海洋测绘垂直基准综论

系统分析了海洋测绘垂直基准的分类及其在海洋空间信息表达中的作用,论证了现代海洋测绘垂直基准的体系模式。阐述了无缝海图深度基准的概念和实现方案、海洋测绘垂直基准的分级模式、不同级别垂直基准的相互转换关系,以及海洋测绘垂直基准的质量控制和应用。目的是推动现代海洋测绘垂直基准框架体系的建设。     

海域无缝垂直基准面表征和维持体系论证

论证了海域无缝垂直基准面的概念和体系结构,剖析了传统海洋测绘技术的垂直基准缝隙存在形式,分析了建立和维持无缝垂直基准面的技术背景,探讨了垂直基准面构建、维持和质量控制的技术方案,指出了构建和维持无缝垂直基准面是一个庞大的系统工程。     

收稿日期:2011-10-28

为研究南黄海浮游动物垂直迁移的季节变化,分析了2006年至2007年4个季节布放潜标中声学测流仪的观测数据.结果是:声学测流仪测量的后向散射强度呈现显著的日变化特征,这是由浮游动物垂直迁移造成的;在4个季节中都出现这一凌晨向下、黄昏向上的垂直迁移,但是垂直迁移发生的时间有季节变化.利用南黄海辐射通量的直接观测数据,讨论了垂直迁移发生时间与光照的关系,结果表明垂直迁移的季节变化主要受光照的影响.这对于研究浮游动物垂直迁移机制有一定意义.     

海岸带空间地理数据垂直基准的统一

海岸带不同的垂直基准严重地妨碍空间地理数据的集成,垂直基准的统一已是迫切需要解决的任务。分析了我国垂直基准的现状,研究了大地水准面作为统一的垂直基准面的不足与局限性,阐述了选择参考椭球面作为统一的垂直基准面的理由和优点,以及建议在陆地采用大地水准面作为次级的垂直基准表示高程,在海洋采用理论深度基准面作为次级垂直基准表示水深,并采用WGS84参考椭球面进行垂直基准的统一。同时,还给出了陆地高程基准的转换关系和方法,以及海域深度基准的转换关系和归算方法。研究成果将使已有的大量海陆测绘资料得到更好的应用,从而为我国的社会经济、国防和海岸带的可持续发展提供更加强有力的测绘保障。     

基于声学方法的南黄海浮游动物垂直迁移季节变化研究

为研究南黄海浮游动物垂直迁移的季节变化, 分析了2006 年至2007 年4 个季节布放潜标中声学测流仪的观测数据。结果是: 声学测流仪测量的后向散射强度呈现显著的日变化特征, 这是由浮游动物垂直迁移造成的; 在4 个季节中都出现这一凌晨向下、黄昏向上的垂直迁移, 但是垂直迁移发生的时间有季节变化。利用南黄海辐射通量的直接观测数据, 讨论了垂直迁移发生时间与光照的关系,结果表明垂直迁移的季节变化主要受光照的影响。这对于研究浮游动物垂直迁移机制有一定意义。     

WRF模式垂直分辨率对海雾模拟影响的个例研究

为精细化研究海雾垂直结构,提高WRF模式模拟海雾水平,利用FNL再分析数据和日平均SST数据驱动WRF模式对2014年2月1日-2日发生在黄渤海海域的一次海雾过程进行了数值研究,在对比实验选定模拟效果较好的参数化方案的基础上,对模式的垂直分层进行敏感性实验,降低前20层高度,分析了垂直分层数,边界层垂直精度对雾区模拟、海雾垂直结构模拟的影响。结果发现提高模式垂直精度后,模式对海雾的模拟能力有了较大提高。研究表明:44层以上的垂直分层下WRF模式能较好模拟黄渤海雾区的分布,增加模式边界层垂直精度可提高海雾能见度模拟效果,并一定程度上消除低云对雾区模拟的干扰。     

琼东南盆地古近纪基底断裂的活动特征分析

为优化油气盆地内断裂活动强度的研究方法,分析了断层生长指数、断层落差和断层活动速率等定量研究断裂活动强度的常用参数,提出了根据断裂两侧的构造沉降差异计算断裂的垂直断距和垂直活动速率的新方法。然后应用这种方法研究琼东南盆地古近纪基底断裂的活动特征。研究表明,琼东南盆地古近纪基底断裂的活动分为3个阶段:第一阶段(40—36MaBP),琼东南盆地东部NE向断裂发生强烈活动,垂直断距800m左右,垂直活动速率约200m.Ma 1;第二阶段(36—30MaBP),盆地东部NE向断裂活动减弱,盆地西部E-W向断裂开始活动,两者垂直断距约400—800m,垂直活动速率70—130m.Ma 1;第三阶段(30—21MaBP),盆地内部断裂活动再次增强,垂直断距700—1800m,垂直活动速率80—200m.Ma 1,而边界断裂活动较弱,垂直断距约500m,垂直活动速率不足60m.Ma 1。     

利用平均海面推定青岛水准原点地区的地壳垂直运动

通常利用平均海面所求某点地壳垂直运动是一种视运动,如若干年平均海面实际升降变化为V,陆地实际垂直运动为U,则视垂直运动为(U-V).在推定地区地壳垂直运动,使用平均海面数据时应注意其区域性和周期性的变化.文中以有代表性的平均海面变化结果为依据,求出青岛国家水准原点地区地壳垂直运动速率λn=(+2.2±0.5)mm/a.     

南沙群岛海域溶解氧垂直分布最大值的季节特征

根据“八五”、“九五”国家科技专项南沙群岛海域综合科学考察的现场调查资料,对南沙群岛海域溶解氧垂直分布最大值现象的分布特征、季节变化规律作了较为全面的分析和研究,同时比较了东海、黄海海域春、夏季溶解氧垂直分布出现的最大值现象及其特征.研究结果表明南沙群岛海域溶解氧垂直分布的最大值现象与我国东海、黄海海域的溶解氧垂直分布最大值现象无论在地理分布、深度、强度、季节性变化还是存在条件的特征化方面,均有着较大的差别.反映影响南沙群岛海域溶解氧垂直分布最大值形成的原因,均与东海、黄海海域溶解氧垂直分布最大值形成的原因有所不同     

波浪和太阳短波辐射对渤、黄海夏季温度垂直结构的影响

基于普林斯顿(POM)模式,采用不同的垂直混合方案并考虑太阳短波辐射的作用,对渤海、黄海夏季垂直热结构进行了数值试验。试验结果表明,夏季波浪混合控制着渤海、黄海上混合层的形成,加入波浪混合能明显改善陆架浅海的夏季温度垂直结构。太阳短波辐射对渤海、黄海夏季上层垂直热结构有一定的作用,研究夏季海洋上层垂直热结构应该包括太阳短波辐射的影响,特别是对于水深相对较深的黄海。     

综合理论最低潮面与海面地形信息进行海岸带垂直基准转换

为实现海岸带测量成果陆部要素与海部要素在垂直方向的基准统一,首先建立了一般陆海部要素包括灯塔、灯标等特殊海部要素在垂直方向的基准转换关系;其次构建了高精度的理论最低潮面、海面地形(验潮站平均海面高程)等潮汐数值模型;最后对海岸带垂直基准转换作了精度估算。 研究表明,一般海部要素的垂直基准转换精度优于 35cm,灯塔、灯标等特殊海部要素的垂直基准转换精度优于 45cm。     

台湾海峡北部海区1998年2～3月温、盐的垂直分布特征

根据１９９８年２￣３月台湾海峡北部海区的ＣＴＤ资料,进行温、盐垂直分布特征的分析,同时根据温、盐垂直分布特征进行海域温、盐特性的区划。结果表明,在研究海域的西侧,温、盐的垂直分布具有层化结构;在研究海域的东侧,温、盐垂直均匀一致,且呈高温高盐。     

中国海洋浮游介形类的垂直结构

文本根据浮游介形类的昼夜垂直分布和分层调查资料,阐述浮游介形类的垂直结构,这是介形动力在温长的历史过程中对环境适应的另一表征。介形类整个类群的丰度存在着白天下降,晚间上升的昼夜垂直移动总趋势,而不同物种具有不同的昼夜垂直运动型式。此外,从宏观上看,各物种具明显的层状分布,并形成上怪分布型、中层分布型、次深层分布型、深层分布型和广深分布型等五种垂直分布类型。     

风廓线雷达垂直速度与地面降雨关系研究:以济南为例

基于风廓线雷达数据产品的垂直速度资料和地面气象观测站2014年分钟降雨记录,采用多项式非线性拟合方法,探讨了各季节特征高度层垂直速度与地面降雨之间的相关关系;并根据场次降雨过程的分钟数据分析了垂直速度阈值对降雨开始、结束时间以及降雨强度的指示性。结果表明,垂直速度能够反映雨滴的下落速度特征,综合各个高度层来看,700 m高度层垂直速度与小时雨量回归方程拟合优度较为稳定,其他高度层在不同季节拟合优度差别略大;垂直速度的大小虽不能完全定量地预报降雨强度,但对于整个过程的雨强波动变化有着明显的指示性作用,700 m高度层垂直速度对于降雨的预报指示效果最为稳定。垂直速度对降水的指示性可用于灾害性天气,如暴雨、冰雹、降雪等的预警及临近预报,其阈值的确定受降水相态、降水类型、气温、湿度、湍流等影响,且并非唯一指标。     

利用海水平均声速进行海洋分布式垂直缆姿态校正

垂直缆地震采集方法能够获得高信噪比、宽频带、宽方位角的地下结构的反射资料,进而实现目标区域的高精度成像。垂直缆姿态的准确获得是高质量地震资料解编的必要前提。利用初至采样点差值与震源激发采样点差值的相关匹配方法,得到共检波点道集。依据超短基线测得的位置参数,得到垂直缆的初始姿态模型,结合海水平均声速的估算值,校正垂直缆的姿态以及确定倾斜角度范围,为垂直缆地震数据的后续处理工作提供支持。     

我国海域无缝垂直基准面的选择

介绍了椭球面、大地水准面、平均海面和海图深度基准面的定义。系统分析了潮汐基准面和大地水准面不适合作为无缝垂直基准面的原因,及以椭球面作为无缝垂直基准面的合理性和可行性,并建议选择WGS84椭球面作为我国海域的无缝垂直基准面。     

浅剖仪垂直探测分辨力分析

根据浅剖仪所采用的PCW信号和Chirp信号的性质，推导了两类浅剖仪垂直地层分辨力的公式，对影响浅剖仪垂直地层分辨力的各个因素给出了详细分析。比较了两种典型浅剖仪垂直地层分解力指标。     

南沙群岛海域夏季沉降颗粒的垂直通量

根据1999年7月航次在南沙群岛海域现场投放沉积物捕获器所取得的样品及分析结果，计算了南沙群岛海域夏季沉降颗粒的垂直通量、沉降颗粒中有机碳、总磷、有机磷的垂直通量，以及沉降颗粒中有机碳的百分含量，通过与南海其它海区及南沙群岛海域不同季节的沉降颗粒垂直通量作比较，认为南沙群岛海域沉降颗粒的垂直通量具有区域性和季节性的特点。     

厦门湾海水中224Ra的深度分布特征及其应用

本文采用MnO₂-纤维富集、220Rn的连续射气闪烁法测定厦门湾海水中的224Ra,利用其垂直分布求出该海域的垂直涡动扩散系数(K_z),为该海域可溶性污染物扩散、迁移和海域自净能力的估算提供理论依据.该海域224Ra的垂直分布及由此得出的K_z使我们能够洞悉研究海域水体的垂直扩散特征及其时、空变化.     

东海东北部M2潮流场的三维数值模拟

本文使用一种简便的三维潮波模式,研究了东海东北部M₂潮流的分布,特别是该海域潮流的垂直变化。所得结果与观测符合良好。本研究所用计算方法的主要特点是:1)将潮流的垂直变化作为其深度平均速度的函数求解。2)能应用不同形式的垂直涡动粘性系量。3)有着较好的垂直分解度,尤其是在近底层。所以,该方法不仅能使我们较容易地得到稳定解,而且能较好地反映摩擦对垂直变化的影响。