、15.63nmol/L和96.73nmol/L,受挪威海流和北极深层水影响,表层海水二甲基硫化物浓度呈现出由低纬度向高纬度海域递减的趋势。DMSPd和DMSPp浓度与Chl a浓度均有显著的相关性,说明浮游植物生物量是影响挪威海和格陵兰海二甲基硫化物生产的重要因素。表层海水DMS生物生产和消费速率平均值分别为18.19nmol/(L·d)、15.67nmol/(L·d)。DMS微生物周转时间变化范围为0.03~1.80d,平均值为0.49d,DMS海-气周转时间是微生物消费时间的90倍,说明夏季挪威海和格陵兰海表层海水中DMS微生物消费过程是比海-气扩散更具优势的去除机制。     

透明胞外聚合颗粒物碳输运新途径

目前大家普遍认为,透明胞外聚合颗粒物(Transparent Exopolymer Particles,TEP)因其独特的凝聚效应导致碳通量向海底输出。但是,近几年的研究表明TEP不仅影响了碳沉降途径,其本身能够悬浮甚至向海水表层迁移,导致其在海洋微表层(Surface Micro-layer, SML)积累,最终显著影响海洋表层碳通量。TEP和其他颗粒物聚集形成凝聚物后,其运动趋势则由凝聚物中TEP的含量占比,即最终颗粒物密度所决定。一个新的值得注意的现象是,密度低的TEP通过与其他微粒聚合形成表面活性物质(Surface-active Substances, SAS),会在海洋–大气界面形成薄膜,显著影响海–气CO₂交换通量,甚至对全球气候变化造成影响。     

北黄海二甲基硫(DMS)的海-气释放及其对气溶胶中非海盐硫酸盐的贡献

根据2006年7～8月和2007年1月对北黄海进行的大面调查,分析研究了夏冬季表层海水中二甲基硫(DMS)的浓度分布和海-气交换通量.研究表明:表层海水以及大气中DMS浓度季节变化明显,夏季平均值分别是冬季的3.2和3.7倍.相关性分析显示,海水中DMS和Chl a浓度存在明显的相关性,说明浮游植物生物量是影响DMS浓度分布的1个重要因素.利用Liss和Merlivat公式(LM86)估算了北黄海夏冬季DMS的海-气交换通量,其平均值分别为7.31和4.98 μmol·m-2·d-1.另外,根据测定的大气中甲基磺酸盐(MSA)和非海盐硫酸盐(Nss-SO2-4)的浓度及比例,估算出夏冬季北黄海生源硫释放对气溶胶中Nss-SO2-4的贡献比例分别为10.1%和2.8%.此结果表明北黄海大气中Nss-SO2-4主要来源于人为排放.     

南海海水中DO的平面、垂直分布以及海-气交换通量

根据1998年7月和1999年1月南海两个航次的综合调查结果,对溶解氧(DO)的平面、垂直分布以及海-气交换通量进行了研究,结果表明:表层海水是DO浓度最高的含氧层,在次表层20~75 m处普遍存在着DO浓度的最大值(440μm o l/dm3),同时该层还出现了pH值的最大值和活性磷酸盐浓度的最小值,其位置在温跃层的下界附近。对夏季表层DO和活性磷酸盐进行相关性分析可知,其相关系数为-0.915(n=288),两者呈显著负相关;同时,DO和pH值垂向变化趋势相一致,相关系数为0.951(n=288),两者呈强烈正相关。通过计算,得到1998年夏季和1999年冬季海面溶解氧的海-气交换通量:夏季释放通量为-0.346~0.226 m o l/(m2.d);冬季为-0.234~3.123 m o l/(m2.d)。由于夏季南海海水生物的初级生产力相对要高于冬季,因此夏季溶解氧向上通量的区域较冬季广,同时,海-气交换的通量随区域的变化也有所不同。     

秋季东海二甲基硫和二甲巯基丙酸内盐浓度分布及降解速率研究

于2013年10~11月现场测定了东海中二甲基硫(DMS)及其前体物质二甲巯基丙酸内盐(DMSP,分为溶解态DMSPd和颗粒态DMSPp)的含量,研究其水平分布特征、DMSPp的粒径分布及DMSPd的降解速率,并对DMS的海-气交换通量进行了探讨。研究结果表明,表层海水中DMS、DMSPd和DMSPp的浓度平均值分别为(4.84±0.40)、(5.84±0.93)和(13.01±0.52)nmol·L-1。海水中DMSPd的降解速率在2.59~16.36nmol·L-1·d-1之间,平均值为(6.78±0.84)nmol·L-1·d-1。调查海域范围内,小型浮游植物(20μm)是DMSPp和叶绿素a(Chl a)重要贡献者。此外,秋季东海表层海水DMS的海-气交换通量为0.66~31.73μmol·m-2·d-1,平均值为(11.63±0.71)μmol·m-2·d-1。     

胶州湾及青岛近海微表层与次表层中二甲基硫(DMS)与二甲巯基丙酸(DMSP)的浓度分布

以胶州湾及青岛近海为研究区域,利用吹扫-捕集气相色谱法研究了二甲基硫(DMS)和二甲巯基丙酸(DMSP,分为溶解态DMSPd和颗粒态DMSPp)在微表层与次表层中的浓度以及它们在微表层中的富集行为。结果表明,DMS、DMSPd和DMSPp在微表层中的浓度高于次表层,它们在微表层中的富集因子分别为1.17、1.84和1.51。研究发现,DMS及DMSPp浓度与叶绿素a(Chl-a)浓度有很好的相关性,但它们的周日变化与Chl-a并不完全同步。DMS/Chl-a和DMSPp/Chl-a的比值在次表层和微表层分别为4.35、13.47mmol/g和3.99、15.88mmol/g。胶州湾及青岛近海生态环境受人为活动干扰严重,使本海域DMS含量较高,从而贡献出较大的DMS海-气通量。     

曹妃甸邻近海域的海冰状况与特征

曹妃甸邻近海域是渤海湾冰情严重海域之一.根据该海域的地理环境和大量的海冰卫星遥感、海冰航空监测、海冰船舶调查、岸站和海上平台等有关海冰监测资料及相邻海域的有关海冰监测资料,给出了该海域海冰的冰期、冰型和海冰时空分布变化等特征.另外,还给出了该海域一般年份和特殊年份的冰情状况.     

海面表层水温与表皮水温的相关研究

海洋水温是海洋研究的重要参数之一.本文介绍了"表皮温度"和"表层温度"的不同概念,分析了表皮和表层温度不同的产生机理,初步建立了两个温度之间的关系式,分析了回归方程产生的误差.     

渤海潮波系统的数值模拟

利用二维非线性潮波方程组,讨论了渤黄海主要分潮(全日潮、半日潮及浅水分潮) 数值模拟中的有关问题。数值模拟中同时考虑了4个主要分潮(M2,S2,K1,O1)和两个浅水分潮(M4,MS4)。分析表明,在渤黄海潮波系统数值模拟中,稳定后选取14 d的数值模拟结果进行调和分析能够取得最佳(最合理)的调和分析结果。计算出调和常数的模拟值与实测值之差的绝对平均值:M2分潮的振幅差为4cm,迟角差为3.3°,S2分潮的振幅差为2cm,迟角差为4.2°,K1 分潮的振幅差为1cm,迟角差为3.7°,O1分潮的振幅差为2 cm,迟角差为5.5°。实验结果较好地体现了渤黄海潮波系统的特征。     

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。     

东海大陆架区海胆分类研究

海胆是重要的大型海洋底栖生物类群之一，某些海胆既是人工养殖对象，又是捕捞对象。因此，对海胆进行分类研究，摸清其地理分布特点，对合理利用海胆资源以及生物多样性研究都可提供基本科学依据。 对我国海胆的分类学研究始于1948年，当时张凤瀛先生对青岛的6种海胆进行了描述(张凤瀛，1948)。1957年张凤瀛和吴宝铃先生对广东沿海的37种海胆进行了研究(张凤瀛等，1957)。张凤瀛先生等1964年在《中国动物图谱，棘皮动物门》中记录了30种我国常见海胆(张凤瀛等，1964)。廖玉麟先生在20世纪70年代对西沙群岛的棘皮动物进行了分类研究，其中包括26种海胆(廖玉麟，1978)。 中国科学院海洋研究所于1958-1982年在东海大陆架进行过多次的综合性海洋调查。调查范围:26°~33°45′N，122°~129°E。该海域的底栖生物种类繁多，多样性丰度高。本文对中国科学院海洋研究所历年采自东海大陆架的海胆进行了较系统的研究，共包括21种，隶属于7目、11科、17属。其中有11种在我国是首次记录。名录如下，有*者为新记录。     

海域管理中的宗海图编绘

文章介绍宗海图的要素和内容,按照资料收集、数据整理、宗海图设计、宗海图编绘、成图检查校核和宗海图印制的顺序阐述宗海图的编绘流程;针对目前宗海图编绘中存在的细节问题,提出统一图例、完善底图要素、放大或分幅编绘复杂用海宗海图和绘图前开展海域使用权属核查的建议,以期提高宗海图编绘的规范化和标准化水平。     

巴伦支海海冰多年变化及其影响因子研究

本文采用1900—2010年ECMWF海冰密集度、海面温度、风场和NCAR北极涛动等长序列资料,运用EOF分解、线性回归和相关分析等统计方法,分析了巴伦支海海冰年际变化特征及其与影响因子之间的关系。结果表明:巴伦支海海冰面积4月最大,9月最小,每年减少约1653km^2;面积距平正负位相交替出现,1969年后以负距平为主,冰情先重后轻;密集度逐月不同,明显降低的区域呈现“中部偏东—中部—东北部—西北部—中部偏东”转移特点,部分区域每年减少0.006以上;密集度变化的空间特征可由密集度EOF第一主模态表示,与温度的相关系数高于风场;海冰面积与AO呈负相关。我国以往单独针对巴伦支海海冰变化的研究较少,本文丰富了这方面的资料,对浮式平台开发冰区油气资源提供初步参考。     

渤海及黄海北部冰情长期变化趋势分析

统计分析上世纪50年代—2010年渤海及黄海北部海冰资料,对其年代际变化特征进行分析。上世纪50年代—90年代冰情总体呈缓解的趋势,2000年以来冰情略有加重。研究发现太阳活动与渤海及黄海北部冰情变化关系密切,太阳活动可能是渤海及黄海北部冰情长期变化重要影响因素。如果太阳黑子的周期长度比上一个周期长,那么周期内冰情较上一个周期严重。反之亦然。     

基于CMIP5模式的南海海平面未来变化预估

Future potential sea level change in the South China Sea(SCS) is estimated by using 24 CMIP5 models under different representative concentration pathway(RCP) scenarios. By the end of the 21 st century(2081–2100 relative to 1986–2005), the multimodel ensemble mean dynamic sea level(DSL) is projected to rise 0.9, 1.6, and 1.1 cm under RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5 scenarios, respectively, resulting in a total sea level rise(SLR) of 40.9, 48.6, and 64.1 cm in the SCS. It indicates that the SCS will experience a substantial SLR over the 21 st century, and the rise is only marginal larger than the global mean SLR. During the same period, the steric sea level(SSL) rise is estimated to be 6.7, 10.0, and 15.3 cm under the three scenarios, respectively, which accounts only for 16%, 21% and 24% of the total SLR in this region. The changes of the SSL in the SCS are almost out of phase with those of the DSL for the three scenarios. The central deep basin has a slightly weak DSL rise, but a strong SSL rise during the 21 st century, compared with the north and southwest shelves.     

新型海冰调查设备--冰样压缩机

介绍了海冰观测中冰样压缩机的重要作用;阐述了冰压机各组成部分的设计原理和操作步骤;列出了表征海冰单轴抗压强度性能的部分参数和计算方法;对整机标定的方法提出了设计方案。