一种多波束测深声线跟踪自适应分层方法

为解决声线跟踪精度与计算量之间的矛盾,在常梯度分层声线跟踪法的基础上,提出了一种适用于多波束测深的声线跟踪自适应分层方法,即利用Douglas-Peucker算法对原始声速剖面数据进行筛选分层。给出了不同阈值的分层结果,并对等间隔分层与自适应分层的声线跟踪结果进行了比较。实验结果表明,自适应分层法能够顾及到声速结构变化规律,有效提取声速变化节点,克服了人工选点的不足;在相同计算量情况下,自适应分层法声线跟踪精度要优于传统的等间隔分层法。本方法能够有效解决声线跟踪精度与计算量之间的矛盾,具有良好的工程应用价值。     

千岛湖水温垂直分层的空间分布及其影响因素

湖泊热力分层及热力循环深刻影响深水湖泊生态系统。随着全球气候变暖,湖泊热力过程会发生显著变化。作为深水水库型湖泊,千岛湖的热力过程与水环境的变化紧密相连,为了分析千岛湖水体水温、湖泊热力分层参数(温跃层深度、厚度和强度)的分布,探讨温跃层深度与水温、水体透明度以及水深之间的关系,本文根据2014年7月份与2015年5月份对千岛湖全湖60个采样点的水体理化指标的垂向分布调查数据,计算得到千岛湖热力分层参数,进而分析其时空分布特征及主要影响因素。结果表明,千岛湖水体水温垂直分布呈现正温分布,春夏季全湖范围内均存在不同程度的温度分层现象,温跃层深度、厚度和强度均从上游河口向下游敞水区逐步增大,这种空间变化的趋势在7月份比5月份更显著。水温、透明度和水深是影响温跃层深度的主要因素。夏季湖泊热力分层稳定期温跃层深度与表层水温(0—2m)存在显著负相关关系,与透明度和水深存在正相关关系。     

多目标渔业资源科学调查的分层方案设计优化

渔业资源科学调查常用于收集高质量的生物学和生态学数据以进行渔业资源评估与管理。渔业资源调查设计优化十分必要,其有助于在经济有效的采样努力量下提高调查估计量的精度。对于估计单鱼种资源量指数和物种多样性指数为主的多目标渔业资源调查设计,本研究应用模拟方法评价和优化了分层随机采样设计的分层方案。在不同月份,对于不同调查目标,分别比较了不同分层方案设计的表现。对于大多数指标,与简单随机采样设计相比,分层方案设计可以提高调查估计量的精度。目前采用的具有5层的分层随机采样设计表现最好。通过分层方案设计可以补偿由于采样努力量降低造成的估计量精度的下降,采样努力量的减少有助于降低调查成本、减轻调查拖网对于种群数量较低鱼种的不利影响。本研究表明对于不同的调查目标,最优化的分层方案设计不同。调查后分析有助于改善渔业资源调查的分层方案设计。     

海南岛南渡江河口枯季大小潮的盐度变化特征

南渡江河口长度较短,河口内驻波发育。河口内盐水入侵近年来呈加剧之势。根据2009年2月大小潮多站同步的周日水流、盐度观测以及2009年11-12月连续38天的表层盐度观测资料,结合EFDC数值模拟结果,分析了南渡江河口枯季大小潮期的盐度与水体分层的时空变化规律。结果表明,枯季时南渡江河口干流自口门向陆,潮流流速递减,盐度减小,水体分层增强。水体分层在落潮时增大,涨潮时减小。大潮期的混合作用强于小潮期。河道内采砂形成的深坑对高盐水起到捕集作用,涨潮时输入的高盐水在落潮时无法向海输出,对南渡江的盐水入侵起到加剧作用。实测资料显示,小潮期的盐水入侵长度要大于大潮期。     

海域立体分层使用的现实困境与制度完善

近年来,随着我国海洋开发利用规模的持续增长,不同项目重叠用海的问题开始凸显,海域立体分层使用模式得到广泛关注。海域立体分层使用以海域的立体性、多宜性等自然属性为基础,以协调竖向空间的用海活动为目的,是未来海洋空间管理制度体系变革的方向之一。现行的海域空间“平面化”管理思路,使海域立体分层使用面临竖向空间边界不清、二维海籍管理模式不适用、缺少立体空间规划及利益相关者协调难度大等问题。通过借鉴土地立体分层使用的经验,结合海域空间自然特征与开发利用特点,分别从海域分层方法、三维海籍信息表达方式、海域立体空间规划、设立海域役权等方面提出对策建议,以期为海域空间立体分层使用提供借鉴。     

基于RS数据的黄河三角洲湿地信息提取及湿地动态变化研究

本文采用分层分类和决策树分类方法,对黄河三角洲1986、1996、2009年3个时期Land-sat-TM数据进行了处理,提取了黄河三角洲湿地信息,分析了三角洲湿地20年间的动态变化。结果表明,湿地变化整体呈先增多后减少的趋势,其中人工湿地比重不断增加,面积增加最多的是盐田湿地,减少最多的是滩涂湿地,土地盐碱化加重;采用分层提取湿地信息的方法精度达到90%,结果优于监督分类和非监督分类。     

水声定位系统中迭代适应点分层的声线修正算法

水声定位系统中, 声线弯曲是造成定位误差大的主要原因, 本文针对该问题提出了一种迭代适应点分层(IAPL)的声线修正算法, 将声速剖面筛选分层修正声线。首先搭建水声定位模型, 通过拟合目标海域的监测数据, 得到声速高次函数; 其次探究声线弯曲时目标位置与掠射角的关联性, 由此构造出声线插值函数并求解路径参数; 最后提出划分原则, 精简声速剖面分层。仿真结果表明, 所提算法定位误差较低, 分层精简率均维持在48.04%的水平, 使计算量平均下降可达50.27%, 能够最大程度保留声速剖面的原始特征, 减少分层数量, 提高计算效率。     

气-水热力边界层的热力学分层分类

从流体的热力学及分层理论出发,建立了分层的热力学依据和气－水热力边界层的三层物理模型,据此,从其热力状态、特征和空间尺度上对它进行了分层分类。这种分类对进上步指导气－水热力边界层研究和研究层内热交换,质量交换以及与层外各种尺度的相互作用具有一定的现实意义。     

WRF模式垂直分辨率对海雾模拟影响的个例研究

为精细化研究海雾垂直结构,提高WRF模式模拟海雾水平,利用FNL再分析数据和日平均SST数据驱动WRF模式对2014年2月1日-2日发生在黄渤海海域的一次海雾过程进行了数值研究,在对比实验选定模拟效果较好的参数化方案的基础上,对模式的垂直分层进行敏感性实验,降低前20层高度,分析了垂直分层数,边界层垂直精度对雾区模拟、海雾垂直结构模拟的影响。结果发现提高模式垂直精度后,模式对海雾的模拟能力有了较大提高。研究表明:44层以上的垂直分层下WRF模式能较好模拟黄渤海雾区的分布,增加模式边界层垂直精度可提高海雾能见度模拟效果,并一定程度上消除低云对雾区模拟的干扰。     

稳定分层剪切流动湍流特性的数值研究

随着我国沿海经济的迅猛发展,近海海域遭到越来越严重的污染,使海域环境质量明显下降,生态环境日趋恶化,并对生物资源和人体健康产生有害影响.海洋分层环境特征对各类污染物作用的机理和污染物扩散规律研究,对精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾减灾工程措施等具有重要意义.海洋中广泛存在密度分层现象,它可由温度分层也可由盐度分层引起.分层流可分为两种类型:一是密度不同的流体有明显的内部分界面,此时我们可以把它看成一个二流体系统(two-layer system),二流体系统中海洋内波问题已有广泛的研究[1~6];二是密度不同的流体相互掺混形成连续密度梯度分层流.     

2015年春、秋季瓯江口鱼卵和仔稚鱼生态分布

为了解瓯江口海域鱼卵和仔稚鱼的生态分布现状,分别于2015年4月和10月在该海域开展生态调查。春、秋两季共采集到鱼卵42粒,仔稚鱼295尾;共鉴定出鱼卵和仔稚鱼16种,分别隶属于8目14科15属,其中鲈形目种类最多。春季鱼卵、仔稚鱼物种数和丰度均远高于秋季。春季鱼卵优势种为斑鰶Konosirus punctatus,秋季为舌鳎属未定种Cynoglossus sp.;春季仔稚鱼优势种为鮻Liza haematocheila、花鲈Lateolabrax japonicus和矛尾鰕虎鱼Chaeturichthys stigmatias,秋季为侧带小公鱼属未定种Stolephorus sp.。瓯江口海域春季鱼卵和仔稚鱼的丰度高值区均位于大门岛周围,该海域应在海洋生态红线划定时予以考虑,秋季则相对分散在较外侧海域。春季仔稚鱼数量分布与盐度和营养盐有极显著相关性。与20世纪90年代初相比,该海域的鱼卵、仔稚鱼物种及数量均在发生变化,数量略呈下降趋势。与浙江近岸其他海域相比,瓯江口海域的鱼卵、仔稚鱼数量偏低。     

EH36钢在黄海的初期腐蚀速率的空间变异特征的地统计分析

以黄海海域为研究区,通过动电位极化曲线法获取了出海实测的EH36钢材在2017年8月及12月黄海43个站位的初期腐蚀速率的数据,并以地统计学方法对数据进行分析,探索研究区内EH36钢材的腐蚀速率的空间分布及其变异特征,绘制初期腐蚀速率预测图。结果表明:初期腐蚀速率的分布状况在夏季、冬季呈现不同的特征,夏季分布呈现近岸低、远岸高,中心高、周围低的特点,冬季分布呈现中心及东南部分低、周围高的特征。同时,统计分析表明, EH36钢在黄海的平均初期腐蚀速率,夏季为0.11 mm/a,冬季为0.25 mm/a,并且在夏季和冬季里, EH36钢在黄海初期腐蚀速率分布的空间变异特征明显,空间自相关性强,其中8月的块金值/基台值为0.062,12月的块金值/基台值为0.138,变程在100 km左右。     

Seasonal variability in somatic and reproductive investment of the bivalve Scrobicularia plana (da Costa, 1778) along a latitudinal gradient

Monthly investment in soma and gonads in the bivalve Scrobicularia plana is described for three populations along its distributional range: Minho estuary, Portugal; Westerschelde estuary, The Netherlands and Buvika estuary, Norway. Seasonal cycles in body mass (BMI), somatic mass (SMI) and gonadal mass (GMI) indices were observed for all populations. In Portugal, BMI and SMI peaked in mid-autumn, while in The Netherlands both indices were at their highest in mid-spring. Norway showed a different pattern with two distinct peaks: one in mid-autumn and a second peak in spring. GMI reached maximum values in July in Portugal and Netherlands and in June in Norway. Overall, mean BMI and SMI were lower in Portugal while mean GMI was lower in Norway. The spawning period lasted the whole summer in Portugal, but was shorter (only two months) in The Netherlands and Norway. The reproductive investment in The Netherlands was significantly higher than in Portugal and Norway, with the lowest values being observed in Norway. Differences in annual cycles between populations were attributed to environmental factors, namely temperature and food availability. Temperature seems important in shaping the reproductive pattern with more northern populations showing shorter reproductive periods starting later in the year, and a lower reproductive output. In addition, winter water temperatures can explain the lower mean body and somatic mass values observed in Portugal. Food availability influenced the physiological performance of the species with peaks in somatic mass coinciding with phytoplankton blooms. This relation between physiological performance and environmental factors influences S. plana distribution, densities and even survival, with natural consequences on its commercial importance.     

山东荣成天鹅湖大叶藻形态和生长的季节性变化研究

2012年8月至2013年7月,作者逐月对天鹅湖大叶藻(Zostera marina L.)的形态特征、植株密度、生物量和生产力进行了监测。结果表明,大叶藻周年株高最高值和最低值分别出现在7月和1月;叶鞘高度、叶鞘宽度和叶宽的最高值均出现在7月,叶鞘高度最低值出现在1月,叶鞘宽度和叶宽最低值均出现在2月;大叶藻顶枝、侧枝和花枝的周年密度最大值分别出现在6月、4月和5月,最小值分别出现在1月、8月和7月;单株生物量和地上部分生物量最大值均出现在7月,地下部分出现在10月,而单株生物量和地上部分生物量最小值均出现在1月,地下部分生物量最小值出现在3月;单株地上和地下生产力最大值均出现在6月,最小值则分别出现在1月和2月。分析显示,大叶藻在冬季由于水温较低导致生长缓慢,且植株较小,在春季随水温上升,生长开始加快。水温在夏初达到大叶藻的最适生长水温,大叶藻的生物量和初级生产力达到最高值,而夏末和初秋由于水温过高导致大叶藻个体生物量、密度和初级生产力开始降低。这种季节性变化与水温的季节性变化密切相关。     

桑沟湾不同形态锰的分布、季节变化及影响因素

利用催化动力学分光光度法和两步提取法对2011年4月（春）、8月（夏）、10月（秋）和2012年1月（冬）桑沟湾海域溶解态无机锰(DIMn)和表层沉积物中的锰的含量进行测定。结果表明,桑沟湾4个季节（春季至冬季,后同）DIMn浓度呈现出近岸高、远岸低的分布特点,其平均浓度分别为(60.5±43.1) nmol/L、(42.0±30.5) nmol/L、(23.4±11.2) nmol/L和(18.2±13.5) nmol/L,呈现出明显的季节变化,即春季最高,夏季、秋季次之,冬季最低;与相邻的俚岛湾和爱莲湾相比,桑沟湾春季、夏季DIMn的浓度较高,秋季、冬季则没有显著性差异。桑沟湾表层沉积物中总Mn在4个季节的含量分别为(861±308) mg/kg、(915±322) mg/kg、(589±108) mg/kg、(653±185) mg/kg,表层沉积物中醋酸提取态Mn在4个季节的含量分别为(500±272) mg/kg、(502±232) mg/kg、(322±81) mg/kg、(345±91) mg/kg,两者均表现出近岸高、远岸低的分布特点。醋酸提取态Mn的含量在春季、夏季要显著高于秋季、冬季。悬浮颗粒物的吸附和浮游生物的利用是影响桑沟湾DIMn浓度与分布的重要因素。桑沟湾DIMn的源主要包括河流及地下水输送、大气输送、沉积物?水界面释放;汇主要包括养殖生物的清除、向黄海的输送等。简单箱式模型收支计算结果显示,桑沟湾DIMn的源略大于汇,表明除了养殖生物的清除和向黄海的输送,桑沟湾DIMn还存在其他汇。本研究的结果为桑沟湾DIMn的生物地球化学循环的深入认识提供了基础数据。     

浙南近岸海流季节变化特征

为了揭示浙南海流特征及其季节和垂向变化规律,于2006—2007年在浙南岸外一固定点(平均水深约32m)利用ADP潜标进行了春、夏、秋、冬季4次多个潮周期分层海流流速流向观测。结果表明:(1)测点最大流速为148.9cm/s,相应流向为75°,出现在春季表层大潮落潮阶段;垂向平均最大流速为106.2cm/s,平均流向为81°,出现在夏季大潮落潮落急阶段。(2)剖面各层流速垂向差异明显,表层流速(28m层以上)受海况影响明显,秋季平均流速最大(65.4cm/s),冬季最小(42.8cm/s),20~28m层冬季最强,春季最弱,20m层以下夏季最强,秋季最弱(仅小潮);垂线平均流速夏季最强(46.5cm/s),春季最小(33.7cm/s)。(3)夏季海流基本上为(偏)北向流;秋、冬则基本上为(偏)南向流;春季具往复流特点,但以北向流为主。(4)垂向上夏季和春季流向较一致,冬季和秋季流向分异明显(20m和10m层)。(5)垂线平均余流为12.8~29.8cm/s,夏季最强春季最弱;夏季和春季各层余流均为东北向,冬季为西南向,而秋季11m层(包括11m层)以下为E-NEE向,11m层以上为西南向。结论:测点海流受到潮汐、季风和台湾暖流的共同制约。季风的影响夏、冬两季大于春、秋两季;季风的影响自表层向底层减弱(主要限于表层以下10m)。     

崇明东滩潮沟浮游动物数量分布与变动

根据2008年4-12月对上海市崇明岛东滩潮沟进行4个季节的浮游动物调查资料,研究了崇明东滩潮沟浮游动物的数量分布及变动。结果表明,调查区浮游动物总丰度较高,四季变化明显。受潮汐作用的影响,夏、秋、冬三季落潮时丰度大于涨潮时,春季涨潮时丰度则大于落潮时。浮游动物在6条潮沟的平面分布不均匀,春季东旺沙边滩区和北八边滩区的数量明显多于近团结沙边滩区,夏、秋季分别以东旺沙边滩区和北八滧边滩区的数量最多,冬季则以近团结沙边滩区的数量最多。主要优势种细巧华哲水蚤(Sinocalanus tenellus)、中华华哲水蚤(Sinocalanus sinensis)、火腿许水蚤(Schmackeria poplesia)、四刺窄腹剑水蚤(Limnoithona etraspina)和四刺破足猛水蚤(Mesochra quadrispinosa)等数量的季节、潮汐变化及各时期的空间分布格局差异明显,其数量分布情况决定了浮游动物总数量的分布。盐度是影响冬、春季涨潮时浮游动物总丰度分布的主要因子,水温则是影响夏、秋季涨潮时总丰度分布的主要因子。此外,径流及潮流等动力因素对潮沟浮游动物数量的时空分布也产生重要影响。     

Characteristics and influencing factors of frontal upwelling in the Yellow Sea in summer

Frontal upwelling is an important phenomenon in summer in the Yellow Sea (YS) and plays an essential role in the distribution of nutrients and biological species. In this paper, a three-dimensional hydrodynamic model is applied to investigate the characteristics and influencing factors of frontal upwelling in the YS. The results show that the strength and distribution of frontal upwelling are largely dependent on the topography and bottom temperature fronts. The frontal upwelling in the YS is stronger and narrower near the eastern coast than near the western coast due to the steeper shelf slope. Moreover, external forcings, such as the meridional wind speed and air temperature in summer and the air temperature in the preceding winter and spring, have certain influences on the strength of frontal upwelling. An increase in air temperature in the previous winter and spring weakens the frontal upwelling in summer; in contrast, an increase in air temperature in summer strengthens the frontal upwelling. When the southerly wind in summer increases, the upwelling intensifies in the western YS and weakens in the eastern YS. The air temperature influences the strength of upwelling by changing the baroclinicity in the frontal region. Furthermore, the meridional wind speed in summer affects frontal upwelling via Ekman pumping.     

迁徙季节水鸟对滨海不同类型湿地的利用——以广西山口红树林自然保护区为例

为了解迁徙季节水鸟在不同滨海湿地中的结构组成和行为特征,于2010年3月、4月、9月、11月和2011年3月,在山口自然保护区及其周边地区对不同滨海湿地类型的水鸟展开调查。结果显示:迁徙季节天然湿地共记录到水鸟6目8科39种,人工湿地有6目9科50种。天然湿地比人工湿地的物种数少,整体数量上,春季人工湿地大于天然湿地,秋季则为天然湿地水鸟数量更多。鹬鸻类在不同滨海湿地类型中觅食行为比例差异显著,在天然湿地中觅食比例达到76.67%,而在人工湿地中则以休息和睡眠等非觅食行为为主。天然湿地是鹬鸻类的重要觅食地,而人工湿地则是鹭类和鹬鸻类的主要休息地。鹭类在两种滨海湿地类型中觅食个体的数量不随潮汐的涨落而相应增减。鹬鸻类随潮汐高度上升,在两种滨海湿地类型中觅食的个体数量减少。山口地区的滨海人工湿地是水鸟在高潮期间天然湿地良好的替代栖息地。     

胶州湾水域有机农药六六六分布及迁移

根据1979年的胶州湾水域调查资料,分析有机农药六六六（HCH）在胶州湾水域的分布、迁移和季节变化。分析结果表明,在一年中,胶州湾水域夏季HCH的污染严重,而春、秋季污染较轻。在时空分布上,春、夏、秋季整个胶州湾水域的HCH水平分布比较均匀,属于面污染源。HCH的表、底层含量都相近,水体的垂直分布均匀。整个胶州湾水域,春季HCH含量增加,夏季迭到高峰5．393～12．480μg／L,秋季降低到低值0．073～0．685μg／L,这与胶州湾的入湾河流的流量变化相一致。因此认为,农药HCH的使用导致胶州湾水域HCH含量的变化。