冬季中国东海中溶解碳水化合物浓度分布

采集了中国东海(2009-12~2010-01)35个站位的海水样品,其中包括6个站位的垂直断面。用TPTZ方法测定了溶解态的单糖(MCHO)、多糖(PCHO)和总糖(TCHO)的浓度,对其水平分布和PN断面分布进行了研究。结果表明,受到长江冲淡水和黑潮水的影响,表层海水中MCHO、PCHO和TCHO浓度的水平分布表现出由近岸向外海递减的分布趋势。PN断面由于受冬季东北季风的影响,水体混合强烈,使得MCHO、PCHO和TCHO浓度在垂直方向上分层无明显规律。对长江口外3个断面海水中TCHO浓度与环境因子做了相关性研究。结果表明,TCHO浓度与盐度和温度呈显著的线性负相关,与Chl-a浓度呈线性正相关。     

东海赤潮多发区非均匀叶绿素浓度剖面对遥感反射比的影响

赤潮增殖过程中,藻类首先在次表层发育,并形成非均匀的叶绿素浓度剖面,一般呈高斯分布。利用Hydroli-ght4.1模拟180组数据用于研究该过程对遥感反射比的影响。东海为赤潮多发区,通过比较叶绿素浓度在垂直非均匀和垂直均匀情况下的模拟结果,给出高斯分布模型4个参数对遥感反射比的影响。可得到以下初步结论:叶绿素浓度非均匀剖面参数的变化主要影响遥感反射比的绿黄波段,且有向长波段移动的趋势,而对蓝、红波段几乎没有影响;垂直非均匀情况下的遥感反射比要高于垂直均匀的情况。     

HY-1C卫星海岸带成像仪叶绿素a浓度反演研究

叶绿素a作为最重要的水质参数之一,是评价水体富营养化和初级生产力状况的主要因素。我国海洋一号C（HY-1C）卫星海岸带成像仪（CZI）具有高时空分辨率的观测优势。本文基于东海和南海现场实测数据建立了HY-1C卫星CZI叶绿素a浓度反演模型并在实测水域进行反演,与MODIS叶绿素a浓度反演产品进行了对比验证,应用CZI叶绿素a浓度模型在珠江口、长江口、渤海湾水域进行了叶绿素a浓度反演示例试验。结果表明,叶绿素a浓度模型估算浓度与实测浓度相关系数为0.774 3,平均相对误差为24.58%,利用实测叶绿素a浓度对模型进行精度验证,相关系数达到0.993 9,平均相对误差为18.49%。模型在实测水域反演得到的叶绿素a浓度分布与MODIS叶绿素a浓度产品分布大体一致。在珠江口水域反演得到叶绿素a浓度空间分布为由西北向东南逐级递减,峰值出现在珠江口西沿岸。在长江口、渤海湾反演叶绿素a浓度空间分布均符合地理实情。研究表明HY-1C卫星CZI数据可应用于中国近海水色定量化研究。     

黄、东海区总悬浮泥沙对HY-1 CCD数据叶绿素浓度反演的影响

悬浮泥沙含量对叶绿素浓度遥感反演具有一定的抑制作用,我国近岸水体受其影响更为严重.利用国家卫星海洋应用中心组织的2003年春季大规模黄、东海区海上试验获得的较高精度实测数据,详细分析了该海区各站点总悬浮泥沙含量、叶绿素浓度与遥感反射率之间的关系,确立了悬浮泥沙含量对叶绿素浓度反演的影响方式,从而获得了不同悬浮泥沙含量条件下,HY-1卫星CCD等效波段的叶绿素浓度反演模式.分析结果表明,将总悬浮泥沙含量小于6 mg/L定义为中低混浊度水体,把大于6 mg/L定义为中高混浊度水体,然后通过选择不同的悬浮泥沙修正指数分别建模,相关性能够达到实用反演的要求.建模的精度分别为中低混浊度水体,相关性R2= 0.919,平均相对误差= 0.277;中高混浊度水体,相关性R2= 0.877,平均相对误差=0.564.中高混浊度水体叶绿素浓度的反演误差较大,主要体现在低叶绿素浓度区(Cchl<1 mg/m3),表明利用CCD数据反演中高混浊度水体低值叶绿素浓度模式还有待于进一步完善.     

春季东海不同水域的表层叶绿素含量

利用１９９４年春季在东海及台湾海峡首次获得的表层水中绿素含量大面走航连续观测资料，结合温盐分布及以往的有关东海及台湾海峡的海流和上升流的结论，分析了春季东海表层叶绿素含量在不同水域的分布特征。结果表明，叶绿素含量分布与水文结构关系密切。叶绿素含量值随不同海流流域而变，但在各海流流域内基本不变，黑潮表层水的叶绿素含量最低，其次是台湾暖流表层水，长江冲淡水与江浙沿岸流域的叶绿素含量较高；黑潮西侧弱流剧     

东海北部叶绿素a极大值的分布规律

本文利用《中日黑潮合作调查研究(1986-1992)》的资料着重研究东海北部叶绿素a极大值在水平方向上的分布和季节变化规律等.研究表明,东海北部水动力环境,诸如锋面涡、海洋锋和上升流等等是促成叶绿素a极大值分布变化的重要环境因素.文中特别指出叶绿素a密集区离锋面远近的位置与锋面流速的跃变程度呈现一元线性负相关,可以通过此相关式来估计叶绿素a密集区的位置.     

春季东海表层水叶绿素a含量分布特征

依据“科学一号”调查船1994年4月在东海10个断面上所进行的表层水连续走航观测资料（总航程3600km，47万个观测数据），研究东海表层水叶绿素α含量在不同空间尺度（0．01－100km）上的分布特征和变化规律、结果表明，叶绿素α含量在陆架区高，在外海抵；测区南部海域的含量一般高于北部海域。叶绿素α含量的分布形态变化很大，在某些外海深水区，叶绿素α含量连续百余公里没有显著变化，变化幅度小于0．2mg／m3；而在某些近海浅水区，叶绿素α含量在不到1公里范围内的变化幅度达1．5mg／m3。叶绿素α含量大体存在着三种不同尺度的变化：普遍存在的0.01－0．1km量级的小尺度小幅度变化；1－10km量级的与斑块分市相关的脉冲式变化；更大尺度的与水团生产力水平相关的变化。功率谱随波数增加呈下降趋势，说明大幅度变化对应大空间尺度。     

CMODIS资料提取叶绿素a浓度的反演算法研究

中分辨率成像光谱仪(CMODIS)是我国“神舟3号”飞船上对地观测主载荷,是我国第一台上天的具有测量海面叶绿素a浓度能力的成像光谱仪.利用宽视场海洋水色扫描仪(SeaWiFS)反演叶绿素a浓度作为参考值建立CMODIS资料处理模型,得到三个基于蓝绿波段比值法的叶绿素a浓度反演算法,平均相对误差分别为26.6%,24%和33.5%,均方根误差分别为1.16,1.15和1.23 mg/m3.在叶绿素a浓度反演误差允许范围小于35%的条件下,比值算法的适用范围为悬浮泥沙浓度小于5 g/m3的海区.悬浮泥沙的强散射作用导致比值算法在高悬浮泥沙浓度条件下产生高估叶绿素a浓度反演值的现象;在中低悬浮泥沙浓度的海区,悬浮泥沙和浮游植物对离水辐亮度的综合作用使比值算法存在低估叶绿素a浓度的趋势.     

基于水色遥感的黄、东海叶绿素a浓度季节和年际变化特征分析

海洋叶绿素a浓度是衡量海洋浮游植物的生物量和富营养化程度的最基本指标之一。黄、东海叶绿素a浓度年际变化显著,其影响因素需深入分析。本文依据黄、东海的地理位置、水深和生态特征将其分为5个区域进行研究。由5个区域叶绿素a浓度的季节变化可以看出,水华发生早晚依次是黄海西岸—北黄海中部—南黄海中部—东海陆架区—东海近岸海区。从年际变化可以看出,除东海陆架外,其它4个区域的变化幅度均较大。在冬季和夏季,5个区域的基础生物量在2008年均达到最低;在春季和秋季,黄、东海近岸和北黄海中部的年际变化较大,5个区域在2006年春季均达到最高;2009年秋季较其它年份均低。5个区域基础生物量由高到低为:黄、东海近岸较高,然后是北黄海中部和南黄海中部,东海陆架最低。从与水温、风速和有效光合辐射的相关分析来看,浮游植物生长的年际变化受海面风速的影响较大。近岸区域水体混合均匀,营养盐丰富,风速较小时水体稳定有利于浮游植物生长,而水深较深区域,风速较大时,营养盐易补充到表层,有利于浮游植物生长。     

人工神经网络方法反演东中国海悬移质浓度

海中悬移质是决定海洋光学性质、海洋水质,河口海岸带演变动力过程的重要环境参数。本文利用模拟遥感反射比数据集建立人工神经网络反演悬移质浓度,并利用东中国海现场同步数据对该算法进行验证。     

利用TOPEX/Poseidon卫星高度计资料提取黄海、东海潮汐信息的研究

为了更好地利用卫星测高数据分析黄海和东海的潮汐特性 ,对 1 993— 1 999年期间的TOPEX/Poseidon测高数据进行了质量控制和共线平差处理。在此基础上 ,在黄海、东海选取了 1 738个测高点 ,用最小二乘拟合法计算出 1 2个分潮的调和常数。计算得出的M2 和m1分潮的调和常数 ,在交叉点评估的内符精度振幅分别为 2 4cm和 0 8cm ,迟角分别为 2 3°和2 5°。测高点与附近验潮站的这两个分潮结果相比 ,振幅的均方根误差小于 4cm ,而迟角相差较大。这可能与验潮站的地理环境因素有关。用卫星测高数据算得的调和常数绘制的主要分潮特性图与现有常规观测得到的相应图进行了比较 ,在外海深水区两者符合较好 ;近岸由于卫星测高误差较大 ,所以两者符合差。     

东海区叶绿素a和初级生产力季节变化特征

依据2008年春季(5月)、夏季(8月)、秋季(11月)和2009年冬季(2月)的现场调查结果,分析了东海区叶绿素a、初级生产力的平面分布、垂直分布和季节变化的特征,并探讨了其影响因素。结果表明,四个航次叶绿素a浓度分别为1.33、0.93、1.61和0.65 mg/m3,秋季春季夏季冬季。春季、夏季和秋季最大值均出现在0—10m水层,冬季最大值出现在底层。叶绿素a浓度远海年季变化较小,近岸区和垂直分布年季变化较大。四个航次初级生产力平均为375.03、414.37、245.45和102.60 mg/(m3 h),夏季秋季春季冬季。叶绿素a浓度和初级生产力水平均高于历史同期值。鱼外渔场的年平均初级生产力最大,海州湾渔场最小。通过分析叶绿素a和环境因子的相关性表明,叶绿素a与浮游植物显著正相关;春季和秋季的低温以及春季和夏季的低盐比较适合浮游植物的生长;活性磷酸盐可能是限制春季和秋季叶绿素a的重要因素。     

黄、东海海洋黄色物质的卫星反演

在对物理特性分析的基础上, 建立了黄、东海海域卫星离水辐射率黄色物质反演模式, 并利用2003年4月15日SeaWIFS卫星获得的黄、东海海域离水辐射率(Lw)数据反演给出了黄海中部—东海南部(北起33°52′N, 南到22°00′N; 西起122°36′E, 东止125°28′E)海域的黄色物质分布图。结果分析表明, 研究区给出的黄、东海海域黄色物质吸收系数在0.003—0.13m-1范围内, 与大西洋北海测得的黄色物质吸收系数比较接近, 但明显低于波罗的海和地中海, 更低于世界各地沿海海湾。平均而言, 比在太平洋点测黄色物质吸收系数值高约80%, 达0.09m-1左右。在水平分布上, 黄海海域的黄色物质吸收系数明显高于东海海域, 沿岸水域明显高于远海水域。受长江水系和黄海环流以及沿岸排污等要素的影响, 在长江口以外和黄海中、南部水域及其沿岸附近有明显的高吸收系数值聚集区。同时发现, 在黄海西部沿岸, 由于有较高反射率的高泥沙含量的影响, 对该区黄色物质的反演产生了较大的影响, 特别在苏北沿岸和长江口水域尤其如此。而在韩国、日本西海岸、浙江及福建沿岸水域则比较正常的给出了黄色物质的分布。     

应用对应分析法划分夏季东海水团的初步研究

本文综合分析四个断面16个标准层的因子点聚,表明在整个海区有九个水团,即:黑潮表层水、黑潮次表层水、黑潮中层水、黑潮深层水、大陆沿岸水、台湾暖流水、黄海水、对马暖流水和东海混合水,前6个水团是该海区的主要水团。本文还详细讨论了每个水团的分布特征。     

东、黄海典型海域叶绿素a含量的垂向变化与周日波动

2000年10月21至11月5日对东海与黄海典型海区进行了叶绿素a浓度的现场周日观测，地理环境和水文状况的差异使各海区的垂向变化与日波动表现各自的特征：东海观测站位在垂向上的分布比较单一，多数呈上混合层均匀分布型并在跃层以上递减；长江口受潮流影响大，偶而在底层峰值，而南黄海观测站位垂向布出现了均匀分布型与次表层双峰型两种，受潮流等影响，叶绿素a浓度的日变化在各海区间及各自的垂向上都有所差异；出现层化的测站，跃层以上日波动层以下明显；在E7测站的表层和长江口测站的底层都以半日周期为，而南黄海测站以全日周期为主。     

2011 年春、夏季黄、东海叶绿素a和初级生产力的时空变化特征

依据2011年春、夏两季黄、东海调查资料,分析了叶绿素a和初级生产力的空间分布和季节变化特征,并分析了主要影响因素。南黄海、东海北部春季叶绿素a平均含量为74.83mg/m2,夏季为23.84mg/m2,春季明显高于夏季。春季大部分海域叶绿素a含量垂直分布均匀,夏季则出现较为明显的分层现象,在次表层出现最大值。初级生产力水平春季为993.9mgC/(m2.d),夏季为1274mgC/(m2.d),与1984—1985年相比有所升高。春季高值区出现在黄海中部及长江口附近海域;夏季高值区主要分布在山东半岛南岸近海海域、长江口外的黄、东海交界海域以及浙江省沿岸海域。春季整个调查海区叶绿素a浓度与磷酸盐浓度呈显著负相关,与氮磷比呈显著的正相关性,表明黄、东海春季磷酸盐可能成为浮游植物生长的一个限制因子。     

夏季东中国海环流三维数值实验

东中国海由渤、黄、东海三部分组成，为典型的陆架边缘海。对这一海域环流的认识，过去多依赖于温盐资料分析和有限的测流数据。近年来随着计算机技术的迅猛发展，数值模拟已成为研究环流的结构、起源和动力机制的重要手段。国内、外学者在这一领域进行了大量的工作，袁耀初等(1982)使用单层模型对东中国海风生-热盐环流进行诊断计算；王卫等(1987)使用一个正压模式计算了黄、东海黑潮流系和涡旋现象；袁耀初等(1987a，b，1989)采用诊断数值计算方法求解涡度方程，得出其所测海区的三维夏、冬季海流流场；袁耀初等(1990)采用一种预报模式研究东中国海的冬季环流；Chao(1991)用三维有限差分模式探讨了黑潮、季风及长江流量等因子对东中国海环流的影响；袁耀初(1993)针对东海东部的流动建立了一个三维预报模式；朱耀华等(1994)建立了一个三维正压模式研究了渤、黄、东海冬、夏季的环流情况；梁湘三等( Liang et al.，1994)用二层模式模拟了黑潮在台湾东北入侵陆架的现象；王凯于1998年在冯士筰提出的浅海Lagrange余流理论上建立了一种三维斜压陆架环流模式，对渤、黄、东海冬、夏季环流进行了诊断数值模拟；王辉(1996)基于一种三维斜压浅海Lagrange余流的弱非线性理论，模拟计算了南黄海和东海夏季三维Lagrange余流；朱建荣等(1998)建立了一个σ坐标系下三维非线性斜压陆架模式，对东中国海冬、夏季环流进行模拟计算，并数值实验了长江径流量、台湾暖流、黄海冷水团、风场等因素对长江冲淡水扩展的作用。以上这些工作对了解东中国海环流的结构、起源和动力机制都具有重要意义。但是这些工作由于当时计算机速度和容量的限制，其数值模式不够完普，有的使用了二维(单层)或诊断模式，有的网格较粗，多数未考虑实际的海岸线和海面热交换对温度场的影响等，从计算结果来看，没有一个模式能全面地模拟出发生在东中国海的环流现象。 本文作者试图采用Blumberg等(1983,1987)建立的σ坐标系下三维斜压预报模式，考虑了东海主要水道间的流量交换、长江径流、海面风应力、海面热通量等诸多因素的影响，对东中国海夏季的环流进行了数值模拟，结果较全面地模拟了东中国海的环流现象，为今后进一步开展此项工作提供科学依据。     

我国海区SeaWiFS资料大气校正

利用光谱辐射传输理论，结合海上同步实测资料，开发出我国海区SeaWiFS资料大气校正模型。经卫星资料处理结果比对，本模型在一类水体，基本消除了412nm和443nm波段离水辐射率小于0的现象；在二类水体，利用临近一类水体的大气条件进行了有效的大气校正；同时建立了670nm,765nm,865nm波段的大气校正模型，这三个面适用于高浓度悬浮泥沙的信息提取。本模型用于处理我国海区的SeaWiFS资料比美国NASA模型更适合我国海区特定的大气和海洋环境，为SeaWiFS资料海洋水色信息提取和我国海洋一号（HY－1）及风云一号（FY－1C）卫星资料的大气校正研究提供了技术基础。