谱混合模型方法优化及其在海洋水团分析与水交换研究中的应用

优化了谱混合模型(Spectral Mixture Model,SMM)分析方法,提出了谱混合模型方法中两个关键参数的一般优化方案。优化后的方法能够对大量的数据样本进行快速聚类分析,并通过求解概率密度函数确定不同聚类之间的混合区域。以该方法在海洋水团以及水交换中的应用为例,详细阐明了谱混合模型方法的工作原理及过程。在谱聚类方法基础上建立的谱混合模型分析法,避免了传统模糊聚类分析方法的不足,即使在物理量的散点数据分布呈现广泛连续性时,仍然能够抓住数据时空分布的主要变化方向,其在水团的辨别、水团边界以及水交换混合区的分布及其变化规律的研究中具有广泛的应用。     

奠基海洋化学研究,助推海洋科学发展——中国科学院海洋研究所海洋化学研究70年

本文系统总结了中国科学院海洋研究所建所70年来,海洋化学研究的发展历程和主要科学贡献,在此基础上,提出了海洋化学的发展愿景。建国初期的中科院海洋研究所是我国海洋化学研究的主要奠基者和引领者,70年来一直是我国化学海洋学、海洋生物资源化学利用以及海洋腐蚀与防护等领域的中坚力量,为中国海洋化学的发展做出了不可替代的重大贡献。1950—1990年,系统获得了渤黄东海重要化学要素的分布特征,发现了黄东海溶解氧存在最大值系冬季保持而来;构建了大型海藻经济组分提取的系统化方案,奠定了世界最大规模海藻化学工业的基础;系统开拓了我国海洋腐蚀与防护领域的研究。1990—2020年,中科院海洋研究所的海洋化学研究全面与国际接轨,系统研究了中国近海化学要素特别是微痕量无机/有机组分的分布迁移转化特征及机制,提出了海洋生物地球化学研究的系统思路;研制成功褐藻多糖硫酸酯治疗肾衰新海洋药物,发现大量具有生物活性的海洋活性物质,在应用海洋化学领域也有重要进展。     

气相色谱在海洋有机化学研究中的应用

本文简要综述了气相色谱在海洋有机地球化学、环境化学和海洋石油勘探方面的应用,并介绍了近10年来以气相色谱为手段研究海洋化学的部分成果。     

同位素示踪技术在海洋环境研究中的应用

综合δD、δ18O、224Ra、226Ra、228R、钍系同位素和210Pb、14C等同位素示踪技术研究的最新成果,概述了同位素示踪技术在海洋水体运动、颗粒动力学、海洋生物生产力、沉积动力学、古海洋学等方面的研究进展,提出了在这一领域应重点发展的研究方向,以期推动同位素示踪技术在海洋环境研究中的应用。     

化学耗氧量(COD)监测技术的发展及在海洋监测中的应用

化学耗氧量（COD）是水质监测的一个重要参数，文章对化学耗氧量监测方法的现状和发展及在海洋监测中的应用做了简要评述。     

微波组合化学在新药研究中的应用

微波组合化学是组合化学快速发展的结果。与传统方法下的组合化学相比 ,微波组合化学加快了新药筛选中化合物库的建立过程 ,是 1种切实有效的有机合成新技术 ,并且形成了多种合成方法。本文对近 10年来出现的微波组合化学方法及其在新药研究中的应用进行了简单的综述。     

钕同位素在海洋地球化学研究中的意义

同位素海洋学研究,极大地促进了钕同位素的发展。钕同位素已在确定沉积层年龄、区分物质来源以及原油与生油岩的地球化学对比研究等方面取得了较大的进展。     

净化实验技术在海洋化学研究中的应用

海洋污染和微量元素在海洋及河口天然循环研究中,微量金属元素的准确测定多年来一直受到科学家们的重视。为了估价环境的污染程度,研究微量金属分布和变化特征以及迁移过程,准确测定海洋中微量金属的背景值是至关重要的。     

甾醇在海洋微藻中的分布研究

对29种(株)海洋微藻进行不充气培养,用Bligh-Dyer法提取总脂,皂化后氯仿和正己烷(体积比为1:4)提取甾醇,BSTFA衍生后用岛津QP2010气相色谱-质谱分析仪进行GC/MS分析.从29种海洋微藻中共检测到47种甾类化合物,鉴定出36种甾醇和一种甾酮.其中,4位无甲基Δ5甾醇在所有的微藻中均有分布,一些高等生物中常见的甾醇如胆甾醇、菜子甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、谷甾醇和褐藻中常见的岩藻甾醇等,在微藻中均有广泛的分布.相对而言,4位无甲基5位饱和甾(烷)醇、4-甲基甾(烷)醇和双羟基甾醇的分布则相对较少,其中许多甾醇如甲藻甾醇、巴夫甾醇、C_27:2(Δ5,22/24Me)和C_28:3(Δ5,7,22/24Me)等,只在一种藻或同一纲的微藻中被检测到,可以作为对应微藻或对应纲微藻的特征甾醇.认为海洋微藻甾醇的研究可以为海洋微藻化学分类学及饵料营养学研究提供重要参考依据.     

化学分散原油在海洋围隔生态系中迁移过程的研究

本文研究了以Corexit-9527分散剂分散、初始浓度为15mg/dm3的胜利原油在海洋围隔生态系中的迁移过程.实验结果表明原油的扩散混合,到第4天在围隔水体中呈均匀分布状态,实验前期细菌快速降解石油烃、悬浮颗粒物吸附石油烃逐渐沉降到沉积物中以及包括特定的围隔袋壁大量吸附石油烃是化学分散原油在围隔体中重要迁移过程.围隔体受到剧烈扰动和沉降物的再悬浮现象明显影响石油烃的迁移过程.     

Modeling the pathways and ages of inflowing salt- and freshwater in the Baltic Sea

A three-dimensional, eddy-permitting ocean circulation model with implemented bottom boundary layer model and flux-corrected transport scheme is used to calculate the pathways and ages of various water masses in the Baltic Sea. The agreement between simulated and observed temperature and salinity profiles of the period 1980–2004 is satisfactory. Especially the renewal of the deep water in the Baltic proper by gravity-driven dense bottom flows is better simulated than in previous versions of the model. Based upon these model results details of the mean circulation are analyzed. For instance, it is found that after the major Baltic inflow in January 2003 saline water passing the Słupsk Furrow flows directly towards northeast along the eastern slope of the Hoburg Channel. However, after the baroclinic summer inflow in August/September 2002 the deep water flow spreads along the southwestern slope of the Gdansk Basin. Further, the model results show that the patterns of mean vertical advective fluxes across the halocline that close the large-scale vertical circulation are rather patchy. Mainly within distinct areas are particles of the saline inflow water advected vertically from the deep water into the surface layer. To analyze the time scales of the circulation mean ages of various water masses are calculated. It is found that at the sea surface of the Bornholm Basin, Gotland Basin, Bothnian Sea, and Bothnian Bay the mean ages associated to inflowing water from Kattegat amount to 26–30, 28–34, 34–38, and 38–42 years, respectively. Largest mean sea surface ages of more than 30 years associated to the freshwater of the rivers are found in the central Gotland Basin and Belt Sea. At the bottom the mean ages are largest in the western Gotland Basin and amount to more than 36 years. In the Baltic proper vertical gradients of ages associated to the freshwater inflow are smaller than in the case of inflowing saltwater from Kattegat indicating an efficient recirculation of freshwater in the Baltic Sea.     

新的痕量同位素示踪剂在全球变化研究中的应用

最近，用高精度多通道电感耦合等离子体质谱仪测定某些过渡金属，如Mo,Fe,Cu,Zn等同位素的组成，表明它们可作为全球变化研究中生物地球化学过程的示踪剂，现有的研究文献表明，Mo的同位素可用于古氧化还原环境研究，初步结果显示，海水中δ^97/95Mo的变化与海洋有氧与缺氧沉积物有直接的关系，可记录缺氧沉积物的来源，以此为基础，可用δ^97/95Mo的收支来估算从陆地进入海洋中Mo的通量和全球Mo同位素的收支；Fe同位素在一定程度上控制着海洋生物生产力的水平，其丰度也对气候变化有影响，但生物与非生物过程都可引起铁同位素的分馏，其δ^56/54Fe的变化都可达1‰，所以Fe同位素不能单独用来界定地质记录的Fe参与的过程是生物还是非生物控制，Cu,Zn的同位素也被用来研究生物地球化学过程的示踪剂，但目前报道不多，综述了这一领域的主要进展，集中阐述了同位素示踪样品的制备、纯化与测定方法，同位素在海洋环境变化研究中的应用，最后提出了这一领域可能的发展方向。     

组件技术在海洋数据多维动态显示系统中的应用

面对我国海洋遥感工作的实际需求,设计和开发了海洋数据多维动态显示系统,为海洋资源合理开发提供辅助决策支持。在分析组件软件技术原理的基础上,从海洋遥感数据特点出发,进行系统总体设计,并使用组件技术来设计影像访问组件和信息反演组件。目前该原型系统的开发已经完成。结果表明,使用组件技术可以方便地扩充新的卫星影像数据格式和信息反演算法到系统中,而且将其应用于模块管理等方面也有很好的发展前景。     

遥感技术在海岸带海洋地质环境综合调查中的应用

海岸带作为人类生存发展的重要区域,其环境地质问题日益突出。通过海岸线确定、水深探测、滩涂演变等方面,介绍了遥感技术在海岸带海洋地质环境综合调查中的应用。     

抗坏血酸还原海水中硅酸盐化学工艺优化研究

为了满足硅酸盐水下自动测量的要求,采用抗坏血酸作还原剂对硅酸盐进行检测,并对该工艺进行了优化.实验研究了溶液浓度、显色时间与吸光度的关系,确定了盐度对测量结果的影响,给出了硅酸盐现场自动分析工艺优化流程图.将此方法应用到水下现场分析仪上,能连续测量43 d,数据重现性较好.     

舟山潮差带海相沉积物的物理和化学特征

为舟山潮差带海相沉积物固结机理的深入研究提供物质基础,采用激光粒度仪分析了海相沉积物的粒度组成,并测试了海相沉积物的化学元素、化合物种类及其相对含量,还使用X-射线衍射技术分析了海相沉物的矿物组成。结果表明:海相沉积物含水率高、初始孔隙比大、呈流塑状,为低液限粉质黏土;活性指数为12.4,属于活动黏性土,矿物的亲水性较好;全盐含量高达9～11.2 g/kg,阳离子交换能力不强,有机质含量(5.82～12.7 g/kg)较高;pH值为7.35～8.36,呈弱碱性,加上孔隙水中K^+,Na^+,Ca²⁺,Mg²⁺的存在,使得高岭石常不稳定,有向伊利石、蒙脱石或绿泥石转化的趋势。     

莱州湾沿岸地下卤水的化学组成

2002年9月采集了莱州湾沿岸地下卤水样品。分析结果表明，这些卤水来源于海水，但两者间已有了一定的差别。在卤水形成及以后的变化过程中，水-围岩间发生了明显的物质交换作用，其中对K^＋的影响最大，进而推出海水与粘土的交换是K^＋从海洋输出的重要形式。     

潮汐驱动下的辽东湾水动力及入海污染物输移特征

通过建立水动力学模型、物质输运模型和年龄模型,对渤海辽东湾潮汐驱动下的水动力状况和污染物输移扩散过程进行了数值模拟研究。结果表明,辽东湾海域入海径流对辽东湾整体流场和水交换过程影响不大,其主要影响集中在河口附近海域。在潮汐的驱动下,辽东湾内形成了复杂的环流结构,辽东湾南北海域分别存在顺时针、逆时针的环流,而辽东湾湾口又存在逆时针环流,使得水交换能力较弱,对辽东湾向外海的物质输运产生不利影响,湾顶附近海域的物质主要通过扩散过程与外海进行交换。年龄模型的计算结果表明,辽东湾河流入海污染物在河口附近停留时间较长,向远区的输运需要较长时间。入海污染物的影响具有局地性,对局部海域水质尤其是辽东湾湾顶的水质会产生不利影响。     

变性绕极深层水入侵时南极普里兹湾湍流混合特征研究

基于中国第28、29和31次南极科学考察中的CTD数据,利用Thorpe尺度方法计算了普里兹湾及其附近海域湍动能耗散率,分析了其分布特征,并对当地的水团结构进行研究.结果表明,普里兹湾及其附近海域中,前两个航次观测中次表层湍动能耗散率强度在陆架坡折区域达到最大.在水团分布方面,在第28和29航次中均观测到了变性绕极深层...     

长江口北槽泥沙运动现场示踪分析研究

研究利用铱(Ir)作为信号元素制备示踪沙,在长江口北槽深水航道维护困难区段开展示踪沙的现场投放及回收试验。利用火试金法对回收的泥沙样品进行痕量铱金属的提炼,并将其富集在微小铅珠中;再将铅珠压成薄片,并作为原子反应堆照射靶样进行中子活化分析,检测铱的含量。实验结果表明,在位于北槽深水航道北侧的3#坑投放示踪沙,北槽试验区所有泥沙样品中均检测出铱含量,其中位于深水航道南侧滩地上泥样中铱含量最高。因此,北侧3#贮泥坑流失的泥沙存在着跨越航道进入南侧边滩的情况,这对北槽中段航道回淤的影响较大,为改善北槽深水航道困难段的维护条件需要改进该处的抛吹泥工艺或限制抛泥活动。