最优插值法在东海赤潮高发区赤潮生消过程数值模拟中的应用

将最优插值法与赤潮数值模型相结合,针对时空分辨率不统一的卫星遥感数据及海洋常规调查数据,进行了东海赤潮高发区海表温度场及海表营养盐浓度场的数据同化研究,并在此基础上进行了该海区春季赤潮过程的数值模拟研究。数据同化结果显示,最优插值数据同化方法不仅在一定程度上修正了海表温度场模拟结果的误差,尤其体现在对赤潮藻的生长影响较大的温度区段18—20℃等值线的南移,而且较为明显地优化了研究海域海表营养盐浓度场,使模拟结果更加接近观测值。对比赤潮过程数值模拟结果发现,在未加同化情况下,海区赤潮藻并未形成大规模赤潮,并且消散较快;而在加入同化后,研究海域交替出现了硅藻及甲藻的大范围赤潮,赤潮生消过程与现场调查数据分析结果较为一致。耦合了最优插值数据同化方法的赤潮数值模型,由于具有改进海洋环境背景场的优势,因此可以在赤潮预报预警工作中得到较好应用。     

海洋赤潮的天敌

最近,日本鹿儿岛县水产试验场披露,在鹿儿岛湾内的海底海泥中发现一种原生动物,它爱吃造成海洋赤潮的浮游生物。以前曾发现过原生动物吃在淡水中异常增殖的浮游生物,而发现原生动物吃造成海洋赤潮的浮游生     

实际海域的赤潮生消过程数值模拟

目前所了解的众多与发生赤潮有关的因素均非赤潮发生的充分必要条件，而且不存在稳定的赤潮诱发因子。赤潮的发生是富营养化、适合的光合作用条件和赤潮藻本身的死亡率三方面的综合结果。这3个因素以及这3个因素有关的其他因素都可能成为赤潮发生的激发因子。根据此概念建立了赤潮生消过程的动力－营养盐－赤潮藻间的耦合数值模式，成功地数值模拟了1998年3－4月在香港沿海实际发生的赤潮生消的全过程。该模式对于研究赤潮的发展过程及预报是有益的探索。     

渤海湾天津近岸海域夜光藻赤潮生消过程初探

对2006年夏季渤海湾赤潮重点监控区发生的夜光藻赤潮的生消过程进行了初步分析和研究,结果表明,在赤潮的整个生消过程中,3个站位的pH值、叶绿素-a含量、溶解氧、化学耗氧量和营养盐的变化均与夜光藻快速增值前浮游植物的迅速生长有关,浮游植物进行生长时大量吸收水体中的营养盐,而温度和盐度对此次赤潮的生消不存在明显影响.同时,水文气象因子的变化是此次赤潮的发生和消亡时必不可少的条件.     

赤潮卫星遥感监测与实时预报

本文根据赤潮水体光谱特征和赤潮环境要素,提出了赤潮卫星遥感监测与实时预报的方法。利用这些方法成功地监测和预报了１９９７年１１月发生在广东沿海的金囊藻赤潮和１９９７年７月发生在汽油嵊泗海区的液光藻赤潮。     

赤潮灾害:研究与防治——访中科院海洋研究所研究员邹景忠

特大赤潮袭击了我国香港和广东珠江口近海海域。在这股来势凶猛的赤潮灾害中,香港养殖鱼户损失上亿港元,深圳市仅海水网箱养的鱼就死亡达150吨,赤潮灾害给两地造成了惨重的经济损失。为此,记者就赤潮灾害的研究与防治问题采访了我国著名的赤潮专家、联合国政府间海委会赤潮工作组中国委员会副主席、中科院海洋研究所邹景忠研究员。     

赤潮发生和蔓延的动力机制数值模拟

海洋中发生的赤潮不是单纯的生物生态问题,而是在海洋动力环境条件控制下的生物生态问题.对4种情况进行数值模拟来证明动力条件对赤潮的发生、蔓延所起的重要作用.这4种情况是:(1)1998年春实际发生在香港海域的赤潮的生消全过程;(2)改变潮差后的赤潮生消全过程;(3)改变流场的扩散强度后的赤潮生消全过程;(4)通过工程措施改变海区的周边地形来控制赤潮的蔓延途径.这些模拟结果表明海洋的动力条件不仅对赤潮的蔓延发挥输运作用,而且对赤潮的形成有影响,在某些条件下它对赤潮的发生将起着决定性作用.     

硅藻病毒研究进展

<正>硅藻不仅分布广,而且在水域中占很大优势,是海洋生态系统初级生产者浮游植物的主要成员,其生产率在贫营养化与富营养化水体中分别达到35%和75%[1],是主要的赤潮藻[2]和重要的海洋污损生物[3]。赤潮是公认的海洋环境灾害,对海洋渔业生产和海洋生态平衡表现出很强的破坏性。赤潮治理常用物理、化学方法,物理治理工程量大、运作周期长、一次性投入成本高,化学治理容易造成二次污染。海     

浙南海域的赤潮生物

利用2002—2004年浙南海域浮游植物的多次调查资料,对发生在浙南海域常见的赤潮生物进行分析整理,为赤潮的常规监测和应急监测提供背景资料。共检测到47种赤潮生物,其中有8种曾发生过赤潮,浙南海域主要的赤潮生物有具齿原甲藻Prorocentrumdentatum、微小原甲藻Prorocentrummininum、米金裸甲藻Gymnodiniummikimotoi、夜光藻Noctilucascintillans、长耳盒形藻Biddulphiaaurita等。此外,布氏双尾藻Ditylumbrightwellii、圆海链藻Thalassiosirarotula、掌状冠盖藻Stephanopyxispalmeriana、小等刺硅鞭藻DictyochafibulafibulaEhrenberg以及一些角藻属种类等赤潮生物也存在潜在威胁。     

双环海链藻(Thalassiosira diporocyclus Hasle)赤潮

20 0 1— 2 0 0 2年的秋冬季节 ,于中国东南沿海的南澳岛周围海域突发了双环海链藻赤潮 ,该赤潮藻及其赤潮在中国都是首次记录。该赤潮藻以实心胶质块的群体形式出现 ,其群体一般呈球形或椭球形 ,常为茶褐色 ,大小不一 ,直径多数在 2— 3mm之间 ,最小的不到 0 1mm ,最大的约有 5mm。胶质块由双环海链藻和数种羽纹硅藻组成 ,前者分布于外层 ,后者包埋其中。双环海链藻的细胞密度最大达 1 75× 10 7cells/L ,占浮游植物总细胞数的 78 8%。如把包埋其中的羽纹硅藻考虑进去 ,赤潮藻胶质块的组成细胞总密度则高达 2 2 8× 10 7cells/L以上 ,占浮游植物总细胞数的 95 9%。赤潮藻的密度由湾内向外海呈显著递减趋势 ,与营养盐的平面分布格局相反。该赤潮起源于外海 ,赤潮发生机制可能与 2 0 0 1— 2 0 0 2厄尔尼诺年导致的水温异常升高有关。     

胶州湾中肋骨条藻赤潮与环境因子的关系

1998年7月3－8日胶州湾女增养残海域发生一次中肋骨条藻（Skketonemacostatum)赤潮，对该次赤潮生消全过程环境因子变化的监测分析表明，该养殖海域表层水体解态无机氮，无机磷，可溶性铁和锰含量高，为赤潮的发生提供了必需的营养基础，6月30日－7月1日较强的降雨过程使不体在以后两天中形成了高温，低盐，富营养的环境，有利于中肋骨条藻快速增殖拉导致了赤潮的爆发，7月3－8日天气持续的高温和静风使赤潮得以维持，随后磷，硅的耗尽使赤潮逐步走向消亡，应用相关分析和主成分分析，研究了赤潮与环境因子的关系，结果表明，影响本次赤潮的重要环境因子有：盐度，水温，硅酸盐，磷酸盐。     

二维赤潮生态数学模型及其在渤海的应用

采用ADI的有限差分方法对不可压缩流体二维浅水环流方程离散和求解,建立水动力数学模型,用迎风格式离散赤潮生物动力学方程,通过水动力学和生物动力学相结合的方法,建立了二维赤潮生态数学模型。将所建立的二维赤潮生态数学模型应用于渤海,针对渤海海域2004年6月11～16日发生的棕囊藻赤潮进行了数值计算。对EOS/MODIS卫星拍摄的2004年6月份的渤海海区卫星遥感图像进行了处理,提取出海水中的赤潮信息,并计算出赤潮面积,使其与模型计算出的赤潮面积进行对比验证,结果基本吻合,表明该模型能够较好地模拟赤潮的生消过程,为渤海地区的赤潮预报提供了科学依据。     

海链藻目核糖体RNA基因片段的扩增及多样性分析

海链藻目(Thalassiosirales)的海链藻属(Thalassiosira)和骨条藻属(Skeletonema)微藻是形成春季赤潮的主要种类。为利用分子生物学方法分析表层海水主要赤潮形成藻的动态变化、快速鉴定赤潮形成藻种,设计了海链藻目特异引物,扩增了胶州湾近岸表层海水海链藻目18S核糖体RNA基因片断。随机测定10个序列,其中4个与海链藻属的Thalassiosi-ra concaviuscula的完全相同,其余的可确定属于海链藻属。表明该引物对能选择性地扩增海链藻目18S核糖体RNA基因片断。     

东海进入赤潮高发期

国家海洋局东海分局连连通告用海单位:密切注意赤潮动态,积极采取防范措施,尽量减少灾害损失! 东海正受到赤潮频频侵袭负责东海海洋环境保护的国家海洋局东海分局,根据其“中国海监”飞机和“中国海监”船近两个月来的巡航监视、监测报告,接连向东海区的海洋管理部门及用海单位发出《通报》。     

2006年夏季渤海湾赤潮重点监控区的赤潮生物

2006年5月至8月渤海湾赤潮重点监控区共发生3次赤潮,引发赤潮的赤潮生物分别为赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、赤潮异弯藻-海洋卡盾藻(Heterosigma akashiwo- Chattonelta marina)、夜光藻(Noctiluca scintillans)。本文研究了赤潮生消过程中赤潮生物的变化和发展情况,揭示赤潮生物的生长特性及其危害,为赤潮的预警提供基础资料。     

利用围隔实验研究赤潮过程中藻细胞荧光能力

2002年5月和2003年5月在东海赤潮现场进行了添加营养盐诱发赤潮的船基围隔实验。通过测定赤潮藻活体荧光和DCMU增强荧光研究赤潮生消过程中藻细胞荧光能力的变化,揭示在赤潮形成阶段的藻细胞增长期细胞荧光能力较强,反之,在赤潮消亡过程中随着生物量和叶绿素a下降,细胞荧光能力也随之下降。不同围隔中生物量和叶绿素a有较大差别,而细胞荧光能力差别不大。这说明细胞荧光能力的大小与生物量无关,而是取决于藻细胞的生理状况。各围隔中加入DCMU后的增强荧光与正常荧光之间的差值(Fd-F)在赤潮发展过程中均增大,在赤潮消亡过程中均减小。根据它的大小和细胞荧光能力可初步判定赤潮是处于发展过程还是消亡过程。     

秦皇岛湾人工智能赤潮预警研究

本文提出了多指标阈值和基于机器学习的人工智能赤潮预警模型两种赤潮灾害预警方法。其中,多指标阈值法根据赤潮生消过程中环境因子的变化规律,基于已知藻类密度超过基准密度或发生赤潮事件数据极少的现状,结合秦皇岛湾海域的地域特色,找出主要影响因子并基于这些影响因子的数值分布分别设置阈值,预测赤潮现象的发生;基于机器学习的赤潮综合预警模型是将发生赤潮与未发生赤潮的数据集建立对照组,从数据中学习并掌握赤潮发生规律,继而对赤潮现象做出预测。实验结果表明本文提出的赤潮预警方法具有较准确的预测结果。     

风暴潮过后秦皇岛海域两次赤潮过程浮标数据变化

使用2016年7月22日-8月12日水质自动监测浮标数据,对秦皇岛近岸海域两次赤潮的诱因进行分析。第一次赤潮由夜光藻(Noctiluca scintillans)引发,赤潮期间Chl a浓度最高达到38.84μg/L,平均水温为26℃,盐度在15.9~29.1之间大幅度波动;第二次赤潮由诺氏海链藻(Thalassiosira nordenskioldi)和丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicus)引起,赤潮期间Chl a浓度最高达到35.12μg/L,水温较赤潮发生前升高2℃。研究结果表明,风暴潮为夜光藻赤潮的重要诱因,温盐变化也影响着赤潮生物种类的演替。     

基于现场调查和MODIS卫星遥感下东海原甲藻主导的混合甲藻赤潮生消规律研究

浙江省南部沿海地区是赤潮灾害事件频发的海区之一。本研究通过现场调查以及利用搭载在极地轨道环境遥感卫星Aqua上的中等分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectro Radiometer,MODIS)传感器数据,研究了2016年5月浙江南部洞头和南麂列岛附近海域东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)主导、夜光藻(Noctiluca scintillans)伴生的混合甲藻赤潮生消特征。结果表明:现场水采浮游植物第一优势种东海原甲藻和网采浮游植物第一优势种夜光藻细胞密度在绝大部分站位超过1.0×10~7个/m~3和1.0×10~5个/m~3、优势度达到0.82和0.34、出现频率则分别为82.46%和98.25%。本次东海原甲藻赤潮具有较为完整的生消周期(生长、维持和消亡阶段),而夜光藻每天细胞密度的变化幅度相对较小,因此难以划分明显的生消阶段。另外,基于MODIS影像,根据赤潮指数(RI 2.8)和硅甲藻赤潮水体分类(干净水体、高浑浊水体、混合水体、东海原甲藻赤潮水体、硅藻赤潮水体),在更宏观的角度显示了本次东海原甲藻为主混合赤潮的生消特征。本次赤潮从洞头海域的东北部开始,其中在5月13日结合现场调查数据,发现东海原甲藻赤潮高峰出现在洞头列岛与南麂列岛附近海域,而后逐步向西南海域近岸发展。因此,在现场调查确定赤潮优势种的基础上结合遥感影像可以为赤潮监测提供更加科学合理的结果。     

天津近海赤潮发生的环境条件分析

本文重点对1997～2006年天津海域赤潮发生的情况进行统计分析,旨在对赤潮生消过程中海洋环境和气象要素的变化进行研究,为天津海域赤潮预报工作提供参考和依据。