山东半岛北部泥质海岸带地下水水化学演化

山东半岛北部是中国海（咸）水入侵典型区域之一,沉积环境复杂,地下水质类型多样。该区域多条河流频繁摆动发育河流三角洲,同时受多次海侵海退事件影响,沉积海陆交互相地层,形成了复杂的地下水含水层系统。近几十年来,人类活动过量开采地下水,导致形成了淡水降落漏斗与卤水降落漏斗,改变了局部地下水的水动力条件,对地下水形成演化产生影响。根据研究区沉积背景与含水层分布特征,划分为3个流域、2层地下水。综合运用海洋地质学、环境同位素与水化学方法,分析结果表明,浅层地下水演化过程存在明显的地域差异性,弥河流域与白浪河流域主要接受大气降水补给,漏斗区以Cl-Ca型水为主,处于地下水咸化过程;潍河流域主要接受河水补给,漏斗区以HCO3·Cl-Na型水为主,处于地下水淡化过程。深层地下咸、卤水形成过程主要受混合作用控制,是一个淡水、海水、卤水三端元混合过程。     

2011—2012年冬季山东半岛北部沿海冰情趋势预测

较详细地绘出了该海域内50年来海水温度的变化周期及分布特征,并利用热平衡原理和数理统计方法,预测2011—2012年度海冰发展趋势。经多年检验该方法较为稳定、有效,能够较准确的预报局部海域冰情。     

山东半岛东部近海海水溶解氧时空变化

山东半岛沿岸海域陆海相互作用强烈,有着复杂水动力环境的同时也是我国重要的渔业资源区和水产养殖区,针对其DO时空变化特征及影响机制的研究具有重要意义.本文基于2015—2017年期间的监测数据,研究了山东半岛东部近海海水溶解氧的时空变化特征,并结合实测的温度、盐度、pH数据探究其影响机制.结果表明:表、底层溶解氧的空间分...     

山东半岛沿岸海域悬浮体时空分布及形成机制分析

依据2015年GOCI(geostationary ocean color imager)卫星影像反演的悬浮体浓度数据,分析了山东半岛沿岸海域表层悬浮体质量浓度和锋面月变化特征,揭示该海域悬浮体的分布特征和扩散格局,并结合风速、波高以及海表温度数据,对其控制因素进行初步探讨。结果显示:研究区内悬浮体质量浓度整体表现为冬季最高,春秋次之,夏季最低的分布特征;悬浮体扩散过程可以划分为4个阶段,冬季稳定外输,春季向岸退缩,夏季近岸贮存,秋季向外扩散。此外,山东半岛近岸存在一条悬浮体质量浓度高于10 mg/L的浑浊带,该浑浊带同样表现出季节变化,它在秋季开始形成,其悬浮体含量、幅宽及延伸范围在冬季达到最大,春季减弱,夏季消失。研究认为山东半岛沿岸海域的表层悬浮体来源主要是海底沉积物的再悬浮。风场、海浪以及沿岸流的强弱变化对悬浮体分布和输运的季节变化有重要的控制作用:风场和海浪影响海水混合搅拌强度,改变海底沉积物再悬浮作用的临界深度,进而影响表层海水悬浮体浓度,致使悬浮体浓度与风浪的月际变化趋势基本一致;沿岸流携带高浓度悬浮体沿山东半岛输运形成沿岸浑浊带,沿岸流的强度变化直接控制浑浊带的季节变化。     

山东半岛南部近岸全新世泥质区表层沉积物

泥质区沉积记录是全新世海洋环境演变的重要信息载体。中国近海沿岸发育着若干小型泥质沉积体,比较明确的有南海西部近海的泥质区,但尚未进行研究。通过对山东半岛南部近岸海域采集的浅地层剖面资料精细解释后发现,在该区近岸海域存在一个小型泥质沉积区,主要分布在青岛崂山头以北至乳山口附近的近岸海域,整体上平行海岸线呈条带状分布,由近岸向海逐渐变薄,等厚深度分布平行于岸线,沉积中心位于鳌山湾海域,沉积中心最厚可达22.5 m。AMS¹⁴C测年结果表明,该泥质区形成于全新世。本文利用在泥质区采集的表层沉积物的粒度、黏土矿物、碎屑矿物、地球化学元素等分析测试结果,对比研究区周边主要入海中小河流物质成分和黄河物质成分,探讨了山东半岛南部近岸海域泥质沉积区的沉积特征和物源情况。结果表明,该泥质区的形成是黄河与周边入海河流共同作用的结果。     

山东北部泥质海岸带白浪河地区地下水水化学演化过程

莱州湾沿岸是中国海(咸)水入侵典型区域之一,受多次海侵海退事件影响,形成了复杂的地下含水系统。为探究其地下水系统水化学特征及演化规律,对比分析白浪河地区内地下水的水化学特征及主要离子的变化规律,研究了不同分区的水化学演化过程。结果表明,内陆的咸水主要由淡水/卤水混合形成,滨海的咸水主要由淡水/海水混合形成。现存卤水在形成过程中发生了淡水的混入,水岩相互作用和阳离子交换在一定程度上改变了卤水的水化学组成。矿物饱和指数结果表明,不同分区的地下水体中,方解石和白云石基本处于饱和状态,岩盐均未达到饱和状态,石膏仅在卤水中达到饱和状态。从陆到海,地下水系统中发生的阳离子交换过程不同,淡水区和微咸水区浅层的地下水主要是水中的Ca2+与含水介质吸附的Na+交换,而其他分区的阳离子交换过程与之相反。     

山东半岛南部近岸海域富营养化状况的多元评价研究

于2006年至2007年分四个季度月对山东半岛南部近岸海域(35.5°~36.7°N,119.8°~121.3°E)的营养盐和叶绿素a进行了设站调查,分析了该海域上述因子时空分布特征,同时应用主成分分析(PCA)和潜在富营养化评价方法对该海域的富营养化状况进行了分析,初步确定了影响该海域富营养化状况的主要驱动因子。结果表明:(1)在时间分布上,总氮、总磷、活性磷酸盐、溶解态氮与总无机氮和活性硅酸盐的季节变化类似,均表现出秋冬季浓度较高而春夏季较低的趋势,而总磷、溶解态磷的浓度则在冬季最高,在夏秋季较低,叶绿素a浓度的季节变化趋势为春夏季较高,而冬季最低;该海域营养盐与叶绿素a浓度空间分布以胶州湾和丁字湾为中心,总体呈现出由近岸向离岸海域逐渐递减的趋势;(2)应用主成分分析对调查结果进行分析,结果显示10项调查指标(营养盐与叶绿素a)可以转换提取4个主成分,解释82.00%的结果。主成分综合得分可以作为富营养化程度的评价指标,据此得到调查海域富营养化状况的季节变化趋势由高到低依次为秋季、冬季、春季、夏季,总体呈现出以胶州湾和丁字湾为中心,沿岸及北部海域富营养化程度较高的格局;分析结果还表明总无机氮是该海区富营养化形成的主要驱动因子;(3)利用潜在富营养化评价方法对调查海域富营养化状况进行了初步分析,结果表明该海区仅于秋季表现为总体中度营养,在其他季节总体趋势均为贫营养,胶州湾与丁字湾附近海域在春秋季表现为磷限制潜在富营养化。主成分分析法较潜在富营养化评价方法更敏感,不仅能够定量表述海区富营养化状况,而且能够有效确定富营养化驱动因子。     

Sound speed profiles in high spatiotemporal resolution using multigrid three-dimensional variational method: a coastal experiment off northern Shandong Peninsula

It is essential to ac quire sound speed profiles(SSPs) in high-precision spatiotemporal resolution for undersea acoustic activities.However,conventional observation methods cannot obtain high-resolution SSPs.Besides,S SPs are complex and changeable in time and space,especially in coastal areas.We proposed a new space-time multigrid three-dimensional variational method with weak constraint term(referred to as STC-MG3DVar) to construct high-precision spatiotemporal resolution SSPs in coastal areas...     

渤海湾北岸海陆风及湍流强度特征分析

利用渤海湾北岸祥云岛岸基站2017—2018年观测数据和两座梯度测风塔2011—2013年观测资料分别分析了当地海陆风和湍流强度特征,并重点对不同天气系统所致大风条件下的湍流强度特点做了剖析。结果表明:渤海湾北岸海陆风特征明显,昼夜风向主要由SSW向ENE转变,夏季昼夜风向转换尤为显著。整体而言,风速和湍流强度随高度增大分别呈增大、减小趋势,且近海面层湍流强度小于近地层湍流强度。湍流强度具有显著的季节性特征,夏季大、冬季小、春秋季变化不明显,且近海面层湍流强度相对近地层变化平缓。近海面层70 m及以下湍流强度在偏东大风条件下反而比近地层湍流强度大,雷雨大风期间近海面层和近地层均出现湍流强度随高度增大而增大、风速随高度增大而减小的特殊情况,台风靠近风塔时各层风速显著增大、湍流强度变化不明显,但台风中心到达时湍流强度迅速增至峰值,二者时间一致并早于风速最小值出现时间约1 h。近海面层和近地层有8%～10%样本的湍流强度超出了IEC-61400设计标准,建议渤海湾北岸风力发电风机抗湍流参数调整至0. 43～0. 49。     

山东半岛近岸海域蟹类群落结构特征的研究

根据2014年8月和10月、2015年2月和5月使用单船底拖网进行的4个航次调查数据,对山东半岛近岸海区的莱州湾及渤海南部、山东半岛北部和山东半岛南部等3个海域蟹类种类组成、时空分布、优势种、群落结构稳定性等群落结构特征进行了研究。结果显示,4次调查共捕获蟹类20种,隶属于10科17属,其中日本蟳（Charybdis japonica）和三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）是主要经济种类,其余均为小型饵料型蟹类;海区内主要的优势种为双斑蟳（Charybdis bimaculata）、日本蟳（Charybdis japonica）和三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）,3个海域优势种季节更替均十分明显;莱州湾及渤海南部和山东半岛南部2个海域生物量季节变化明显,春季较低,在夏季达到峰值,夏季到冬季呈降低趋势,山东半岛北部海域生物量季节变化不明显。3个海域蟹类群落物种多样性指数（H'）、丰富度指数（D）及均匀度指数（J'）均处于较低水平,并有一定的季节变化;水深、水温和盐度是影响蟹类群落结构的重要因子,渤莱沿岸流、黄海暖流和黄海冷水团通过影响海域内水温与盐度影响蟹类群落结构。研究表明山东半岛近岸海区蟹类以小型饵料型蟹类为主,蟹类多样性水平较低,优势种更替明显,群落季节更替指数较高,季节间迁移频繁,蟹类群落不稳定。     

未来相对海平面变化对山东沿海港口的影响

以山东省沿海港口为研究对象,采用基于IPCC第五次评价中RCP8.5情景的渤海、黄海海平面上升速率数据和山东省沿海地区地壳垂直运动速率数据,估算各港区自2019年到2100年相对海平面上升数据,获得以下研究结果:滨州港为0.956 m,东营港为0.794m,潍坊港为0.47 m,龙口港为0.308 m,日照港为0.18...     

Heat balance of the upper ocean under a land and sea breeze in Sagami Bay in summer

The heat balance of the upper ocean under a land and sea breeze was investigated based on observations of sea water temperature in the upper 300 m layer and heat flux across the sea surface at a fixed station in Sagami Bay (3510N, 13925E) during two periods of two days in August 1980 and three days in August 1981. During both periods, a typical land and sea breeze of 4–6 m sec^–1 at maximum prevailed in the observation area. Large diurnal variation of sea surface temperature with a maximum peak around noon LST was observed during both periods (the daily value of the range was 0.9C and 2.5C in 1980, and 1.2C, 1.5C and 1.7C in 1981). It was found that these large temperature variations were caused by diurnal variation of the wind speed which dropped to 0–3 m sec^–1 at noon when the strongest insolation (–270 Wm^–2) penetrated the sea and at midnight in association with alternations of the land breeze and the sea breeze. On the other hand, vertical mixing of the sea water caused by the wind stress and/or convection due to cooling at night extended down only to the surface 10 m layer. Horizontal heat advection was negligibly small. Therefore the local time change of the heat content in the upper 10 m water column was affected mainly by the heat flux across the air-sea interface which was estimated from data on radiation fluxes measured directly on board and latent and sensible heat fluxes calculated by the aerodynamic bulk method. The water temperature below the 10 m layer also varied with time and the temperature variation in the thermocline (20–50 m depth) was frequently larger than that of the sea surface temperature. However, the variation in the upper 10 m layer was little influenced by that below the layer.     

山东半岛近岸海域生态系统健康综合评价

为了构建基于多指标体系的生态系统健康评价方法,作者在调研了大量国内外文献的基础上,通过实证研究和量化分析,对山东半岛近岸海域生态系统健康的现状做出了较为客观的评价。在综合考虑影响海洋生态系统健康的各种因素的基础上,构建了山东半岛近岸海域生态系统健康评价指标体系,从陆源压力、水质状态和生物响应3个方面对山东半岛近岸海域生态系统健康和环境压力进行分析。结果显示:2006年山东半岛近岸海域生态健康状况基本呈现由外海到近岸逐渐变差的态势,其中生态健康状况较差的海域主要集中在莱州湾西南部、烟台北部海域、威海的沿岸海域以及山东半岛东南部海域。     

山东半岛近岸海带养殖活动对水体光学吸收特性的影响

为了研究近岸海带养殖活动对水体光学特性的影响,本文选取山东半岛黑泥湾海域为典型研究区,利用2021年4月和8月在该区的9站同步观测数据,分析其总悬浮颗粒物、藻类颗粒物、非藻类颗粒物以及有色溶解有机物的吸收特性,并计算各组分对总吸收系数的贡献率,同时采用Quasi-analytical algorithm (QAA)算法借助MODIS影像反演了水体总吸收系数,结合实测数据获得了黑泥湾水体吸收特性的季节变化情况。结果表明,有海带养殖季节表层水体藻类颗粒物、非藻类颗粒物、总颗粒物和有色溶解有机物的吸收系数明显大于无海带养殖季节,且春季海带养殖区水体的总吸收系数大于无海带养殖区;海底表层沉积物的再悬浮造成底层吸收系数较大,而在春季成熟期的海带汇聚较大量的有机物质导致中层藻类颗粒物吸收系数相对较高;参考波长向红波移动,QAA_v5算法能够较好地估算该区表层水体吸收系数,且在海带养殖季节水体组分会影响到更长的波段特征。本研究可为深入了解海带养殖对水体各组分浓度和分布、碳循环以及水生生态系统的结构和功能的影响提供参照,并有助于提高近岸水体组分的遥感反演精度。     

石岛海域大型底栖生物群落特征

2008年8月~2009年5月分4个航次对石岛海域进行大型底栖生物调查,共发现大型底栖生物164种,整个调查海域内大型底栖生物的优势种明显;调查海域大型底栖生物平均密度和平均生物量分别为279个/m2和11.00 g/m2;调查海域大型底栖生物初步分为近岸的粗砂底质群落和离岸较远的泥沙底质群落。本调查结果与其他海域调查资料做了对比,并初步分析了与其他调查海域结果不同的原因。     

近30年来山东半岛北部滩涂及海岸线变化

以山东半岛北部为研究区,以烟台、蓬莱、龙口和莱州4个港口的潮情为依据,分别选取1984、1995、2005、2010、2015年的Landsat系列遥感影像,分析了山东半岛北部滩涂(含潮上及潮间带)及海岸线30a来的变化.研究结果表明:(1)研究区近30a来滩涂面积减少300.66 km2,其中潮间带面积减少了84.84 km2,潮上带面积年减少了215.82 km2,减少区域主要集中在莱州湾东南部;(2)海岸线长度呈递增趋势,30a来增加103.68 km,增长速度为3.34 km/a,增加典型区集中在莱州太平湾、龙口人工岛群、蓬莱港和烟台港等区域;(3)通过实地调研发现,盐田、养殖池的大量扩建、海岸侵蚀和入海泥沙量减少是滩涂减少的主要原因;沿海养殖池的增加和填海造陆的扩张是海岸线长度增加的主要原因.     

Features of wind field over the sea surface in the coastal area

In this paper we analyze SAR wind field features, in particular the effects of wind shadowing. These effects represent the dynamics of the internal atmospheric boundary layer, which is formed due to the transition of the air flow arriving from the rough land surface to the “smooth” water surface. In the wind-shadowed area, the flow accelerates, and a surface wind stress increases with fetch. The width of the shadow depends not only on the wind speed and atmospheric boundary layer stratification, but also on geographic features such as windflow multiple transformations over the complex surface land–Lake Chudskoe–land–Gulf of Finland. Measurements showed that, in the area of wind acceleration, the surface stress normalized by an equilibrium value (far from the coast) is a universal function of dimensionless fetch Xf/G. Surface wind stress reaches an equilibrium value at Xf/G ≈ 0.4, which is the scale of the planetary-boundary-layer relaxation.     

近18 a山东半岛南部海域海面温度的长期变化研究

为探讨山东半岛南部海域海面温度的长期变化,本文利用当前国际上水平分辨率较高的多卫星观测融合数据对2003—2020年间的海面温度进行了分析研究。结果表明:(1)除威海和连云港部分近岸海域外,山东半岛南部大部分海域的海面温度显著升高,升温速率最大值可达0.083℃/a。海面增温存在显著的季节变化,主要出现在春末至秋初(4—9月),且近岸海域强于外海。(2)除青岛外海外,大部分海域的暖季开始日提前,暖季持续时间延长,其中在海州湾和烟台、威海近岸及南部海域最为显著;年最高温度升高,在连云港近海和海州湾、胶州湾等海域较为显著,但其发生日并无显著提前或者延后。(3)冬半年,山东半岛南部近岸海域和部分外海海域有较强的温度锋面,并在过去18年间显著增强。(4)海面温度在冬季的年代际变化与太平洋年代际振荡(PDO)相关性较好,但在其他季节与PDO的相关性较弱。     

山东半岛东北部海洋牧场海域冬季海水流动的时空分布特征

为丰富山东半岛近岸海洋牧场海域水动力环境研究,本文利用2019年12月3日至2020年1月1日在山东半岛东北部4个海洋牧场获取的海流资料,应用功率谱分析、调和分析、余流主轴分析和相关分析,探讨冬季各海洋牧场的潮流、余流特征及其影响机制.结果表明:(1)各海洋牧场潮流由M2分潮潮流主导,受地形边界限制,各主要分潮潮流均为...     

山东半岛沿岸流强度与悬浮体时空变化特征

基于2014—2018年NOAA/AVHRR遥感数据,在山东半岛海域选取6条剖面,结合海表温度和表层悬浮体的时空变化特征,详细研究了山东半岛沿岸流的年周期变化规律与移动路径。研究结果表明,山东半岛沿岸流年周期变化可分为4个阶段：成长期（10—12月）时开始形成于黄河口附近,沿莱州湾南部向东运移;强盛期（次年1—3月）时山东半岛沿岸流完全成型,扩散带最宽,鼎盛时期北部可以至38°N附近,东部可以至123°E附近,在35°～36°N附近分成NE—SW向的2个分支,主干部分最远可到达胶州湾东部海域,余流沿岸向西南方向转折;衰退期（4—6月）时沿岸流强度减弱,只在山东半岛北部和东部小范围内有微弱的显示;消亡期（7—9月）时基本消失。山东半岛沿岸流在冬季时对悬浮体扩散具有强烈的驱动作用,使其在黄河口南侧与山东半岛北岸-成山头东部海域分别形成呈“弧形”和“条带状”分布的2个高浓度区域。