利用南极走航观测评估卫星遥感海表面温度

利用1989-2005年间南极走航观测的海表面温度,对目前3个主要的卫星反演的SST产品AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer),TMI(TRMM Microwave Imager)和AMSR-E(Advanced Microwave Scanning Radiometer for the Earth Observing System)进行了较为系统的评估,并着重检验了它们在南大洋的准确性.结果表明,AVHRR SST比观测数据偏冷,白天的偏差为-0.12℃,夜晚的偏差为-0.04℃,而且南大洋的冷偏差更为显著.TMI SST比观测数据明显偏暖,白天的偏差为0.48℃,夜晚的偏差为0.57℃,其温差ΔT受37GHz风速影响,在强风速(>6m/s)下这种影响仍然存在.AMSR-ESST比观测数据偏暖,白天的偏差为0.34℃,夜晚的偏差为0.27℃,而且南大洋的暖偏差相对较大.AMSR-E SST温差受水汽影响,并在南大洋随着水汽的增加而增加.通过进一步比较微波(AMSR-E和TMI)和红外(AVHRR)遥感的SST在2004年北半球冬季(即南半球夏季)的差别,发现微波遥感在热带(15°S-15°N)和南大洋区域(45°S以南)比红外遥感偏暖,而且在南大洋区域的偏差相对较大,相反在北半球中纬度区域(15°~40°N)偏冷.AMSR-E与AVHRR SST的温差,从白天到夜晚有减小的趋势,而TMI与AVHRR SST的温差无明显的变化.     

印尼海啸区附近海域沉积物声速测量及声学特性分析

介绍了沉积物柱状样超声透射法测量方法和原理.对印尼海啸区附近海域沉积物柱状样进行了现场测量,通过测量数据的处理和分析,给出了沉积物的垂向声速剖面.讨论了声速与频率的关系,指出声速具有随频率的0.1次方增大的频散特性.分析沉积深度、结构以及生物扰动等方面的因素对声学测量结果的影响,结果表明海底地震引起的沉积物变迁、沉积物结构扰动、气体的混入等对声速的测量结果均产生影响.     

南海东沙东北部甲烷缺氧氧化作用的生物标志化合物及其碳同位素组成

南海东沙东北部碳酸盐岩和泥质沉积物中的生物标志化合物组合及其碳同位素组成分析表明,研究区内甲烷缺氧氧化作用(anaerobic oxidation of methane-AOM)发育.研究区内碳酸盐岩中含丰富的AOM标志化合物,2,6,11,15-四甲基十六烷(Crocetane-Cr.)、2,6,10,15,19-五甲基番茄烷(Pentamethylicosane-PMI)和2,6,10,15,19,23-六甲基二十四烷(Squalane-Sq角鲨烷)的13C亏损强烈(δ13C值介于-74.2‰~-119.0‰PDB之间),表明碳酸盐岩形成于AOM,同时反映该研究区曾发生过强烈、持续的富CH₄流体释放活动.柱状泥质沉积物中,AOM生物标志化合物在硫酸岩-甲烷过渡带(SMI-Sulfate-Methane Interface)边界附近相对丰度高,SMI之上样品中含量低,或未检出,表明现代环境在SMI附近有大量嗜甲烷微生物生长,使得深部上升的甲烷被大量消耗,很少有甲烷逸出海底.AOM生物标志化合物可用来指示SMI边界.不同站位、不同岩性AOM生物标志化合物组成(包括碳同位素组成)的差异反映了嗜甲烷古细菌组成的不同.     

基于现场数据的叶绿素荧光量子产量算法研究

自然水体中太阳光激发的叶绿素a荧光的最早观测记录可以追溯到1967年.Tyler et al.发现,在自然水体的反射光谱中685 nm附近存在一个比较明显的反射峰[1],当时解释为由于670nm处的叶绿素吸收而导致的“异常色散”[2].随着Morel et al.[3]和Neville et al.[4]进一步的研究,人们认识到这应该是太阳光激发的叶绿素荧光峰,但这一荧光的量子产量非常低,Gordon估算了它的值在0.002到0.020之间[5].     

温度、氮浓度和氮磷比对长心卡帕藻(Kappaphycus alvarezii)吸收氮速率的影响

分别在室内培养箱、海滨室外跑道池和不同自然海区,通过一次性和半连续添加营养、以及检测海区水质和藻体生长的方法,研究了不同氮浓度、温度和氮磷比条件下,长心卡帕藻氮吸收速率的变化和氮吸收速率随时间变化,以及栽培该藻的环境生态贡献。小型实验、中试放大和海区规模栽培结果表明:(1)在10—50μmol/L范围内,该藻吸收氮速率随氮浓度增加而增大;(2)当氮浓度一定时,氮磷比在1—50范围内对该藻吸收氮速率没有产生显著影响(P>0.05);(3)温度对该藻吸收氮速率有显著影响(P<0.05),其中温度在28℃时氮的吸收速率最高;(4)尽管一次性添加营养实验中长心卡帕藻吸收氮速率随时间变化表现出先快后慢的趋势,但是进一步的半连续添加营养实验证实,导致吸收速率下降系底物氮浓度限制,而不是藻本身吸收能力下降,结果还显示卡帕藻具有连续吸收同化无机氮能力;在自然光温度变化和不受底物浓度限制条件下,该藻藻体去除无机氮效率最大维持在0.3μmol/(gFW·h);(5)海南陵水黎安海湾水质数据显示,栽培该藻去除海水富营养化和净化水质作用显著,其去除海水富营养化的年贡献为33t氮素。     

典型河口浮游动物种类数及生物量变化趋势的研究

依据国家海洋局2004-2006年每年5月和8月的黄河口、长江口和珠江口生态监控区浮游动物的监测结果,对上述河口浮游动物和桡足类种类数及浮游动物生物量分布进行了分析,并将结果与历史资料进行同测区、同季节的对比。结果表明,与全国海洋普查时期相比,2006年黄河口浮游动物种类数下降了50．6％,桡足类种类数下降了53.3％;桡足类在浮游动物中所占比重由1985年的42.4％下降到2006年的32．6％。长江口浮游动物种类数有所上升,但是桡足类种类数由1985年的62种降低到2006年的37种;桡足类在浮游动物中的比重从1958年的54．2％降低到2006年的42．5％。珠江口桡足类在浮游动物中所占的比例由1959年的59．3％下降到54．4％,未发生明显变化。黄河口春季、夏季浮游动物生物量上升趋势不明显,夏季增幅较小;长江口自2000年以后春季浮游动物平均生物量为528．36mg／m^3,是1958年的2．4倍,2005年与2006年夏季浮游动物生物量分别是1958年的2．2和2．7倍,增加趋势十分明显;珠江口春季浮游动物生物量上升趋势最为显著,2004-2006年3年春季浮游动物平均生物量是1959年同期的5．7—8．7倍,1981年、2006年夏季生物量分别比1959年增加了3．1倍和11倍。就这3个河口生物量变化趋势看,珠江口生物量的上升趋势最为明显,长江口次之,黄河口变化幅度较小。     

Wind impact on pollutant transport in a shallow estuary

A three-dimensional numerical model, EFDC （ environmental fluid dynamics code） is applied to the Pamlico River Estuary （PRE） in eastern North Carolina of the United States to examine the wind impact on pollutant age distributions and residence time. A series of model experiments representing base case, remote-wind-induced water level set-up and local winds cases are conducted. Model results indicate that the pollutant mean age and the system residence time are functions of gravitational circulation in the PRE. The system responses to remote-wind-induced water level set-up are different in different portions of the PRE. Under such condition, dissolved substances in the upstream portion of the PRE have a younger age and shorter residence time （compared with the base case） , by contrast, they have a older age and longer residence time in the downstream portion of the PRE. Upriver and downriver local winds appear to have opposite impacts on pollutant age distributions. The substances are retained much longer within the PRE under upriver wind than those under downriver wind. The model results also suggest that across - river winds may lead to longer residence time through enhanced turbulence mixing, which slows down the gravitational circulation in the PRE.     

不同过滤条件下黄色物质的吸收光谱演化特征分析

在实验室对青岛近岸现场水样进行处理、分析,获得了原始状态下水样和被过滤（0.22μm,0.45μm）黄色物质水样的吸收光谱数据,除进一步验证了黄色物质光谱分布模式外,还测得黄色物质光吸收随滤膜孔径的变化。30个现场样品在波长380nm处吸收系数统计平均值^—Ay（380）分析表明,当使用0.45μm过滤器对水样进行处理,所获得的^—Ay（380）值要比未经过处理的现场水样所测得的^—Ay（380）值高约2.1％;而用0.22μm过滤器对现场水样进行处理,所获得的^—Ay（380）值要比未经过处理的现场样品所测得的^—Ay（380）值高约12．6％,要比用0．45μm过滤器处理的现场样品所测得的^—Ay（380）值高约10.3％,这些数据的获得为现有已获黄色物质数据的“归一化”和统一评判以及未来黄色物质测量数据的准确性判断与比较提供了参考。     

胶州湾及其邻近河流中壬基酚等有机污染物的分布特征

为分析青岛胶州湾及其邻近河流中的壬基酚（NP）及其短链氧乙烯醚母体化合物、壬基酚单氧乙烯醚（NP1EO）和壬基酚二氧乙烯醚（NP2EO）的污染状况和分布特征,在研究区域内设置了17个站位分别采集了海水和沉积物样品,样品经萃取、浓缩、净化后采用气质联用仪测定各污染物的浓度。胶州湾水体中的NP、NP1EO和NP2EO的浓度分别为20．2-268．7、11．2-200．4和4．8-32．5ng／L。胶州湾沉积物中上述3种污染物的浓度分别为3．6-299．3、3．8-25．2和4．9-103．2ng／g。胶州湾邻近河流中的污染物浓度远远高于湾内,其中墨水河的污染最严重,水体和沉积物中NP的浓度分别达到28656ng／L和31704ng／g。与世界其他海湾NP等污染物的浓度相比,胶州湾属于严重污染地区之一,已经超出了其生物效应临界浓度。研究区域内50％的站位中NP浓度已经超过导致扇贝苗死亡的临界浓度,10％的站位已经超过引起雄性鱼类雌性化的临界浓度。     

海底热液硫化物矿体内部流体混合过程的数值模拟:以大西洋TAG热液活动区为例

大型海底热液硫化物矿体的形成机制是涉及多种控制因素的复杂地质过程,其中热液流体同海水的混合扮演着重要角色。大洋钻探计划(ODP)资料表明在大西洋TAG区热液硫化物矿体内部,热液流体同经过改造的海水之间发生着广泛的混合作用,这个过程在很大程度上控制着海底热液硫化物矿体的内部结构和化学组成。以TAG热液硫化物矿体为例,利用数值模拟方法模拟了热液流体与经过不同程度改造的海水的混合过程,试图探讨海水与热液流体混合在热液硫化物矿体形成中的作用。模拟计算结果表明:(1)来自矿体深部的热液流体与经围岩加热的下渗海水的混合是造成TAG热液活动区硬石膏大量沉淀的重要原因;(2)在热液流体与海水的混合过程中,混合流体的化学性质和矿物沉淀情况在330~310℃上下发生了较大变化,330~310℃是一个特殊的温度区域;(3)利用数值计算结果探讨了TAG热液活动区不同区块(TAG-1,TAG-2和TAG-5等)的流体混合作用和热液活动过程。