海中气泡对近红外波段遥感反射比的影响

海中气泡在上层海洋无处不在,风浪破碎是其主要成因,它们对光的后向散射具有较强的作用。基于Mie散射理论和遥感反射比模型,计算了不同浓度海中气泡对近红外波段遥感反射比的贡献,及其对气泡浓度N0和叶绿素a浓度[chl-a]的响应。海中气泡考虑了清洁气泡和附着有机物膜气泡两种情况。计算结果表明,大多数情况下海中气泡引起的近红外波段遥感反射比相对变化较大,最大可达30多倍(N0=107m-3,[chl-a]=0.05 mg/m3、附着有机物膜气泡的情况)。而且,气泡浓度越大、叶绿素a浓度越低,海中气泡对近红外波段遥感反射比Rrs(NIR)的影响越大。仅当N0=105m-3时清洁气泡对近红外波段遥感反射比的贡献可忽略不计。因此,当海中气泡存在时,基于暗像素假设(即假设近红外波段反射比为0)的海色遥感大气校正算法需要修正海中气泡的影响。     

东海赤潮多发区非均匀叶绿素浓度剖面对遥感反射比的影响

赤潮增殖过程中,藻类首先在次表层发育,并形成非均匀的叶绿素浓度剖面,一般呈高斯分布。利用Hydroli-ght4.1模拟180组数据用于研究该过程对遥感反射比的影响。东海为赤潮多发区,通过比较叶绿素浓度在垂直非均匀和垂直均匀情况下的模拟结果,给出高斯分布模型4个参数对遥感反射比的影响。可得到以下初步结论:叶绿素浓度非均匀剖面参数的变化主要影响遥感反射比的绿黄波段,且有向长波段移动的趋势,而对蓝、红波段几乎没有影响;垂直非均匀情况下的遥感反射比要高于垂直均匀的情况。     

基于遥感反射比光谱的一种藻类识别方法

利用所得的甲藻门和硅藻门的17种藻类遥感反射比光谱,对其进行平滑、取倒数和归一化等预处理后,进行了四阶微分处理.根据聚类分析结果,甲藻门各藻种分为一类,而硅藻门的藻种分为另一类,这说明经上述处理后,甲藻门和硅藻门的差异性显著增大.将甲藻门和硅藻门的四阶微分光谱分别平均得到门类的特征光谱,并在原始数据中加入泥沙进行敏感性...     

典型水文条件对气泡运动的影响规律研究

本文以认知海洋中普遍存在的气泡上浮过程为目的,通过建立气泡运动、半径、传质传热等微分方程,综合构建了气泡运动的耦合模型,据此结合典型海洋水文条件与海水物性参数的关系,数值模拟获得水文条件对气泡运动的影响规律:(1)盐度、水温、波长、波高是影响气泡的水平偏移和上升时间的主要参数;(2)水温和波高的变化将导致气泡偏离海面预定释放位置;(3)低温气泡上浮时间少于高温气泡。本文有效模拟了水中气泡的上浮过程,为人类认知海水气泡现象,进而为海洋工程、航运安全、海气相互作用等工程实践与理论提供了技术支撑。     

海面光谱辐射计系统研制及遥感反射比的测量

本文报道海面光谱辐射计的研制、定标和海上现场实验测量。运用一个 2 5 6元光电二极管列阵传感器件测量海面离水辐亮度和向下辐照度的光谱分布 ,可计算得出遥感反射比。该仪器所测量的数据可以用于海洋方面相关专业的科学研究 ,并给出海上实验测量数据     

由Hyper-TSRB数据估算海面遥感反射比的方法比较

比较了3种由Hyper-TSRB数据估算海面遥感反射比(Rrs)的方法,这3种方法分别为:prosoft、优化方法和经验方法。用于比较的现场测量数据为SeaBASS数据中193个站位的水中向上辐亮度(Lu(z))及向下辐照度(Ed(z))的剖面数。比较结果显示,3种方法对于较清的水体都有很高的精度,对于混浊的水体,优化方法和经验方法都有较高的精度,其中经验方法的性能稍优于优化方法,而prosoft方法精度较差,可达50%。     

用于海洋-大气辐射传递计算的光学参数数据库

开发和建立了用于海洋-大气辐射传递计算的光学参数数据库.它包括海中主要成分(纯海水、浮游植物、悬移质、可溶有机物)的固有光学参数(光谱吸收系数、光谱散射系数等)及大气中主要气溶胶的有关光学参数.在这些光学参数中,大多数是来自现场的直接测量,一些是间接测量获取,还有一些是通过理论计算得到.     

悬沙水体不同波段反射比的分布特征及悬沙量估算实验研究

我国沿岸、河口附近水域具有高悬沙量的特点.悬沙的分布、扩散、沉降过程影响港口、航道水深的维持,影响生态环境.利用卫星遥感资料开展悬沙遥感及定量算法研究,在我国已取得诸多成果,挥才兴等[1]提出了几种悬沙定量的经验和半经验模式.“七五”攻关分别对黄河口和长江口提出了对数模式、线性分析模式和双峰比模式,Ma等[2]将模式识别方法应用于悬沙遥感.90年代后期,国际上陆续发射多颗海色卫星,我国也计划发射海色卫星,为有效地利用海色卫星资料,进一步开展悬沙定量算法及传感器谱段选择研究具有重要意义.     

基于能量比与互相关法的地震剖面反射同相轴交互自动拾取研究

为提高地震剖面反射同相轴拾取的精度与效率,结合实际资料详细讨论了能量比与互相关两种自动拾取方法的优缺点,提出对拾取结果进行光滑滤波处理,以消除资料上的随机噪音与风浪干扰等影响。同时讨论了参考种子点在自动拾取算法中的重要性,以及人机交互拾取参考种子点的实现方法。针对复杂界面的反射同相轴,在自动拾取结果的基础上,文中提出以人机交互的方法进行修改拾取。将这些方法综合运用于实际资料,以取得满意的拾取结果。     

北部湾冬季风生环流的数值模拟及其对海洋环境的影响分析

利用Finite Volume Coastal Ocean Model(FVCOM)三维模式以及National Centers for Environmental Prediction(NCEP)Climate Forecast System提供的北部湾的冬季风场,建立了北部湾冬季的风生环流模型。模拟得到北部湾冬季表中底层的风生环流结构。结果表明:整体上看,环流从琼州海峡流入北部湾,沿越南沿岸向南流动。从分层结构上看,冬季表层北部湾中部位置被1个大范围逆时针环流控制,南部湾口附近也存在1个不闭合的逆时针环流;而中层和底层的环流在琼州海峡西北和西南侧各形成1个小的逆时针环流,同时北部湾北部中间位置呈现1个顺时针环流。琼州海峡、广西及越南沿岸环流流速较大,有利于污染物的输移扩散,而北部湾北部中间位置,莺歌咀附近出现闭合环流且海南岛西南岸流速较小,不利于污染物的输移扩散,对冬季北部湾的海洋环境会产生不利影响。     

南海某海域海洋环境噪声谱级风关特性分析

为探索南海某区域海洋环境噪声谱级与风场的相关特性,结合潜标海洋环境噪声数据及对应海域的海面风场再分析数据,计算各频段噪声级与风速相关系数及线性拟合函数。分析结果表明:400～1 000 Hz频段,海洋环境噪声谱级与海面风速的相关系数在0.5～0.8之间,达到中等相关。1 000～5 000 Hz频段,两者互相关系数大于0.8,达到高度相关。对海洋环境噪声谱级与对数风速的回归分析结果显示,1000～5 000 Hz频段,两者的线性函数关系显著;并且在1 000 Hz附近的拟合斜率最大,海洋环境噪声谱级对海面风速变化的灵敏度最高。     

Toxic Effects of Phthalates on Ocean Algae

This article discusses the interaction of phthalates and ocean algae based on the standard appraisal method of chemical medicine for algae toxicity. Through the experiments on the toxic effects of dimethyl （o-） phthalate （DMP）, diethyl （o-） phthalate （DEP）, dibutyl （o-） phthalate （DBP） on ocean algae, the 50 % lethal concentration of the three substances in 48 h and 96 h for plaeodectylum tricornutum, platymonas sp, isochrysis galbana, and skeletonema costatum is obtained. Tolerance limits of the above ocean algae of DMP, DEP, and DBP are discussed.     

风生近惯性波的传播和耗散综述

近惯性波广泛存在于全球海洋,对海洋中的能量级联非常重要。风输入海洋的近惯性能量在海洋中是如何传播和耗散的,能量在海洋中如何划分,一直是受到高度关注的话题。本文简要综述了风生近惯性波在海洋中的传播和耗散过程,包括影响近惯性波传播的因素,比如β效应、中尺度涡度、台风尾流和近惯性波自身的波数特征等;近惯性波在风暴等强天气过程下的传播方式;近惯性波在混合层中衰减时间尺度的模拟;近惯性能量在海洋中的分配以及现有研究中还未解决的问题。本文拟为今后的近惯性波研究提供一些思路,进一步促进近惯性波机制和模拟等方面研究的深入开展。     

海洋能开发利用的环境影响研究进展

海洋能开发利用的环境影响问题是世界各沿海国普遍关注的新问题。文章通过对近年来潮汐能、潮流能、波浪能等开发利用的环境影响研究进展进行分析,总结当前主要海洋能开发利用的环境影响研究热点、研究方法及海洋能开发利用的环境影响强度结果,明确我国海洋能开发利用的环境影响研究的不足,并根据海洋能管理需求,提出我国海洋能开发利用的环境影响研究建议。     

北极河流径流对北冰洋环流的影响

北极河流径流是北冰洋淡水的最大来源,其变化会对北冰洋中的诸多过程有重要影响。本文基于全球高分辨率海洋-海冰耦合模式的模拟结果,研究北冰洋温盐、海冰以及环流对北极河流径流的敏感性。通过对比有气候态北极河流径流输入的控制实验结果和径流完全关闭的敏感性实验结果,研究发现北极径流对北冰洋温度、盐度、海冰以及海洋环流等有显著的影响。关闭北极河流径流后,在河口附近的陆架上温度降低、盐度升高,且导致500 m深度处温度下降以及盐度升高;河口附近的陆架处,海冰密集度与海冰厚度增加。关闭北极河流径流也对北冰洋内的环流有影响:由于缺少来自欧亚大陆的北极径流的输入,穿极漂流与东格陵兰流流速减小且盐度增加;关闭北极径流导致近岸海表面高度降低,沿欧亚陆架的北冰洋边界流减弱,白令海入流增强。通过对比关闭北极径流实验与控制实验的温度和盐度剖面,发现关闭北极径流后大西洋层温度降低,各陆架海盐跃层的梯度减小,盐跃层厚度减小。     

浅析入世对中国海洋仪器行业的影响及对策

世界贸易组织是一个国际性的经济贸易组织,是以市场经济为基础的多边国际贸易体系。对于由计划经济向市场经济转型时期的中国而言,加入WTO,将本国的经济融入全球化经济体系之中,将不可避免地产生深刻的影响。因此,研究入世对我国海洋仪器行业的影响因素与程度、机遇与挑战,及时采取措施,规避风险,有着十分重要的意义。     

海洋酸化对碳、氮和硫循环的影响

工业革命以来,大气CO_2浓度呈现快速增加的趋势,随之而来的问题是海洋酸化的程度越来越明显。与工业革命前相比,目前海洋表层海水pH降低了0.1个单位,到本世纪末估计会降低0.4个pH单位。本文综述了海洋酸化对碳、氮和硫循环的影响,包括碳循环中的溶解度泵、碳酸盐泵、软组织泵和微型生物碳泵,海洋酸化对氮循环中氮的固定、硝化作用、反硝化作用、N_2O的产生的影响,海洋酸化与硫循环中二甲基硫(DMS)的产生及其与食物网结构之间的关系。海洋酸化无论是以直接或间接方式均会在一定程度上对碳、氮和硫的生物地球化学循环产生影响,最终改变海洋系统的结构与功能。在自然界中,海洋酸化不是一个独立的过程,而是与其他物理、化学、生物变化因素相偶联共同作用于碳、氮和硫的生物地球化学循环。     

Effects of solar radiation on dimethylsulfide cycling in the western Atlantic Ocean

The influence of solar radiation on springtime rates of photochemical and biological consumption of dimethylsulfide (DMS) in surface waters from the western Atlantic Ocean was examined by exposing 0.2 μm filtered and unfiltered surface seawater to natural sunlight at five depths in the upper 30 m. Parallel deck incubations of 0.2 μm filtered seawater under various long-pass optical filters were also carried out to aid in assessing the wavelength dependence of DMS photolysis. DMS photolysis rate constants for mid-day exposure (∼10:30–17:30 local time) to surface irradiance ranged from 0.026 to 0.086 h⁻¹ and were highest in coastal and shelf waters. Photolysis rate constants decreased with increasing irradiation depth, in accordance with the attenuation of ultraviolet radiation (UVR, 280–400 nm). Total DMS consumption rates (photochemical+biological) in unfiltered surface samples also decreased with increasing incubation depth and were larger than photolysis rates at nearly all depths and all stations. The decrease in photolysis rate constants with exposure depth was mirrored by biological DMS consumption rate constants that were severely inhibited at surface irradiances, and approached or exceeded dark rate constants at deeper exposure depths. Photolysis rates were 2–19 times greater than estimated biological consumption rates in the surface light exposed samples, while biological consumption rates were significantly larger than photolysis rates at incubation depths below the 1% light level for UV–B radiation (280–320 nm). Total DMS loss rates increased up to nine-fold with UVR exposure, but changes in DMS concentrations were not strongly correlated to light dose, presumably due to parallel, light-mediated DMS production processes. The primary loss process for DMS depended mainly on the depth interval considered and the attenuation of UVR; in general, photochemical removal dominated shallow layers characterized by high UV–B intensities, whereas biological removal dominated in deeper layers where UV–B was absent, but UV–A (320–400 nm) and visible (400–700 nm) light fluxes were still relatively high. These results demonstrate that UVR exposure significantly influences the spatial and temporal pattern of DMS production and loss processes, and ultimately the DMS flux to the atmosphere.     

Effects of Second Order Scattered Wave in Stratified Ocean

By using the theories on Stokes multicolored water waves and taking the two- layer ocean as a basic model of stratified ocean, the paper analyzes the problems related to the effects of the nonlinear water wave on offshore structures. A mathematical expression is presented to describe second order wave radiation conditions. Using integral principle, the analytical integral solutions are given to evaluate second order scattered wave loads on general vertical circular cylinders in the two-layer ocean, and the special recurrence formulas for infinite integrals over free and stratified surfaces are derived.