风暴潮数值模拟中风应力拖曳系数的伴随法反演研究

借助伴随同化方法,利用实测水位资料,对空间分布的风应力拖曳系数做了反演研究.假定风应力拖曳系数具有空间分布特征,即在模拟海区中均匀选取一些独立点,利用这些独立点的风应力拖曳系数线性插值得到全场的风应力拖曳系数.同化实验结果表明,采用空间分布的风应力拖曳系数得到的模拟结果,明显优于将风应力拖曳系数取为常数和依照经验公式计...     

烟台四十里湾海区栉孔扇贝同化率周年变化及其与环境的关系

于１９９７年６月－１９９８年５月用现场方法测定了烟台四十里湾海区总颗粒物质（ＴＰＭ）、颗粒有机物（ＰＯＭ）现存量和栉孔扇贝同化率（ＡＥ）周年变化,并分析栉孔扇贝同化率与海区温度、盐度、ＴＰＭ和ＰＯＭ的关系。结果表明,（１）整个海区ＴＰＭ现存量秋季最高,其次为春季和冬季,夏季最低;海区ＰＯＭ含量变化不大,在１．３４－１．６５ｍｇ／Ｌ之间;栉孔扇贝同化率在春、夏、秋三了较高,冬季较低,其中在秋末冬初（     

南沙群岛珊瑚礁潟湖及附近海区春季初级生产力

1999年 4—5月运用荧光法和14C同位素示踪法测定了渚碧礁、永暑礁、赤瓜礁、华阳礁、南薰礁5个■湖和附近海区15个站位的叶绿素a含量和初级生产力，结果表明，■湖内的平均初级生产力和平均同化系数分别为 1．52±0．90 mg C·m－3·h－1 和 6．34±1．56 mgC·（mg Chl．a）-1·h－1 。附近海区的平均初级生产力为 0．27±0．12 mg C·m-3·h-1，最大值分布在 50m水层；平均同化系数为 2．99±0．85 mg C·（mg Chl．a）-1·h-1 ，最大值分布在50m水层，最小值分布在75m水层。珊瑚礁■湖初级生产力和同化系数都比附近海区高，可能与■湖的特殊生态环境和生物群落组成有关。     

海洋卫星遥感数据同化在海洋声场研究中的应用

卫星遥感数据同化技术已成为海洋学研究的一个有效手段。本文选取了日本以东黑潮流域作为研究海区,介绍了最优插值同化方法对海洋温度场和盐度场的分析,在此基础上对实验海区声场进行了研究。文中为了说明数据同化的优越性,利用WOA数据与其进行比较,体现了同化数据对真实场描述的可靠性。     

基于CESM模式同化及后报实验的南海气候特征分析

基于气候模式CESM,利用牛顿松弛逼近(nudging)方法将次表层海温同化到海洋模式中,通过多种评估方法对1982—2011年同化和后报结果的南海海区进行分析。CESM同化和后报结果能够刻画出南海海表面温度、海表面流场、降水和850 hPa风场的空间基本特征,并且能比较好的再现海表面温度和降水随时间变化规律,nudging同化结果要优于超前1个月、3个月预报。但对南海大部分海区还存在0.5℃以内的冷偏差,流场强度模拟偏弱,850 hPa风场模拟偏强的误差。同化和后报结果表明模式对夏季和秋季海表面温度模拟效果较好,海表面温度与东亚夏季风相关性在空间分布形态及量值方面模拟较为一致,而降水与东亚夏季风相关性模拟在空间分布形态及量值方面都有一定误差。南海气候模拟难点在于其夏季海气相互作用,nudging同化结果能较好的模拟出南海北部夏季海表面温度变化对大气变化的响应,同大气模式相比考虑了南海海区的海气相互作用这一特殊性。     

罗源湾和闽南—台湾浅滩海域浮游植物的光合参数

本工作采用~(14)C示踪法,于1987～1989年现场测定了罗源湾和闵南-台湾浅滩渔场浮游植物碳同化速率。结合叶绿素和细胞含碳量的测定,描述了浮游植物光合参数的季节变化,探讨温度对同化系数和碳比积累速率的影响。结果表明,罗源湾碳比积累速率平均为0.64d~(-1),闽南-台湾浅滩渔场碳比积累速率平均为0.85d~(-1),这反映了两个海区初级生产力的差别。温度对碳比积累速率的影响可以采用Goldman和Carpenter的模式来描述。     

南沙群岛珊瑚礁Dao湖及附近海区春季初级生产力

1999年4-5月运用荧光法和14C同位素示踪法测定了渚碧礁、永暑礁、赤瓜礁、华阳礁、南薰礁5个湖和附近海区15个站位的叶绿素a含量和初级生产力,结果表明, 湖内的平均初级生产力和平均同化系数分别为1.52±0.90 mg C     

浮游植物增殖能力的研究探讨

作者从浮游植物生态的意义出发,提出了新概念:浮游植物的增殖能力。增殖能力包含碳同化系数、光照时间和真光层的厚度,它充分反映了自然海区的浮游植物本身的增殖过程,并能够进行定量化的描述,也排除了叶绿素含量变化的影响。该概念可以克服初级生产力和初级生产过程的基础——叶绿素量的两个变量在海域中所观察到的不一致性。与传统观     

长城湾夏季初级生产力及其光量子产值

本文报道了１９９２～１９９３年南极长城湾及其邻近水域夏季初级生产力的水平、同化系数及其分布特征,并对影响水域生产力的主要因素进行了分析。同时对该海区的光量子产值和光利用效率进行了测定,结果表明：长城湾夏季光量子产值的变化范围为１．４７９×１０－２～９．０２８×１０－２ｍｏｌ碳／ｍｏｌ光量子,平均值为４．５５８×１０－２ｍｏｌ碳／ｍｏｌ光量子;浮游植物对光的利用效率为０．７９６×１０－２～１．８２４×１０－２。该海区夏季的光量子产值和光利用效率远高于其他海区。     

基于分层EOF的深海声速剖面时变特征建模

针对目前局部海域小时间尺度声速场建模方法未顾及不同深度区间内声速变化规律的问题,本文根据实测深海声速剖面的统计特征,提出了声速剖面分层方法,并进一步基于经验正交函数（Empirical Orthogonal Function, EOF）提出了局部小时间尺度的声速剖面分层时变模型构建方法。利用南海实测全海深声速剖面数据,分析了分层EOF第一模态系数和等效平均声速的日变化特征,并比较了不同拟合模型的精度。最后,利用试验海区的温度和潮汐数据分析了声速剖面周期变化的影响因素。结果表明： ①声速剖面分层EOF第一模态系数及等效平均声速具有日周期变化特征,上层声速日周期变化特征不明显,中层声速日周期变化特征较明显,下层声速变化较小但仍具有日周期变化特征;②局部海域小时间尺度声速拟合应考虑长期变化项的影响;③试验海区声速剖面EOF第一模态系数变化与温度显著相关,提取的声速剖面时变特征与海区潮汐周期特征基本吻合。     

Light and substrate concentration relationships with marine ammonium assimilation and oxidation rates

Relationships between light intensity and substrate concentration and rates of assimilation and oxidation of ammonium by microorganisms were investigated at four stations off the Washington coast and three stations in the Southern California Bight. Ammonium oxidation rates were negatively correlated with light in the photic zone at all stations; light inhibition of nitrifying bacteria forms an important control over the depth distribution of ammonium oxidation activity. Both assimilation and oxidation were positively correlated with ammonium concentration at the Washington coast stations, where ambient ammonium concentrations were high. Light and ammonium assimilation rate were positively correlated at the Southern California Bight stations (within the photic zone; i.e., excluding depths greater than 150m), but unrelated at the Washington coast stations. Assimilation and oxidation have nearly opposite distribution patterns with depth in the water column, but phytoplankton and nitrifying bacteria probably compete for ammonium at depths near the bottom of the photic zone.     

Abundance and distribution of meiofauna in the Chukchi Sea

The metazoan meiofauna in the Chukchi Sea were collected from seven shallow water stations(depths ranging 46 to 52 m) and five deep sea stations(depths ranging between 393 and 2 300 m) during the 4th Chinese National Arctic Research Expedition in 2010. The results showed that abundance of meiofauna was higher in shallow water sediments(average of 2 445 ind./(10 cm2)) than in deep sea sediments(407.06 ind./(10 cm2)). A UNIANOVA test for difference between the two different regions was highly significant(F=101.15, p0.01). Nematodes were numerically dominant, representing(96.6±4.6)% of the total meiofaunal abundance at the shallow water stations and(98.90±1.42)% at deep sea stations. The number of higher taxonomic groups and abundance of meiofauna were higher at Stas CC1, CC4, and R06 near the Bering Strait and the continent, than at the rest of the shallow water and deep sea stations. The primary factors causing the differences were concentrations of nutrients P and Si of bottom seawater(R=0.831, p0.003), followed by depth(R=-0.655, p0.05) and sand fractions of sediments(R=0.632, p 0.05). The numbers of meiofauna on the 65 μm and 32 μm sieves were significantly higher than those on the rest of the screens. Differences in numbers of meiofauna retained on screens with different mesh openings were highly significant among all sampling stations(F=31.60, p0.01). The highest numbers of individuals on screens with 32 μm mesh openings were found at deep sea stations. The number of meiofauna in the top 0–1, 1–2, and 2–4 cm segments constituted 84.4% of the total and was significantly higher than those in the bottom 4–6 and 6–10 cm segments(F=15, p0.01).     

WRF模式物理参数化方案对一次局地大暴雨预报的影响研究

基于WRF(Weather Research and Forecasting)模式及其3Dvar(3-Dimentional Variational)资料同化系统,采用36、12、4 km嵌套网格进行快速更新循环同化和不同的微物理及积云对流参数化方案对比试验,对2011年5月8日鲁中一次局地大暴雨过程进行了研究。结果表明,快速更新循环同化地面观测资料是影响模式降水落区预报准确性的关键因素,不同的微物理和积云对流参数化方案主要影响降水强度预报。采用不同的微物理参数化方案和积云对流参数化方案进行降水预报对比试验表明,LIN方案和WSM6(WRF Single-Moment 6-class)微物理参数化方案对降水预报均较好,LIN方案降水预报较WSM6方案略强。4 km网格预报使用K-F (Kain-Fritsch)积云对流参数化方案或不使用积云对流参数化方案,预报的降水均较好。4 km网格使用旧的K-F积云对流参数化方案,预报的近地层大气风场偏弱,导致大气动力抬升作用偏弱,从而造成模式降水预报偏弱。     

1979-2018年间山东半岛沿海台风浪危险性分布的数值模拟研究

台风浪灾害在山东半岛沿海时常发生,对人类生命财产和基础设施构成很大威胁,因此,对山东半岛海域台风浪的危险性分析具有重要的现实意义。本研究使用ADCIRC+SWAN耦合数值模式采用Holland模型风场与NCEP再分析风场组合的风场驱动,对1979—2018年36次台风过境期间的海浪过程进行了模拟。以台风过境时最大有效波高及历时频数作为危险性评价指标,给出了山东半岛近岸台风浪强度等级分布、历时频数分布以及危险性指数分布。研究结果显示,山东半岛北部为台风浪低危险区,台风浪强度等级低且历时短;南部二级强度（有效波高范围为1.3—2.5m）以上台风浪发生较为频繁,危险性高于北部;东部台风浪强度可以达到四级（有效波高4m以上）,危险性最高。     

钝顶螺旋藻藻胆蛋白的提取及其特性初报

作者采用细胞破碎,等电点沉淀的方法,提取、分离螺旋藻的藻胆蛋白,并在藻胆蛋白中检测到17种氨基酸。文中还研究了在500～700nm波长范围内不同外界因子对藻胆蛋白理化特性的影响,结果表明:(1)不同的pH值,藻胆蛋白液颜色及其吸收光谱的形状和强度不同。当pH为4和5.5时,藻胆蛋白液呈绿蓝色,吸收峰在625nm处,而pH为7,吸收峰移至600nm处,溶液呈蓝色,pH为8.5和10时,出现双峰,分别位于600nm和650nm处。(2)藻胆蛋白热稳定性差,吸收光谱强度随着温度升高而迅速下降。温度在30℃以下,藻胆蛋白较稳定。(3)藻胆蛋白对光照较敏感。(4)10％乙醇、10％蔗糖、1％NaCl对藻胆蛋白均有不同程度的增色效应。     

深圳湾红树林老鼠簕灌丛的光合固碳及其影响因子

红树林(Mangroves)是生长在热带和亚热带海岸潮间带的木本植物群落。老鼠簕(Acanthus ilicifolius)是我国红树林林下灌丛的主要物种,是林下植被碳库的主要构成成分。本研究选取深圳福田红树林区的林下、林窗、林缘和光滩等不同生境下自然生长的老鼠簕植株,测定植株生物量和光合特性等相关指标。研究表明,林窗生境下的老鼠簕植株的光合能力、光合固碳速率和地上生物量累积均达到最大;林下生境最不利于老鼠簕植株固碳;光滩的老鼠簕植株具有较高的地下生物量累积,但由于其蒸腾速率高、水分利用率低下,其固碳较低。光照强度是决定不同生境老鼠簕植株固碳的关键因子。在未来我国红树林造林中,老鼠簕可作为林下植被构建,以提高红树林生物量总碳库,但最适宜老鼠簕固碳的光照约为40%~80%。本文研究结果将为红树林造林实践中的物种选择和林分构建提供理论参考。     

不同品系条斑紫菜光合效率比较研究

用叶绿素荧光仪测试了7个品系紫菜叶状体在不同光照和温度条件下的光合效率,分析了受强光抑制后光合效率恢复的情况,并测试了这些品系的光合色素含量。结果显示,随着光照强度从20μmol.m-2.s-1提高到1 200μmol.m-2.s-1,总的趋势是光合效率逐渐降低,但下降幅度在不同品系间又有差异:相比20μmol.m-2.s-1光照下条件下光合效率,Yjs在1 200μmol.m-2.s-1时的光合效率下降了27%,Yw下降了33%,Gm下降了53%,Yqd下降了50%。在120μmol.m-2.s-1光照条件,5~20℃实验范围内,15~20℃条件下光合效率最高,除Yh2和Wjs,其它品系叶状体均在15℃达到顶峰,Yh2和Wjs则在20℃达到顶峰。在受到高光抑制(200μmol.m-2.s-1)后,处于光照60μmol.m-2.s-1,温度12℃条件下紫菜光合效率可在30~60 min内恢复。未发现光合色素含量与光合效率的相关性。文章还对紫菜光合效率与生态条件的关系进行了分析和讨论。     

山东近岸黄海海域初级生产力的时空分布变化研究

于2006年8月(夏季)、2006年12月(冬季)、2007年4月(春季)、2007年10月(秋季)对山东黄海近岸初级生产力的分布进行了4个航次的调查,并对其时空分布特征进行了分析.结果显示:(1) 调查海域春、夏、秋、冬4个航次的初级生产力平均值分别为808.798,372.23,324.717和246.146 mg·m-2·d-1,春季的初级生产力最高,冬季的最低.(2) 春、夏、秋季初级生产力的变化在水平方向上总体呈现出近岸高于远岸的分布特征,而冬季的变化趋势正好相反;在垂直分布上,4个航次初级生产力均以相对海平面光强30%～10%的水层为最高,其中夏季初级生产力分层现象明显,春、秋、冬季各水层间的差异不显著.(3) 环境因子的变化对初级生产力的作用不同,利用同化指数法求得的初级生产力比14C同位素示踪法测得的数值高出1～70倍.     

不同 AMDAR资料同化时间窗对台风“摩羯”预报影响研究

2018年第14号台风“摩羯”对山东造成了大范围暴雨和大风天气,基于WRF（Weather Research and Forecasting）模式及其Hybrid-3DVAR混合同化预报系统,对Hybrid-3DVAR不同集合协方差比例和不同航空气象数据转发（aircraft meteorological data relay,以下简称AMDAR）资料同化时间窗对台风“摩羯”预报的影响进行了数值研究。结果表明：加大集合协方差比例对台风“摩羯”路径预报有较大影响和改进;当全部取来自集合体的流依赖误差协方差时,预报的台风路径最好,降水预报也最接近实况;AMDAR资料同化对于台风路径和降水预报也有正的改进作用,但加大集合协方差比例到100%时对台风路径预报影响更大;不同资料同化时间窗会影响同化的AMDAR资料数量,从而影响台风降水精细化预报;45 min同化时间窗的要素预报误差最小,对台风造成的强降水精细特征预报最接近实况;不同资料同化时间窗主要影响台风降水预报落区分布,对台风路径预报影响相对较小。     

两个相似路径台风造成山东降水明显差异的成因分析

利用常规气象资料、自动气象站资料、气象卫星资料及NCEP FNL 1°×1°再分析资料对以相似路径影响山东的登陆北上类台风“利奇马”（1909）和“桃芝”（0108）进行对比分析,得到以下主要结论：1）暴雨分布特征和强度与热带气旋位置存在显著差异。2）中纬度台风暴雨比较复杂,台风降水地形增幅作用尽管明显,但主要与台风结构和强度差异有关。3）小时最大雨量与台风强弱没有必然联系,强降水维持时间长短是“利奇马”与“桃芝”累计降水有较大差别的重要因素。4）环流形势的显著差异是导致两个台风影响山东时间、降水明显不同的一个重要原因。5）“利奇马”和“桃芝”降水水汽输送条件差异是降水分布存在明显差异的重要因素,动力条件也存在明显差异。6）对流有效位能(convective available potential energy,CAPE)在两次台风暴雨中反应效果不同。