利用卫星测高、GRACE和GOCE资料估计全球海洋表面地转流

重力恢复和气候试验GRACE(gravity recovery and climate experiment)卫星极大地提高了地球重力场的精度和分辨率,特别是中长波分量,联合卫星测高数据可获得全球海洋表面大尺度洋流循环。另外,新一代地球重力和海洋环流探测卫星GOCE(gravity field and steady-state ocean circulation explorer)于2009年3月成功发射,采用卫星重力梯度测量原理,对重力场的高频部分非常敏感,使其高分辨率监测全球海洋循环成为可能。本文利用1~7年GRACE观测数据确定的重力场模型和18个月GOCE观测数据确定的地球重力场模型GO_CONS_GCF_2_TIM_R3,联合卫星测高确定的平均海面高模型MSS_CNES_CLS_11,分别估计全球海洋表面地转流,并且与实测浮标数据结果进行比较。分析表明GOCE重力卫星确定的重力场模型具有更高的空间分辨率,能够确定高精度和高空间分辨率的全球海洋地转流,如墨西哥湾暖流的细节和特征,并且与实测浮标结果基本一致。而基于1~4年GRACE观测资料的模型不能很好估计全球地转流特征,基于7年GRACE观测资料的重力场模型ITG-Grace2010s确定的全球地转流的精度仍低于18个月GOCE观测数据确定的地球重力场模型GO_CONS_GCF_2_TIM_R3的结果,估计的全球地转流仍含有较大的噪声,不能很好地反应中小尺度地转流细节特征。并计算ITG_Grace2010s和GOCE_TIM3的稳态海面地形和全球平均地转流的内符合精度,结果显示,在全球范围内,GOCE_TIM3的稳态海面地形和全球平均地转流的精度都比ITG_Grace2010s结果的精度有着很大的改善,其中ITG_Grace2010s的稳态海面地形的精度为21.6cm,而GOCE_TIM3的结果则为7.45cm,ITG_Grace2010s的全球平均地转流的精度为40.7cm/s,而GOCE_TIM3的结果则为19.6cm/s。     

海浪场非平衡信息论熵的研究初探

鉴于传统熵与时间无关 ,不能反映海 -气耦合机制下海浪场的基本属性———不可逆性 ,文章将非平衡信息论熵的概念引入海浪场的研究。依据海浪场相空间的Fokker Planck方程 ,首次推导出了非平衡信息论熵的熵平衡方程、熵密度、熵流密度、熵产生密度、广义力和广义力密度的具体表达式。     

海浪场非平衡信息论熵的研究初探

鉴于传统熵与时间无关,不仅反映海－气耦合机制下海浪场的基本属性－－不可逆性,章将非平衡信息论熵的概念引入海浪场的研究。依据海洋场相空间的Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程,首次推导出非平衡信息论熵的熵平衡方程、熵密度、熵流密度、熵产生密度、广义力和广义力密度的具体表达式。     

海洋分析的新手段──等离子体质谱

海水中含有数十种杂质元素，且多为痕量元素。同种元素在海水中往往以不同的化学形式存在，从而增加了分析的难度。杂质元素含量变化范围大，从常量到ｐｐｂ－ｐｐｔ量级的痕量元素。因此难于用一种分析方法完成海水试样全分析。然而自等离子体质谱（ＩＣＰ－ＭＳ）问世以来，一次取样并用一种方法完成海水中大多数元素分析已成现实。本文将简要介绍ＩＣＰ－ＭＳ的原理、特点，并较详细地讨论该法在海洋分析中的应用前景。ＩＣＰ－ＭＳ是把电感耦合等离子体原子光谱法和质谱法相结合而创立的一种新方法。其特点是快速、灵敏、准确、分析成本…     

全球海洋与大气界面的熵通量估算

给出并讨论了海洋系统中由于热量交换、物质交换以及外力做功引起的熵通量的表达式;同时,根据新近调整的全球海 气界面的气候平均资料,估计了全球海洋与大气界面气候年平均的熵通量(熵流),这一熵通量主要取决于海 气界面的热量和物质交换的空间不均匀性。计算结果显示,由热量交换分量引起的熵通量对海洋系统的总熵通量起到主要的贡献作用,其值约为-555.6mW·(m2·K)-1;由海表风应力做功引起的熵通量相对较小,约为-0.09mW·(m2·K)-1;由物质交换引起的熵通量最小,仅为-0.02mW·(m2·K)-1。总的来说,海洋系统从外界获得的总熵通量为-555.7mW·(m2·K)-1,这也就意味着在气候平均定态下,海洋系统内部的熵产生在量值上等于系统的熵交换,即为555.7mW·(m2·K)-1。海洋系统的负熵流与其内部的各种不可逆过程引起的熵产生取得平衡,确保了全球海洋系统处于非平衡热力学定态,并维持着海洋系统中各种尺度的时 空有序现象的消长过程。     

基于熵权TOPSIS模型的山东省海洋经济系统脆弱性评价与障碍度分析

在建设海洋强国的背景下,山东省的海洋经济系统脆弱性的研究对于海洋经济的可持续发展具有重要意义。文章从应对能力、敏感性、胁迫性和弹性这4个方面构建了海洋经济系统脆弱性的指标体系,并基于熵权法求出指标权重结合TOPSIS模型和对2007—2019年的山东省海洋经济系统脆弱性进行了分析,并结合障碍度模型,从指标层详细研究了影响海洋经济系统脆弱性的前5个障碍影响因子。研究发现：首先,山东省海洋经济系统脆弱性在2007—2014年经历了较为明显的波动,且从2014年以来,山东省海洋经济的系统脆弱性程度呈现下降趋势;其次,整体上看,敏感性呈现逐步上升的趋势,应对能力和胁迫性在经历最初的大起大落后,分别从2009年和2013年开始呈现攀升的势头,而弹性除了2013年的极端高值外,其余年份呈现较为稳定的状态;最后,通过对各年度准则层障碍度分析发现,应对能力(R)和敏感性(S)起主要影响作用;而通过指标层的障碍度分析发现,工业废水排放总量(万t)、入境旅游外汇收入(万美元)、全社会固定资产投资(亿元)、旅客吞吐量(万人次)、海洋产业结构多样化指数、人均城市道路面积(m²)、海洋第三...     

南海次表层和中层水团年平均和季节变化特征

为了弄清北太平洋水入侵南海的状况,利用历史观测温-盐数据等资料对其进行了分析。结果表明:在盐度极大值层北太平洋水通过吕宋海峡的入侵整年发生,并且其入侵有很大的季节变化,冬季东北季风盛行时最强。北太平洋热带水(NPTW)入侵的季节变化与次表层地转流和南海的经向翻转环流结构有密切联系。具有盐度极小值特性的北太平洋中层水(NPIW)也通过吕宋海峡入侵南海,但其季节变化与NPTW完全反位相。冬季,由于在中层水深度北向运动的南海经向翻转环流的阻碍作用,NPIW入侵南海最弱。作者认为,北太平洋水入侵南海的机制可以基本上从南海的地转流及经向翻转环流得到解释。     

东海西北部密度流计算和分析

本文较为详细地介绍了研究东海西北部密度流所采用的计算方法,并对计算结果作了初步的分析。分析的结果表明:该海域平均密度流速的变化有着夏强冬弱的特点;水平分布外侧大于内侧;垂直分布上层大于下层。     

1993年冬季所罗门群岛——关岛断面地转流的初步分析

根据１９９３年１－２月“实验３号”号考察船在霍尼亚接港（瓜达尔卡纳尔岛）至关岛的断面观测的温、盐度资料，分析了该断面上的地转流结构，计算了南赤道流及北赤道逆流的地转流流速和流量。结果表明：在纬线方向上Ｅ向流与Ｗ向于带状分布，在垂 也多为 流一Ｗ向流交替出现。在南赤道流和北赤道逆流中都夹有与主流上反的流动，它们的流量分别占向流量的１／３和１／５。文章还将分析计算结果与手头掌握的文献报道的结果作了比较     

Polarimetric entropy of the ocean surface with a two-scale scattering model

The relationships among an ocean wave spectrum,a fully polarimetric coherence matrix,and radar parameters are deduced with an electromagnetic wave theory.Furthermore,the relationship between the polarimetric entropy and ocean wave spectrum is established based on the definition of entropy and a twoscale scattering model of the ocean surface.It is the first time that the polarimetric entropy of the ocean surface is presented in theory.Meanwhile,the relationships among the fully polarimetric entropy and the parameters related to radar and ocean are discussed.The study is the basis of further monitoring targets on the ocean surface and deriving oceanic information with the entropy from the ocean surface.The contrast enhancement between human-made targets and the ocean surface with the entropy is presented with quad-pol airborne synthetic aperture radar（AIRSAR） data.     

互信息在海洋资料相关分析中的应用

为了揭示海洋资料的统计依赖特性,提出了一种基于互信息的定性分析方法,并对东海海表气温、气压及风速数据进行了分析。结果表明,在数据资料较长时,该方法能有效判定数据序列的线性、非线性相关特征,特别适合于复杂的海洋数据资料分析。     

海水液压传动技术及其在海洋开发中的应用

海水液压传动技术是国际上近年来为适应海洋开发而发展起来的一门新技术,是液压传动技术的一个重要发展方向,由于其抗燃性好,特别是和海洋环境相容、没有环境污染、效率高,而越来越受到人们的重视。本文主要论述海水液压传动技术的突出优越性,并介绍国内外关于海水液压传动技术的研究及在海洋开发中的应用情况,供我国海洋开发工作者参考．     

Maximum entropy estimation of directional wave spectra from an array of wave probes

A procedure for estimating directional wave spectra from an array of wave probes based on the Maximum Entropy Method (MEM) is developed in the present paper. The MEM approach yields an angular spreading function at each frequency band consistent with the input cross-spectral density matrix. The method is evaluated using numerical simulations of directional sea states. The MEM is also used to analyze data obtained from the three-dimensional wave basin of the Hydraulics Laboratory, National Research Council of Canada. Finally, the MEM is compared with the Maximum Likelihood Method (MLM) and is shown to be a powerful tool for directional wave analysis.     

北太平洋北部的风能输入门户

风不仅驱动了上层海洋的环流,也是深层海洋运动的主要能量来源。本文主要研究了北太平洋北部的风能输入的季节性分布特征和年际变化趋势,包括风向表面波、表层地转流和表层非地转流的能量输入。基于SODA3数据的结果表明,风能输入门户随季节变化显著,其中黑潮延伸区是冬季门户,副极地流涡是春、秋季门户,大洋东边界则是夏季门户,能量输入强度逐次递减。21世纪以来,秋冬风能输入明显减弱,春季增加,夏季无显著变化。就变化趋势的空间分布而言,向表面波的能量输入由风场主导,而向表层地转流和非地转流的能量输入则由流场主导。这些机械能输入结果对进一步认识该海域的动力机制有重要意义。     

Maximum entropy principle and statistical distribution of ocean wave heights

Ｍａｘｉｍｕｍｅｎｔｒｏｐｙｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｏｃｅａｎｗａｖｅｈｅｉｇｈｔｓ￥ＷｕＫｅｊｉａｎａｎｄＳｕｎＦｕ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＭａｙ１５，１９９５；ａｃｃｅｐｔｅｄＪｕｎｅ２１，１９９５）Ａ...     

Availability of soil and sediment phosphorus to a planktonic alga

Chlorophyll production by Chlorella vulgaris Beij. var. vulgaris was used to estimate alga‐available phosphorus in clays, soils, and lake sediments suspended in water at concentrations appropriate to lake inflows during floods (100–500 g/m³). Chlorella apparently used 24–81% of 0.5M H2SO4 extractable phosphorus in clays from topsoils, about 25% from lake sediments, and 0.3–1.0% from, subsoils low in phosphorus and with high phosphorus retention.

The presence of suspended soil material did not reduce the availability to Chlorella of inorganic phosphorus added to the cultures. Increasing the Chlorella population by adding inorganic phosphorus resulted in an apparent increase in availability of phosphorus from the soil, possibly as a result of enzymic mineralisation of organic soil phosphorus. The amount of available phosphorus in lake sediments was not a reliable guide to the trophic condition, of the lake.

Suspended material from sediments, soils, and especially clay eroded from fertilised topsoils may provide phosphorus for algal growth in lakes. If allophanic clays are applied to lakes to sorb phosphorus and hence control eutrophication, the particles must settle out before planktonic algae in the photic zone can use the adsorbed phosphorus.     

Instability analysis of three-dimensional ocean shear waves

Ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｏｃｅａｎｓｈｅａｒｗａｖｅｓ￥ＱｉａｏＦａｎｇｌｉ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＮｏｖｅｍｂｅｒ６，１９９５，ａｃｃｅｐｔｅｄＮｏｖｅｍｂｅｒ３０．１９９５）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅ...     

天津近岸海域海水富营养化评价及其主成分分析

于2013年7月对天津近岸海域海水营养盐和叶绿素a等水质因子进行采样调查,运用营养状态质量指数法和富营养化指数法对该海域海水富营养化水平进行评价,采用主成分分析法得出海水富营养化的驱动因子。结果表明,调查海域80.95%站位的无机氮以及61.90%站位的活性磷酸盐为劣四类海水水质;营养状态质量指数法评价与富营养化指数法评价结果基本一致:在北塘入海口周围近岸海域指数最高,其次为子牙新河入海口周围近岸海域,远岸海域的指数较低;影响调查海域海水富营养化的驱动因子为总氮和总磷。