High-resolution simulation of upper-ocean submesoscale variability in the South China Sea: Spatial and seasonal dynamical regimes

Submesoscale processes in marginal seas usually have complex generating mechanisms, highly dependent on the local background flow and forcing. This numerical study investigates the spatial and seasonal differences of submesoscale activities in the upper ocean of the South China Sea (SCS) and the different dynamical regimes for sub-regions. The spatial and seasonal variations of vertical vorticity, horizontal convergence, lateral buoyancy gradient, and strain rate are analyzed to compare the submesoscale phenomenon within four sub-regions, the northern region near the Luzon Strait (R1), the middle ocean basin (R2), the western SCS (R3), and the southern SCS (R4). The results suggest that the SCS submesoscale processes are highly heterogeneous in space, with different seasonalities in each sub-region. The submesoscale activities in the northern sub-regions (R1, R2) are active in winter but weak in summer, while there appears an almost seasonal anti-phase in the western region (R3) compared to R1 and R2. Interestingly, no clear seasonality of submesoscale features is shown in the southern region (R4). Further analysis of Ertel potential vorticity reveals different generating mechanisms of submesoscale processes in different sub-regions. Correlation analyses also show the vertical extent of vertical velocity and the role of monsoon in generating submesoscale activities in the upper ocean of sub-regions. All these results suggest that the sub-regions have different regimes for submesoscale processes, e.g., Kuroshio intrusion (R1), monsoon modulation (R2), frontal effects (R3), topography wakes (R4).     

江苏中部淤泥质海岸岸线变化遥感监测研究

海岸线监测是了解海岸冲淤变化的基础。针对淤泥质海岸潮间带坡度平缓的特点,考虑到潮汐对遥感海岸线监测的影响,基于多潮位站插值校正的水边线离散点潮位赋值及坡度计算对水边线方法进行了改进,并结合潮间带实测坡度资料校正,推算遥感海岸线。选择江苏中部冲淤变化频繁、自然岸线保有率较高的扁担河口至川东港岸段开展海岸线变迁遥感监测研究。结果表明,研究区坡度主要在0.001~0.002之间,潮间带宽度由北向南越来越宽。北部扁担河口至射阳河口岸段处于冲刷环境中,大量以养殖塘围堤为主的人工岸线不断被侵蚀后退;射阳河口至四卯酉河口岸段以海岸线在自然状态下的动态变化为主,2010-2015年平均冲淤速率小于10 m/a,变化幅度较小;南部四卯酉河口至川东港岸段,自然岸线淤长明显,同时人工围垦导致岸线不断向海推进。根据监测结果,认为新洋港至斗龙港岸段应为研究区由北部侵蚀转向南部淤长的过渡带。     

南海北部和海南岛附近海域表层沉积物中有机质的分布和降解状态的差异

利用气相色谱法对南海北部和海南岛附近海域表层沉积物中正构烷烃(n-alkanes)和脂肪酸进行测定和分析,结合粒径、比表面积(specific surface area,SSA)、有机碳(OC%)、碳稳定同位素(δ~(13)C)等参数研究有机物来源和降解状态,并对其影响因素进行分析。研究结果表明:沉积物主要以粉砂为主,平均粒径分布范围在10.97—517.21μm之间,选取的16个站位的比表面积平均值为8.05m~2/g,最大值是S23站位的24.46m~2/g,最小值是S29站位的1.73m~2/g,OC%含量在0.15—1.18之间,δ~(13)C值为–23.05‰—–21.24‰。沉积物中正构烷烃碳链的分布范围是nC_(14)—nC_(33),低碳数峰群以nC_(16)、nC_(18)为主峰碳且具有偶碳数优势,高碳数峰群以nC_(29)为主峰碳。脂肪酸的碳数分布范围是nC_(14)—nC_(30),低碳数单峰型分布,短链饱和脂肪酸(short chain saturated fatty acids,SCSFA)和单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)的含量占总脂肪酸含量的70%以上,长链饱和脂肪酸(long chain saturated fatty acids,LCSFA)的含量不到10%,据此说明这两个区域有机质均以海源输入为主。在有机物保存和降解方面,海南岛附近海域有机质载荷(OC/SSA)和δ~(13)C之间的正相关,表现了良好的陆源和海源的有机物更替,但是珠江口附近海域系列样品却未见相似过程。不仅在物源更替方面,在有机质降解特征上珠江口附近海域中的有机物与海南岛附近海域和南海陆架深水区也有很大的差别。海南岛附近海域和南海陆架深水区有机质的降解符合一般规律,随着水深的增加降解程度逐渐变大,然而珠江口附近海域随着水深的增加有机质却越来越"新鲜"。结合前人对珠江口附近海域黏土矿物组成的研究,本文认为珠江口附近海域沉积物中有机质之所以会出现上述"异常"可能是因为该研究区域黏土矿物对有机质选择性吸附所导致。     

海洋生态文明区评估方法与实证研究

海洋生态文明以人与海洋的和谐共生为核心,海洋生态文明区即是实现人与海洋和谐共生的地区,具体包含2层含义,即海洋生态系统的可持续发展和人类社会的可持续发展。文章根据海洋生态文明区的含义,依据动态性、层次性、完备性等原则,参照数据的可获取性和可量化性,构建海洋生态文明区评估指标体系,并采用德尔菲法确定各评估指标权重值。选取日照市等8个申报地为研究对象,研究海洋生态系统可持续发展指数、人类社会可持续发展指数和海洋生态文明综合评估指数。研究结果显示,8个市(县)基本达到海洋生态文明区的要求,海洋生态系统可持续发展指数高于人类社会可持续发展指数;在海洋生态系统可持续发展方面最大的制约因素是区域海水质量状况,其次是海域空间资源利用和海洋生物资源利用;在人类社会可持续发展方面最大的制约因素是海洋产业结构,此外地区能源消耗、海洋科技进步、海洋文化传承与保护、海洋宣传与教育以及服务保障能力等也是今后需要改进的方面。     

渤海及北黄海河流悬浮颗粒碳氮同位素时空分布及源解析

选择流入渤海和北黄海的36条主要河流为研究对象,对比了平水期、丰水期和枯水期水体中悬浮颗粒物和河流表层沉积物的碳和氮稳定同位素的地球化学特征,并对颗粒物有机质碳和氮来源进行分析。结果表明,水体悬浮有机质碳同位素总体上表现为δ13C平水期δ13C丰水期δ13C枯水期的特点,δ15N值呈δ15N丰水期δ15N平水期δ15N枯水期的特点。渤海和北黄海的主要入海河流悬浮颗粒物有机质的来源具有明显的季节性差异,悬浮颗粒有机质碳平水期(春秋季)来源以C3植物、土壤有机质和水生藻类为主,丰水期(夏季)碳的各来源中浮游植物的贡献率明显增大,枯水期(冬季)则表现为陆源C3植物分解和水源性有机质的混合来源;悬浮颗粒态氮的来源与季节性降水量、生活污水、合成化肥及河流内源性水生植物密切相关。     

Numerical study on salinity stratification in the Pamlico River Estuary

The variations of current circulation, salt intrusion, and vertical stratification under different river flow and wind conditions in the Pamlico River Estuary (PRE) were investigated in this paper using a three-dimensional numerical model. The model was calibrated and verified against water level variation, temperature, and salinity variations during 2003 and 2001, respectively. Eight sensitivity tests were conducted with different river flow and wind conditions specified in the model. Model results show that salinity intruded further upstream under scenarios with low flow, downriver local wind, and remote-wind-caused water level set-up conditions. In contrast, the responses of salinity stratification to different environmental forcing functions were different in different portions of the estuary. Salinity stratification was enhanced under high flow condition at the lower part of the estuary, under upriver wind near the river mouth, under downriver wind at the upstream to middle portion of the estuary, and under remote-wind-caused water level set-up condition at the majority of the estuary except near the river mouth. Model results also show that across-channel wind tended to reduce salt intrusion and salinity stratification in the PRE through increased vertical mixing.     

中国热带6种海参骨片的种类和形态研究

利用扫描电子显微镜对我国6种热带海参(蛇目白尼参、玉足海参、花刺参、梅花参、子安辐肛参和巨梅花参)背脊部骨片的组成和结构进行了观察。结果表明,蛇目白尼参骨片有3种类型的花纹样体和1种杆状体;玉足海参骨片有2种类型的桌形体和1种扣形体;花刺参骨片有2种类型的桌形体、1种C形体和1种花纹样体;梅花参骨片有4种类型的杆状体;子安辐肛参骨片有1种花纹样体;巨梅花参骨片有1种杆状体、1种拟桌形体和1种颗粒体。结果显示,与之前学者光镜下观察的结果存在差异,玉足海参桌形体底盘中央是单孔而非4孔;花刺参桌形体立柱之间没有横梁连接。并发现了新的骨片类型:蛇目白尼参Ⅲ型花纹样体和杆状体;玉足海参顶部周缘小孔桌形体;花刺参顶部5簇小齿桌形体;梅花参Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型杆状体。     

广东流沙湾4个测站2个周日潮流观测的准调和分析

采用短期资料的潮流准调和分析方法,对水深为4.4～17.0 m的流沙湾4个测站2个周日潮流观测获得的表、中、底层的潮流资料进行了分析,分别计算了4个测站O1、K1、M2、S2、M4、MS4共6个主要分潮的潮流调和常数,并给出了各观测站位在各层的潮流椭圆要素.计算结果表明：流沙湾主要为日潮流海区,其中湾外为规则日潮流,湾内为不规则日潮流;湾外主要分潮流的北分量一般大于东分量,而湾内主要分潮流的北分量一般小于东分量.观测期间余流的流向主要呈西北向,最大余流流速出现在湾内地形突然收窄处,且在湾内中层余流流速要大于表、底层余流流速.整个海区潮流的可能最大流速表层在57～107 cm/s之间,中层在53～106 cm/s之间,底层在34～98 cm/s之间.流沙湾湾外潮流主要为顺时针的旋转流运动,湾内为带有旋转流的往复流运动.     

海洋交通风险应急决策系统设计与实现

针对海洋交通风险事故的特点,采用基于分层推理思想设计了海洋交通风险应急决策处理模型。在模型中提出了以行为和状态为核心的知识规则描述方法。以该模型为基础给出了系统的设计与实现。通过将海洋交通风险事故分解为事务级、情况级和执行级三级处理,使系统能综合应用海洋交通事务各种信息进行有效决策,提高了海洋交通事务风险控制能力。系统的实现对于促进海洋交通风险控制的智能化水平,深化海事管理信息化平台建设具有现实意义。