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。     

南海与大洋钻探计划

１９８５年起开始执行的国际大洋钻探计划，是当今地球科学研究领域最大的国际联合领域研究计划，是地球科学深层次发展的重要手段。本文了大洋钻探计划的组织，运行机制，研究内容，研究目标及其科学意义，提出了南海开展大洋钻探的重要性、迫切性及其可望解决的与南海相关联的７个地球科学发展的重大问题。     

科学大洋钻探演义

生存在地球这颗蓝色星球上的人类,向来都是不安分的。上天、入地和下海不仅仅是吴承恩在《西游记》小说中给顽劣的孙猴子设计的"十八般武艺",更是人类对了解我们所处的自然环境所向往拥有的手段。     

硕果累累的科学大洋钻探

每年,科学大洋钻探都会在全球大洋的一些重要海域进行钻探和考察,科学家们通过研究这些被保藏在大洋深处的珍贵"地球档案"资料,探索地球的奥秘。多年以来,大洋钻探项目给人类带来了许许多多对地球的新认识,并正在一步步地为我们揭开裹在地球表面的层层面纱。     

整合大洋科学钻探(IODP)的水文地质计划

水圈、气圈、岩石圈和生物圈是复杂地球系统的组成部分。在地球的广泛时间和空间尺度上 ,通过传输能量和溶解质 ,流体在联系各类物理和化学过程方面起着重要的作用。在过去的1 0a中 ,ODP在测量和监视水文地质参数的技术方面有了长足的进步。然而 ,在海底之下的环境中 ,流体的作用及有关水文地质过程仍有许多问题尚待解决。在地震带动力学、全球化学循环、天然气水合物形成、洋中脊热液系统、海底之下生物圈的发育和成岩过程等方面 ,流体活动是一个关键的因素。IODP将要开展这方面的研究。1　科学目标我们深刻地认识到 ,当流体运动时 ,地…     

国际大洋钻探计划主席拉宾诺易斯教授访问青岛

应中国科学院海洋研究所李乃胜研究员的邀请，国际太洋钻探计划主席菲利普，拉宾诺易斯(Philip Rabinowitg)教授于1994年7月14日访问了青岛。     

面向全球系统变化:日本在综合大洋科学钻探计划中的科学计划

综合大洋科学钻探计划 (IODP)是有关调查地球科学 (包括生命科学 )的国际科学研究计划。IODP之科学计划取决于大洋钻探科学的国际研究者委员会 ,其执行则是根据科学家的项目建议书。IODP采用的项目建议书将根据IODP科学顾问组织 (SAS)对建议书的公正与公平的评估而决定。在浅海和冰盖海区将用钻井平台施钻 ,在另外海区将用“地球”号套管(Riser)钻探船和非套管钻探船 (美国提供 )。下面的内容是IODP开始阶段的科学研究热点 ,它们将作为评估项目建议书的标准。这里包括 3个主要科学目标和 8方面创新点。当你写任何一个项目建议书时…     

科学大洋钻探与深部生物圈

从深海钻探计划(DSDP)在20世纪70年代最早提出海洋沉积物中细菌活动性的证据到90年代大洋钻探计划(ODP)获得了令人信服的海底深部生物的存在证据，并成为即将启动的综合大洋钻探计划(IODP)的一个优先研究领域，深部生物圈成为科学大洋钻探近年来最为重大的发现之一，同时它也将有效地促进地球科学和生物学等其他学科的交叉。     

大洋钻探计划的前景

2003年10月美国国家科学基金会决定给联合海洋研究所拨款6．25亿美元,以完成下一个10年的国际大洋钻探计划。除了美国人之外,来自日本的科学家也将参与其中,有关欧洲国家的专家参加计划的条件也正在谈判中。     

大洋钻探计划(ODP)与海洋有机地球化学研究

本利用长链不饱和酮分子及分子同位素δ＾１３Ｃ来恢复古气候、古溶解ＣＯ２浓度和古盐度；说明有机地球化学在全球变化研究中的应用前景。     

全球海洋酸化研究态势与最新进展分析

海洋是一个巨大的碳库,通过吸收大气中的二氧化碳减缓了全球变暖的局势。海洋同时也是蕴含丰富资源的宝库,过量二氧化碳的吸收造成海水pH值发生变化,海洋酸化对这个资源宝库的影响不容忽视。文章通过文献计量与统计分析的方法,从宏观角度研究了海洋酸化研究的整体发展现状、主要研究力量与研究主题分布,分析了未来的发展趋势,并结合现有问题给出了讨论建议,以期为未来的海洋酸化研究提供一定的参考借鉴。研究结果表明：海洋酸化研究经历了探索、成型、快速增长与稳步增长4个时期,澳大利亚、美国、加拿大和英国是主要研究国家,美国国家海洋与大气管理局、美国伍兹霍尔海洋研究所、美国加州大学、澳大利亚昆士兰大学和詹姆斯库克大学是主要研究机构。海洋酸化过程与成因、敏感性生物与生命过程影响、生态系统影响与生态效应、珊瑚礁与藻类典型研究等内容则是该领域的主要研究主题。未来的海洋酸化研究还应该拓展广度和深度、提升方法和技术,并注意制定综合研究计划、慎重定性与量化研究结果、考虑多方面差异耦合因子并加强基础研究与国际合作。     

海洋教育：教育思想与实践的嬗变

当今世界,国与国之间海洋实力的竞争,已经从最初对海洋资源的竞争变成海洋人才竞争,而海洋教育则是海洋人才的摇篮,逐渐成为教育体系中不容忽视的重要实践。从少数人海洋教育意识的觉醒,再到如今面向普罗大众的社会海洋教育,由海洋教育衍生的知行、创新、问题思维教育模式,成为推动教育思想与教育实践嬗变的活力因素。文章梳理海洋教育思想及教育实践发展的特点,围绕发展过程中存在的优势与不足,提出海洋教育发展的新路径,使海洋教育更好地服务建设“海洋强国”等国家战略。     

基于文献计量分析的南大洋生态环境研究现状与展望

南大洋是目前受人为活动干扰最少的区域,在平衡全球气候变化、维持生物多样性方面扮演了重要角色。由于其独特的自然条件和地理区位,各国学者自20世纪90年代起就开始对南大洋生态环境进行深入研究。为厘清全球范围内的南大洋生态环境研究现状、预测未来研究趋势,本文采用文献计量学的研究方法,统计了Web of Science核心数据库中已发表的南大洋生态环境相关研究论文,共获得有效论文7 491篇。基于VOSviewer软件分析了1990—2020年间关于南大洋生态环境的论文发表数量、发表机构、发表期刊、核心作者及主要研究主题,结果表明：(1)南大洋生态环境的相关研究逐年增加,1997年《京都议定书》的签订及其2005年的正式生效是南大洋生态环境研究数量明显上升的时间节点;(2)美国是南大洋生态环境研究的领军国家,拥有3个发文数量排名前十的科研机构;英国和澳大利亚也是南大洋生态环境研究的主要国家,其科研机构发文数量排名靠前;中国的南大洋生态环境研究起步较晚,目前仍处于追赶阶段,但与欧美国家的差距正逐步缩小;(3)30年间南大洋生态环境的主要研究领域包括“气候变化”“浮游植物”“南极磷虾种群”“海洋生...     

Ocean current observation and spectrum analysis in central Chukchi Sea during the summer of 2008

During the summer of 2008, the third CHINARE Arctic Expedition was carried out on board of Xuelong Icebreaker in the central Chukchi Sea. A submersible mooring system was deployed and recovered at Station CN-01 (71°40.024′N, 167°58.910′W) with 33 days of the current profile records, and continuous observation of temperature and salinity data were collected. This mooring station locates in the blank of similar observation area and it is the first time for our Chinese to finish this kind of long-termmooring work in this area. Thismooring systemfinished integrated hydrological observationswith long-termcontinuous record of the whole profile velocity for the first time. Based on time series analysis of temperature, salinity, velocity and flow direction, we get the following main results. (1) During the observation period, the mean surface current velocity is 70.2 cm/s eastward, and velocity reaches itsmaximumin average at 3mlevelwithmagnitude 90.0 cm/s, direction 206°. (2) In 9-30mlayers, the semidiurnal period variationis themost obvious, the flow direction is quite stable, and the flow is synchronous and consistent vertically. (3) Besides the semidiurnal period variation, the main variation in the upper layer is in 11-d period, with variations in period 5.5, 5.5, and 3.7 d, which reflect the influences of sea surface wind change and maintenance. (4) Near the bottom, the temperature change is correlated and synchronizedwith the conductivity.     

热带太平洋要素场与ENSO的非线性相关特征分析

为进一步揭示热带太平洋海气系统要素场之间的非线性相关特征,基于Hadley提供的海温场资料和美国国家环境预报中心(NCEP)和美国国家大气研究中心(NCAR)提供的海面风场和海面气压场资料,采用经验正交(EOF)分解和非线性典型相关分析法(NLCCA),分析了海温、海面风场和海面气压场三要素场之间的非线性相关性。结果表明,西太平洋暖池的异常暖状态和热带太平洋的西风异常与ENSO的非线性之间存在着密切关联。进一步引入奇异值分解方法(SVD),将其与NLCCA方法相结合,分析了热带太平洋海温场与海面风场、海面气压场耦合变化的关键影响区及其异性相关的分布特征。分析表明,热带太平洋西风异常和西太副高与ENSO循环之间存在较好的相关性。具体表现在:海温在中东太平洋地区出现异常增暖时,有助于加强东南亚地区的对流发展,促使东南亚地区季风的提前爆发;而东北太平洋副热带高压强度变化对北太平洋中部Nam ias海区海温距平的东西向振荡具有重要作用。研究为ENSO循环的非线性特性提供了有力的证明,也为ENSO的预测研究奠定了相关基础。     

基于高度计观测和模式数据诊断南大洋主要锋面与涡旋的特征

锋面和涡旋是南大洋重要的中尺度过程,南极绕极环流(Antarctic Circumpolar Current,ACC)系统中的锋面及其裹携的涡旋构成了能量和物质的东向传播通道,对全球大洋的能量和物质平衡具有重要影响.基于海表高度计和B-SOSE(Biogeochemical Southern Ocean State E...     

基于改进ConvLSTM网络太平洋长鳍金枪鱼时空分布趋势预测

渔场资源与位置的变动由空间与环境因子共同驱动,远洋渔场时空演变信息的精准预测是远洋捕捞的关键支撑。该研究考虑渔业生产统计数据,并兼顾同期海洋环境数据包括海表面温度（Sea surface temperature, SST）、海表面盐度（Sea surface salinity, SSS）、初级生产力（primary productivity, PP）和溶解氧浓度（dissolved oxygen concentration, O2）,提出了一种融合卷积长短期记忆网络（ConvLSTM）和卷积神经网络（CNN）的渔场时空分布预测模型。首先对时空因子进行编码,提取高层时空特征;其次采用CNN提取海洋环境变量的抽象特征,并基于ConvLSTM提取渔业数据的时空特征,最后融合高层时空关联信息对渔场时空演变趋势进行预测。以1995－2018年太平洋海域的延绳钓生产数据对模型进行验证,模型的根均方误差为0.1036,实验对比发现较传统渔场预报模型的预测误差降低15%~40%,预测的高产渔区与实际作业的高渔获量区匹配度高。该研究构建的渔场时空预测模型能够准确地预测出太平洋长鳍金枪鱼的时空分布,为太平洋长鳍金枪鱼的延绳钓渔业提供科学参考依据。     

Signal quality analysis and quality check of BDS3 Precise Point Positioning in the Arctic Ocean

This study analyzes the signal quality and the accuracy of BeiDou 3 rd generation Satellite Navigation System(BDS3) Precise Point Positioning(PPP) in the Arctic Ocean. Assessment of signal quality of BDS3 includes signal to noise ratio(SNR), multipath(MP), dilution of precision(DOP), and code-minus-carrier combination(CC). The results show that, 5 to 13 satellites are visible at any time in the Arctic Ocean area as of September 2018, which are sufficient for positioning. In the mid-latitude ocea...     

赤道太平洋温度、流场距平EOF分析及与厄尔尼诺的关系

利用EOF分析方法,讨论了最近20a赤道太平洋次表层温度、纬向流距平与厄尔尼诺的关系.结果表明:赤道太平洋海温距平EOF分析第一、二主分量占总量的近80%,其中第一主分量类似于厄尔尼诺模态,第二主分量类似于暖池模态;后一模态存在着突变和渐变两种过程,其中由冷位相变暖位相过程为渐变过程,而暖位相变冷位相过程为突变过程.厄尔尼诺事件是赤道西太平洋暖池突变过程的结果.赤道太平洋纬向流距平EOF的第二主分量代表赤道西太平洋潜流和东太平洋南赤道流的变化,这个模态存在着半年左右的振荡和与厄尔尼诺同位相的年际振荡两种频率.另外,它还存在明显的年代际变化.赤道西太平洋潜流和东太平洋南赤道流减弱是产生厄尔尼诺的必要条件.统计回归分析表明,赤道太平洋海温距平和纬向流距平EOF的第二特征向量的时间系数对厄尔尼诺和拉尼娜均有一定的预报意义.     

Impact of drifting icebergs on surface phytoplankton biomass in the Southern Ocean: Ocean colour remote sensing and in situ iceberg tracking

Icebergs that calve from the Antarctic ice shelves and drift in the Southern Ocean melt to deliver fresh water, dust and minerogenic particles to the surface ocean along the iceberg's path. Each of these components may have an effect on growth conditions for phytoplankton, as might the mechanical effects of the iceberg keel disturbing the water. Although anecdotal and small-scale surveys suggest that drifting icebergs increase local primary production, no large-scale studies have been reported. An analysis of satellite and automated iceberg tracking data from the Weddell Sea, covering the months October to March, from 1999 to 2004, showed that the probability of increased surface phytoplankton biomass was up to one-third higher in the wake of a tracked iceberg compared to background biomass fluctuations. Only during the month of February were the effects of icebergs on surface biomass likely to be negative, whereas background biomass fluctuations were likely to be negative during March. These results confirm icebergs as a factor affecting phytoplankton in the Southern Ocean and highlight the need for detailed process studies so that responses to future changes in the Antarctic ice sheets may be predicted.