新一代区域海-气-浪耦合台风预报系统

依托国家重点基础研究（973）计划项目"上层海洋对台风的响应和调制机理研究",中国气象局上海台风研究所联合国家海洋局的相关单位,通过实施近海台风的外场观测科学试验、加强台风边界层（特别是海气相互作用）物理过程诊断分析及参数化方案等的研究,建立并改进了台风强度预报的海-气-浪耦合预报模式系统,并在此基础上发展了台风强度的集合预报技术,在历史典型台风个例和2016-2017年台汛期的业务化测试中表现出良好的预报性能。     

海洋表层沉积物中金属镉的来源解析

利用2015年8月份对长江口及其邻近海域表层沉积物的监测数据,基于主成分分析/绝对主成分分数(PCA/APCS)受体模型定量解析了重金属元素镉(Cd)的可能来源,并结合地统计学插值了Cd的源贡献量的空间分布状况,结果表明沉积物中镉污染主要存在3个可能来源,源头及贡献率分别为工业污染(18.8%)、陆地径流输入(66.0%)、生物活动等自然因素(13.6%),并且各个源头贡献量具有不同的空间分布状况,其中工业污染的高值区主要集中在靠近陆地区域,陆地径流输入的分布呈现由近岸向外海逐减降低的特征,生物活动等自然因素的高值区主要集中在远离陆地的外海区域。     

目标触底瞬态地震波信号的检测

目标触底过程中通常会产生强烈的瞬态地震波信号,通过对此类地震波信号的监测、处理和分析,能够帮助判断该信号的产生是否是由异常活动产生的,并且能够根据信号分析相关信息,实现早期预警, 从而做出快速响应。 由于双谱检测具有很好的抗高斯干扰能力,对高斯平稳随机过程和试验模拟目标触底瞬态地震波信号的双谱特性进行了分析,并在高斯背景中对试验采集的瞬态信号进行了检测仿真,仿真试验结果表明:在高斯背景的干扰下,双谱检测能够有效实现对瞬态信号的检测^[1] 。     

江苏海岸中部近岸冬季潮汐和潮流特征

南黄海西侧的江苏海岸近岸区域,素以地形复杂、潮流强劲、悬沙输运剧烈著称,但是较长期的同步潮位和潮流观测数据仍然缺乏,尤其是在近岸(20 km)浅水(20 m)区域。2014年1月在大丰港附近开展了连续潮位和潮流观测,获得的数据揭示了一系列特征。此地潮汐潮流为正规半日潮,浅水分潮显著。平均潮差为3.05 m,最显著的两个分潮为M2和S2分潮,振幅分别为1.45 m和0.52 m。潮流最显著的半日分潮M2分潮和最显著的浅水分潮M4分潮在沿岸方向上振幅分别为0.84m/s和0.12m/s,在跨岸方向上振幅分别为0.24 m/s和0.01 m/s,沿岸方向占绝对优势。潮波的沿岸传播介于前进波和驻波之间,驻波的特征稍强。M2分潮潮流椭圆最大流(长轴)方向为南偏东7.4°。存在冬季沿岸向北的余流,垂向平均值的大小为2.2 cm/s。以上潮汐潮流特征为该区域海洋物质输运研究提供了基础资料。     

冷泉系统甲烷气体渗漏的声学特征及潜在环境效应

The amount of methane leaked from deep sea cold seeps is enormous and potentially affects the global warming,ocean acidification and global carbon cycle. It is of great significance to study the methane bubble movement and dissolution process in the water column and its output to the atmosphere. Methane bubbles produce strong acoustic impedance in water bodies, and bubble strings released from deep sea cold seeps are called "gas flares"which expressed as flame-like strong backscatter in the water column. We characterized the morphology and movement of methane bubbles released into the water using multibeam water column data at two cold seeps. The result shows that methane at site I reached 920 m water depth without passing through the top of the gas hydrate stability zone(GHSZ, 850 m), while methane bubbles at site II passed through the top of the GHSZ(597 m) and entered the non-GHSZ(above 550 m). By applying two methods on the multibeam data, the bubble rising velocity in the water column at sites I and II were estimated to be 9.6 cm/s and 24 cm/s, respectively. Bubble velocity is positively associated with water depth which is inferred to be resulted from decrease of bubble size during methane ascending in the water. Combined with numerical simulation, we concluded that formation of gas hydrate shells plays an important role in helping methane bubbles entering the upper water bodies, while other factors, including water depth, bubble velocity, initial kinetic energy and bubble size, also influence the bubble residence time in the water and the possibility of methane entering the atmosphere. We estimate that methane gas flux at these two sites is 0.4×10~6–87.6×10~6 mol/a which is extremely small compared to the total amount of methane in the ocean body, however, methane leakage might exert significant impact on the ocean acidification considering the widespread distributed cold seeps. In addition, although methane entering the atmosphere is not observed, further research is still needed to understand its potential impact on increasing methane concentration in the surface seawater and gas-water interface methane exchange rate, which consequently increase the greenhouse effect.     

中尺度暖涡对热带气旋强度变化的影响及作用机制

基于两组理想化数值试验,对比研究了分布于热带气旋不同位置处的海洋中尺度暖涡所引发的热带气旋强度变化的时空特征。研究发现,热带气旋中心附近的暖涡对热带气旋强度有增强作用,而位于热带气旋外围的暖涡则会抑制热带气旋的发展。本研究将暖涡增强（减弱）热带气旋强度的区域称为内（外）区。随着时间的推移,内（外）区暖涡对热带气旋强度的增强（减弱）幅度逐渐减小（增大）,区域范围同步减小（增大）。内区暖涡增强了热带气旋的次级环流和结构对称性、增加了海气界面热通量,同时减弱了外围螺旋雨带,进而导致热带气旋强度增强;若暖涡在外区,其对热带气旋的作用相反,导致热带气旋强度减弱。由于理想化试验中热带气旋静止不动,因此研究结果可能只适用于传播速度较慢的热带气旋。本研究结果有助于更好地理解热带气旋和海洋中尺度暖涡之间的相互作用,并通过引入热带气旋外区暖涡的影响助力提高热带气旋强度预报工作。     

钦州湾海洋环境的富营养化水平评价及其对浮游植物叶绿素a的影响

文章通过钦州湾现场调查资料,分别利用单因子污染指数法和富营养化指数法对湾内水质的污染状况和富营养化水平进行评价,并分析讨论不同的富营养化水平条件下浮游植物叶绿素a的响应。结果显示,钦州湾的污染状况和富营养化程度从湾顶至湾外呈现由重至轻的梯度变化,并出现两个“极端区域”：茅尾海化学需氧量（COD）和营养盐的污染指数劣于三类海水水质标准并重度富营养化;外湾污染指数符合一类海水水质标准并贫营养化。分析表明,茅尾海的重度富营养化是由河流输入、相对封闭的地形以及过度的牡蛎养殖造成,而外湾的贫营养化则主要归因于较少的水产养殖和陆源污水排放以及大量的浮游植物对磷酸盐的消耗。叶绿素a在这两个区域均呈现低值,茅尾海内主要是由于贝类滤食大粒径浮游植物和真光层深度下降引起,而外湾则是氮磷比（N/P）失衡,浮游植物生长受磷限制导致。另外,核电站温排水有可能是导致叶绿素a较高的原因。减少茅尾海内的养殖规模,种植红树林,集中污水于外湾排放,加强温排水口的水质监控是保证钦州湾海洋生态环境可持续发展的手段。     

“全新特提斯洋”概念与广义特提斯构造域

特提斯最初是指欧亚大陆南缘的古海洋,后逐渐引申出从元古宙、古生代到中生代的一系列位于劳亚大陆与冈瓦纳大陆之间的古大洋,如原特提斯洋、古特提斯洋和新特提斯洋,不同大洋在时间上前后交叠。如今横亘在冈瓦纳大陆(南极洲)和欧亚大陆之间的是印度洋,是新特提斯洋的继承者,可以另称为“全新特提斯洋”。这一概念的引申直接体现了印度洋与特提斯构造域一脉相承的关系,有助于将今论古、由此及彼,更直观地了解特提斯构造域的演化过程。本文按时间序列梳理了印度洋的大地构造演化和岩浆作用过程,识别了印度洋在155 Ma、120 Ma、90～84 Ma、76 Ma、65 Ma、52 Ma、45 Ma、38 Ma等关键时期的异常海底扩张记录,这些扩张事件将为标定新特提斯构造域的演化提供参照。其中155 Ma可能指示了新特提斯洋的鼎盛期,90 Ma指示了新特提斯洋的洋中脊俯冲,76～52 Ma是非洲-阿拉伯大陆与欧亚大陆初始碰撞-主碰撞(即新特提斯洋西部关闭)的时期,65～45 Ma是印度次大陆与欧亚大陆初始碰撞-主碰撞(即新特提斯洋中部关闭)的时期,38 Ma是澳大利亚北部大洋开始净俯冲(即新提斯洋东部开始消减)的时间。...     

绿洲城市化与生态环境互动作用关系研究进展

绿洲城市化与生态环境互动作用关系研究经历了萌芽、发展和多元化研究三个阶段。近年 来, 国内外学者继承了绿洲城市化与自然环境变迁关系的历史学分析, 多角度探讨了绿洲古城国 产生、繁荣和衰落过程中的自然因素和人为因素作用; 十分重视水资源约束下的流域绿洲城市化 研究, 基本确立水资源约束和上、中、下游协调发展为研究切入点; 非常注重绿洲城市化与生态环 境相互作用机理探究, 从中、长时间尺度分析了绿洲城市化与生态环境的耦合关系及其阶段性特 征; 广泛采用空间技术、复杂系统分析和数学分析等定量方法评估了城市化与生态环境的响应过 程; 普遍关注绿洲城市化对生态环境正负效应的辨析; 逐步加强对可持续绿洲城市化模式和对策 的探索, 并总结了绿洲城市化与生态环境协调发展的经验与教训。从研究趋势来看, 今后在研究 的可控性与对实践的指导性、多学科交叉研究和系统动态性研究等方面将得到加强。     

基于J2EE和ArcIMS的地质灾害危险性评估项目备案系统

本文对J2EE和ArcIMS的地质灾害危险性评估项目备案系统的总体框架结构、系统三层体系结构、模块化思想设计要点和实现的技术路线及关键技术。系统应用Struts技术、数据库技术、ArcIMS的WebGIS技术和网络技术,建立了通用地理信息功能与地质灾害危险性评估项目备案自动审批的分布式软件系统,实现了地质灾害危险性评估项目备案的自动审批、管理、分析、决策、发布的一体化平台。该系统为有关部门提供辅助决策支持和信息发布服务。