台风对中国东南海域叶绿素a浓度影响的遥感研究

通过对台风过境前后近一个月的MODIS卫星3A级叶绿素a浓度及海表温度数据的比较与分析,发现海表温度,海表叶绿素a浓度均受到较大的影响,其中海表温度平均下降2~3℃,最高下降近10℃;同时叶绿素a浓度在湛江、阳江海域升高约1.43倍,在东海海域平均升高2.44倍,最高可达9.75倍,并且叶绿素a浓度增长有一个约3~5 d的延迟效应。由此可见,利用卫星遥感资料监测台风对海洋叶绿素a浓度、海表表温度等环境参数的变化有应用前景。     

西北太平洋上层海洋对连续多个台风的响应

【目的】研究Merantia、Malaks、Megi、Chaba4个连续台风引起上层海洋的响应。【方法】基于遥感和再分析数据,分析台风前海洋环境、台风做功(W)、强迫时间(tf)、降水等要素分布特征,探讨上层海洋稳定度、上升流、湍流混合动力机制如何影响中尺度涡区域的海表温度(SST)、浮游植物繁殖程度,引入动力学参数S判断海洋内部上升流和混合重要性。【结果和结论】冷涡(CE)区域海洋表层降温(SSC)(3.5℃)和叶绿素a(Chl-a)质量浓度(0.5mg/m3)对于台风响应比暖涡(AE)区更为剧烈,与其内部热力学结构有关,出现在Megi过境CE区,主要原因是海洋本身CE特征、强上升流(EPV)=2.5×10-4 m/s,S<1,台风向海洋输入巨大的能量(W>80 kJ)引起剧烈的混合夹卷、强降雨,导致海水迅速重新层化、逐渐加强的非线性CE有更强的封闭性,这些机制的共同作用将底层(营养盐跃层100m以下)富含营养盐的冷水输送到上层;Malaks过境CE(124.9°E,22.3°N)缺乏强上升流(EPV=5×10-5 m/s),以湍流混合为主(S>1);Merantia使CE区域表现下沉流(EPV<0),SSC主要是湍流混合的作用(W>25kJ),Chl-a浓度增长到0.27mg/m3。AE热力学结构比较稳定,连续台风导致SSC<2℃,Chl-a增加仅200%,Merantia、Malaks过境AE(125.1°E,20.6°N)分别以强上升流(S<1)和湍流混合(S>1)为主,混合层厚度约80 m,同时AE周围无强障碍带,易与周围水体交换,Chl-a浓度微弱增加。     

琼东海域锋面特征初探

2012年7月现场调查了海南岛东部陆架海(琼东海域),结合其中4个断面的实测数据和卫星遥感数据,探究该海域2012年海表温度锋面的季节性变化以及夏季锋面结构特征。研究表明,琼东海域温度锋面的季节性变化明显,强锋面中心会随季节变化。夏季锋面主要分布在上升流区,是典型的上升流锋面,锋带宽20~40 km,大致沿100 m等深线,随深度增加锋面强度减小,位置向外海移动。     

台风“彩虹”对粤西近岸海表温度和叶绿素浓度的影响

利用高分辨率的海表面温度(SST)和叶绿素a浓度数据,分析2015年超强台风"彩虹"对粤西近岸海洋动力环境的影响。结果表明:"彩虹"过境后,粤西海域SST总变化为降温,且台风路径右侧降温高于左侧,最大热损失达到-9×10~6 J/m~3。"彩虹"引起的降温幅度以及最大降温出现时间在不同海区有所不同。珠江口附近海域、珠江口外海200 m等深线附近以及阳江至东海岛沿岸区域在台风登陆后2―4 d形成3个降温中心,最大降温均为-2℃左右。对台风路径两侧近岸、陆架和深水六个区域对比分析发现,近岸SST变化幅度最大,且两侧最大降温时间相同,而陆架和深水区则是左侧降温低于右侧。台风路径左侧雷州半岛以东约100 km和海南岛以东近海的叶绿素a浓度显著增加,最大增幅达5 mg/m~3。     

地表温度变化对GNSS连续运行基准站垂向形变影响研究

利用实测地表温度数据,计算温度变化对GNSS基准站观测墩和基岩垂向形变的影响;联合大气负荷变化,综合分析温度变化对基准站垂向形变的影响规律。以新疆GNSS连续运行基准站数据为例,结果表明,温度变化对新疆GNSS连续运行基准站垂向影响的年周期项振幅为1.4～2.1 mm,半周年振幅为0.01～0.33 mm,周年项振幅占主要部分;垂向时间序列变化扣除温度变化影响后,RMS值平均减小0.55 mm,精度提高约9%;温度变化与大气负荷变化对垂向形变影响的趋势基本一致,呈现上半年增加、下半年下降,扣除两项影响后精度提高约13%。研究表明,温度和大气负荷变化均为基准站垂向位移周期性变化的重要影响因素。     

非构造形变对中国大陆GNSS基准站垂向周期运动的影响

解算陆态网络2011~2013年GNSS基准站,获取其坐标时间序列,并定量计算非潮汐海洋、大气、积雪和土壤湿度对测站产生的非构造形变,以修正GNSS垂向时间序列。修正后,GNSS垂向序列特性发生显著变化:周年运动振幅和初相均发生明显变化,振幅明显缩小(个别站增大),缩小幅度因不同区域而存在差异;修正前相位与修正后存在一定的系统偏差,大约滞后2~3个月,这种系统偏差可能是GNSS测站对地球物理因素"迟钝反应"的综合表现;半周年运动的变化主要体现在振幅上,缩小幅度在1mm左右。     

日本3·11大震前后首都圈地区跨断层水准的变形特征及成因探讨

以跨断层水准实测资料为基础,分析2011-03-11日本东部Mw9.0大震前后首都圈地区(114°~119°E,39°~41°N)地壳垂向变形特征。通过构建首都圈地区三维有限元模型,初步探讨跨越不同几何结构断层的测线所表现出的变形特征的动力学成因。结果表明:1)首都圈地区跨断层水准资料表现出群体性变形特征,反映相同的断层运动性质;2)NNE-NE向断层的上盘相对下盘垂向下降,NW向断层上盘相对下盘同样垂向下降,表征着首都圈地区NNE-NE、NW向断层受到不同程度的张性应力作用;3)数值模拟给出的不同方向跨断层测线的垂向变化结果同样表现出与实测结果较为一致的断层正断运动性质,即断层上盘相对下盘垂向下降;4)日本Mw9.0大震造成首都圈地区近E-W向的张性应力是产生首都圈地区跨断层水准资料群体性变化的主要原因。     

海洋标量场时空过程远程动态可视化服务研究

随着多源、大面海洋遥感数据及其反演产品呈指数形式增加,利用网络实现远程长时间序列的海洋标量场动态可视化查询、分析,成为海洋信息服务的迫切需求之一。本文在深入分析现有海量数据网络动态可视化技术及海洋标量场时空变化过程的特点时,针对海洋标量场数据探讨标量场的点过程和面过程的网络可视化表达。并以海表温度数据为例,介绍了从MODIS的海表温度反演产品到网络发布的整个处理流程,构建了中国台海区域海表温度场时空过程的网络可视化原型系统。在该原型系统中,实现了海表温度场任意点位的温度查询,任意点位温度时间变化的过程曲线,温度场面过程时空过程动态演进可视化分析等功能。同时该原型系统可以为其他海洋标量场的时空过程可视化提供技术与方法借鉴。     

我国海洋生态灾害承灾体脆弱性评估

【目的】探讨海洋生态灾害承灾体脆弱性的演变趋势和主要障碍因子,在此基础上提出降低海洋生态灾害承灾体脆弱性的对策建议。【方法】运用层次分析法、熵权法和综合评价模型评估海洋生态灾害承灾体脆弱性,选用障碍度模型剖析影响海洋生态灾害承灾体脆弱性的关键因子。【结果和结论】1)2000-2017年沿海地区海洋生态灾害社会承灾体脆弱性指数呈现波动下降趋势,由0.76下降至0.38,从较高脆弱水平下降到较低脆弱水平。2)2000-2017年海洋生态灾害经济承灾体脆弱性指数由0.86波动下降至0.35,从高脆弱水平下降至较低脆弱水平。3)生态环境承灾体脆弱性指数波动较大,大致可分为三个阶段：2000-2005年生态环境脆弱性指数由0.23增至0.73,呈现持续上涨趋势;2005-2011年生态环境脆弱性指数由0.73下降至0.43,呈现持续下降趋势;2011-2017年生态环境脆弱性指数呈现陡升又骤降趋势。4)总体来看,2000-2017年海洋生态灾害承灾体脆弱性指数总体呈现下降趋势,于2005年和2012年出现两次峰值。5)海洋生态灾害承灾体脆弱性准则层指标障碍度大小排序为生态环境承灾体脆弱性>...     

毛乌素湖盆滩地湖水与地下水交互作用分析

湖水与地下水交互作用对于水资源合理开发与利用有着重要意义。基于温度示踪的原理，采用解析法、数值法2种方法，分析了湖床底部埋深0~0.4 m湖水与浅层地下水交互关系，并与水动力学方法进行了对比。结果表明，2018年5月20日至28日，湖水与地下水之间的垂向渗流速度为2×10-7~1×10-6 m/s，且在埋深0.4 m时大于埋深0.2 m处。降水会对解析法的结果造成一定影响，0.4 m处受到降雨影响表现为一定的滞后性。无降雨干扰情况下，数值法与水动力学方法估算结果较为吻合，且3种方法的计算结果处于同一数量级。同时，湖床沉积物体积热容和孔隙度2种参数对计算结果影响较大。在半干旱地区湖水与地下水交互研究中，数据较完备时，数值模拟法是更好的选择。