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).     

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。     

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。     

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。     

光照强度对海洋微藻脂肪含量及脂肪酸组成影响的研究

近年来，海洋微藻脂肪酸组成的研究及其应用越来越受到国内外科学家的重视。高度不饱和脂肪酸(PUFA)，特别是长链的n-3 PUFA，如二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)对海洋动物和人类都具有营养学和医学上的价值。在海洋微藻的培养过程中，光照强度是海洋微藻生长的条件之一，光线的明与暗，光度的强与弱，不仅对微藻的生长速率、产量有影响，而且对其脂肪含量和脂肪酸的组成也有影响(Teshima et al.，1983；Thompson et al.，1990； Renaud et al., 1991)。 作者在以往研究的基础上，选择了3种有代表性的海洋微藻：(1)小球藻Chlorella sp-2(李荷芳等，1999)，此藻脂肪酸中EPA含量高、且不含DHA；(2)球等鞭金藻(Isochrysis galbana)，该藻DHA含量较高，但几乎不含EPA；(3)前沟藻(Amphidinium sp.)的EPA、DHA含量均高。将以上3种微藻作为原料，在不同的光照强度下进行培养，测定并分析藻体中的脂肪含量和脂肪酸组成的变化，从而了解光强对海洋微藻脂肪含量及其脂肪酸组成的影响。     

Evidence that biological activity affects Ocean Bottom Seismograph recordings

Brief and impulsive signals of uncertain origin appear regularly on records from Ocean Bottom Seismographs (OBS) of several institutions. These signals have been recorded on nearly all deployments of the Texas OBS, including sites at depths greater than 7000 m. At some sites, they account for over 90% of the events recorded. They are of short duration (usually 0.5–4.0 s) and have a characteristic frequency (usually in the range of 4–18 Hz) that differs from site to site. When networks of OBS instruments are deployed, the signals are not recorded simultaneously by different instruments. Neither the frequency content nor the distribution of durations of these signals is similar to what is observed for known earthquake events.We present evidence suggesting that the signals are of biological origin, perhaps caused by animals touching the OBS units. (1) The distribution of these signals on instruments deployed at depths shallower than 1000 m shows a 24 h periodicity, while there is a 24 h periodic pattern on instruments deployed at sites deeper than 1000 m (where there is no visible light). (2) The frequency of occurrence of signals is similar to the vertical distribution of biomass in the oceans, i.e., they appear most frequently on OBS instruments deployed at very shallow depths. (3) Biological material has been found attached to several OBS units upon recovery.University of Texas Institute for Geophysics contribution number 468.