南海上层海洋次中尺度过程空间差异和季节变化特征

南海是西太平洋最大的边缘海, 由于受季风影响显著以及北部海域的黑潮入侵, 其动力环境复杂多变, 次中尺度过程丰富, 且在空间上和时间上存在多变性。文章基于高分辨率数值模式的结果, 通过对次中尺度动力参数的分析, 对比讨论了南海北部、中部、西部和南部海域4个典型子区域上层海洋次中尺度过程的空间差异、季节变化、影响深度、影响因素等问题。研究发现各区域季节性变化特征和机制有所不同: 北部海域受冬季风和黑潮入侵影响, 冬季次中尺度的混合层不稳定较强; 中部海域同样表现为“冬强夏弱”; 西部海域受夏季风影响显著, 夏季次中尺度过程更为活跃; 而南部海域主要受岛屿地形影响较大, 容易产生地形尾涡, 季节性特征不明显。统计分析表明, 次中尺度过程往往表现出强正相对涡度与高应变特征, 在表层更容易出现负位涡, 流体稳定性较差。此外, 文章从能量学角度对次中尺度过程的主要能量来源、控制因素等进行了讨论。     

海洋环境安全大数据的内涵与外延分析研究

随着近年来各类海洋环境问题对人类经济、生活产生的重要影响,海洋环境安全问题也日益突出。本文在介绍海洋环境安全和大数据技术发展背景的基础上,研究了海洋环境安全的内涵与外延,总结海洋环境安全大数据的内涵与特征,并分析研究大数据技术在海洋环境安全领域应用,让"大数据"在"海洋环境安全"领域大有可为。     

海洋环境有机磷酸酯的来源、分布与生物地球化学过程

继多种溴代阻燃剂加入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物黑名单后,有机磷酸酯(organophosphate esters, OPEs)作为替代品,生产和使用量日益增加。研究表明OPEs可通过大气长距离传输、河流输运等方式进入海洋环境,并对海洋生态系统产生一定风险。本文详细梳理了海洋大气、水体和沉积物介质,以及海洋生物体中OPEs的含量水平和分布特征,并探讨了OPEs的海气交换、大气沉降、洋流输运等物理过程,以及生物富集与转化、生物泵耦合和微生物降解等生物地球化学过程。考虑到OPEs仍在大量生产和使用并将持续进入海洋环境,系统的海洋OPEs连续监测和生态风险评估亟待开展。     

海洋沉积地质过程模拟:性质与问题及前景

探讨了海洋沉积地质数值模拟的功能问题.地球科学研究以正演方法(以数值模拟为代表)和反演方法(以地层记录分析为代表)的结合为特征.数值模拟作为一种重要的研究工具,具有获得过程和机理分析结果、形成工作假说、指导现场观测和采样的作用.与此同时,在正反演交融中模型本身也得到了提高和完善.在海洋沉积地质领域,数值模拟在沉积物输运...     

海洋与气候学视域下中北太平洋过渡区研究现状、启示与对策

中北太平洋过渡区是高低纬海洋西边界强化动力系统的接续区和交汇区,是大尺度和中小尺度海洋过程的突出集中区,是研究海洋和海气系统多尺度过程与海洋气候和环境生态效应的关键区。文章从海洋学和气候学角度简述中北太平洋过渡区相关海域有关科学研究成果,并就相关科学问题研究现状和不足提出启发性研究对策和建议。结果表明,中北太平洋过渡区对认识全球变暖背景下海洋与气候变化的临界条件、临界状态、跨界触发、通道机制等研究具有重要参考价值,建议通过国际合作主导引领相关地区海洋自主或联合调查,系统构建气候变化观测体系,发展多尺度过程互馈机制和可预测性研究,创建仿生仿真多功能耦合模型,突破致害致灾风险预评估与区划技术关键,为深化海洋与气候变化认识,防灾减灾研究,海洋区域治理和海洋环境与生态安全保障提供坚实的科技支撑。     

国际海洋发现计划——大洋钻探2013—2023科学计划

国际综合大洋钻探计划(Integrated Ocean Drilling Program,IODP,2003—2013)即将于2013年结束,2013年之后,IODP将改名为:国际海洋发现计划(International Ocean Discovery Program),英文缩写仍为IODP。     

The North Atlantic High-Resolution Regional Climate Model Experiment for Oceanic and Atmospheric Applications

We present a high-resolution historical analysis of the atmosphere over the North Atlantic for the period from January 1979 to December 2018. The dataset was obtained using the nonhydrostatic atmospheric model WRF-ARW version 3.8.1 and contains two experiments that differ in spatial resolution: 14 km (HiRes) and 77 km (LoRes). Except for the spatial resolution, the configuration remained identical in both experiments: 50 vertical sigma-levels (starting from ~12 m up to 50 hPa); ERA-Interim reanalysis was used as forcing and spectral nudging. The dataset for HiRes and LoRes experiments was named NAAD (North Atlantic Atmospheric Downscaling). Preliminary results of both HiRes and LoRes reveal good agreement with observations and the ERA-Interim, ERA5, and ASRv2 reanalyses. The NAAD dataset is available online at http://www.naad.ocean.ru and provides a variety of surface and upper-troposphere atmospheric variables with a time step of 3 h.

     

网络化环境下海洋数字档案的安全管理

在社会信息化的大环境下,海洋数字档案的使用正改变着档案工作的方方面面,特别是在信息安全与保密方面,对海洋档案管理工作提出了新的要求。文章对海洋数字档案的特点、网络环境下海洋数字档案的安全隐患进行了分析,从管理、网络安全和信息安全三方面提出了相应对策。     

基于环境规划的区域海洋环境保护初探

以环境和经济为目标的区域海洋环境规划是环境管理中的重要环节和组成部分.在海洋开发利用过程中,为实现环境友好过程,有必要从系统的角度考虑和研究海洋环境规划问题,然后在此基础上制定科学的区域海洋可持续开发利用方案.这对保护海洋环境,实现海洋的可持续发展,推进科学管海、依法治海和科技兴海都具有重要的现实意义.     

海洋环境与国际贸易——从国际养虾业看国际贸易与环境的关系

1991年,美国决定禁止墨西哥金枪鱼的进口。原因是墨西哥没有根据美国提供的标准捕杀金枪鱼,从而导致了海豚的意外死亡。两国对上述禁运的争议很大,对此GATT的一个座谈小组还专门就此事发表了一份书面报告。这起被称为“美国-墨西哥金枪鱼海豚事件”在当时的学术界、政府组织和非政府组织中引起了轩然大波,人们注意力的焦点开始从单纯国际贸易利益的讨论转向了对国际贸易与环境关系的讨论。正是这次大讨论创造了环境贸易产业,人们开始更多地关注由国际贸易导致的对环境的影响。在过去20年中,国际养虾业以每年20%～30%的高速度扩张着。虾产…     

海床基自动监测系统中央控制单元设计与实验

根据海洋监测仪器及系统工作环境的特点,需要从高可靠性、低功耗、长时间工作、小体积、轻重量等几个方面进行深入分析和研究。论文设计的海床基自动监测系统的中央控制单元,采用工业MSP430、带中断输出的时钟芯片DS1305、FLASH RAM和低阈值VMOS功率管等低功耗3.3 V器件,应用中断和休眠软件设计方法,很好地满足了使用要求。通过实验和分析,指出了低功耗海洋监测仪器及系统设计的基本原则,总结了MSP430闲置的管脚处理、上拉电阻阻值合理选择和电池自放电电流等问题的解决方案和应用经验。     

21世纪海上丝绸之路海洋环境的气候变化与风暴灾害风险探析

海洋环境安全是21世纪海上丝绸之路(丝路)建设的重要保障。文章简要分析了丝路海洋环境关键要素和风暴以上等级灾害性热带气旋系统(简称风暴灾害)的气候变化特征,探讨了海洋环境变化和灾害风险的可能影响,并提出了有关的研究建议。分析表明,气候变化背景下,丝路海区的海水显著变暖、热比容海平面升高明显,丝路沿海洪水、风暴潮等高水位事件发生频次可能会增加,进而对港口建设和航线通畅造成较大影响。1940-2016年间,西北太平洋风暴灾害主要集中登陆和影响厦门以南沿海地区,其中,南海风暴灾害的路径分布自20世纪80年代后有向孟加拉湾周边地区拓展的趋势;登陆厦门以北的风暴灾害的路径分布和影响范围20年左右的趋势变化明显,近期有向南(厦门)集中推进的趋势,基于此,未来20年风暴灾害登陆路径和影响范围以向北迁移推进为主,这可能会在一定程度上有利于我国海上丝路建设的顺利开展和实施。而气候变化下强的热带气旋发生频次和登陆密集度有可能增加,随之可能带来更大的影响和损失。此外,北印度洋风暴灾害的影响范围也会向西和南扩展,以至经常影响阿拉伯半岛和索马里半岛;地中海西部海岸,在北大西洋飓风活动频次和强度增强的情景下,未来有可能存在风暴潮的威胁。今后加强开展气候变化与海洋环境灾害风险方面的观测和基础应用研究,是提升21世纪海上丝绸之路海洋环境安全保障水平的主要任务之一。     

气候变化对海洋生物及生态系统的影响

工业革命以来,人类活动每年向大气中排放约10亿t的CO2,其直接影响是导致了全球温度升高、区域气候模式震荡、海平面上升、海水酸化等一系列变化.这些变化能够促使海洋生物从基因水平到生态系统水平发生改变,从而影响海洋生态系统的服务功能,不利于人类的可持续发展.海洋对调节气候变化和维持各生态系统的平衡具有重要意义,尽管一些海...     

Algorithm for non-hydrostatic dynamics in the Regional Oceanic Modeling System

A non-hydrostatic algorithm for the Regional Oceanic Modeling System (ROMS) is proposed. It is based on a decomposition technique for hydrostatic and non-hydrostatic pressure. The algorithm has a pressure-correction scheme with split-explicit time-stepping for baroclinic and barotropic vertical modes with a free surface. The algorithm implementation requires solving a Poisson equation for a non-hydrostatic pressure that has a non-symmetric matrix in discrete form. The efficiency of a different class of solvers and preconditioners were tested. The algorithm is successfully implemented with several examples where non-hydrostatic effects are important. These include standing external gravity waves; strongly nonlinear internal wave generation and transformation; stratified shear instability and its associated mixing; and nonlinear internal tidal generation over a ridge. The corresponding changes in the pre-processing and post-processing infrastructure in the existing hydrostatic ROMS code were performed to implement parallel elliptic solvers and a new set of dynamical equations.     

加强海洋文化建设保护海洋生态环境

海洋文化,作为人类文化的重要组成,是人类认识、把握、开发、利用海洋,调整人和海洋的关系,在开发利用海洋的社会实践中形成的精神成果和物质成果的总和.历史证明,海洋文化在任何时代都代表着一种先进文化,它具有强烈的开创意识和冒险意识,含有不畏艰险和勇于拼搏的精神.