日本海中尺度涡旋时空变化特征研究

本文利用1993–2019年基于海表面高度异常的涡旋数据集和高度计数据统计分析了日本海区域中尺度涡旋的大小、极性、生命周期、振幅、传播等表面特征的时空变化规律。27年间,共探测到1 429个涡旋,气旋和反气旋数量基本相当,其中气旋675个,反气旋754个。两种极性涡旋均具有较强的季节变化：秋季较多,冬季次之,春季最少。郁陵盆地、大和盆地等为涡旋多发区域呈现西南–东北向带状分布。其中,南部海域反气旋占优,靠近津轻海峡的北部海域气旋占优。西部和南部受东韩暖流和对马暖流的驱动,涡旋移动方向与流场基本一致,北部涡旋与黎曼寒流以及副极地锋流有关。研究表明,动力学不稳定是涡旋在秋冬季大量产生的重要原因。此外,半封闭盆地、局地流场以及复杂的海气相互作用等都可能会对涡旋的产生和消亡造成一定影响。     

山东地震台网监测预警能力评估分析

国家地震烈度速报与预警项目已进入试运行阶段,山东全省作为重点预警区,其预警能力直接关系山东及其周边地区的预警效能。为精确评估山东地震台网的监测预警能力,以本台网所记录到的波形数据为基础,将仪器最大概率峰值位移作为背景噪声评估指标获得山东地震台网的监测能力。在此基础上,考虑到预警时效性需求,系统评估了山东地震台网中,由125台速度计组成的测震台网、由152台加速度计组成的强震台网、由1198台烈度仪组成的烈度台网及其融合网的预警最小震级和首报时间。结果表明,山东地震台网平均监测能力达到M_L0.4,最小值可达M_L-0.2,最大值可达M_L1.1; 测震、强震和烈度台网“三网”融合后预警最小震级、首台触发后和震后的预警时间平均值分别约为M_L2.2、3s和5s,“三网”融合进行预警的策略可以满足地震预警“稳、准、快”的要求。     

阿富汗地震R/S分形特征及地震活动性分析

地震的发生具有非线性特征,分形理论能够刻画地震时空分布特征及其变化过程。本文基于R/S分析方法确定阿富汗主要地震带的分形特征,利用ARIMA模型对兴都—库什山地震带可能发生的年度最大震级进行预测。R/S分析表明,兴都—库什山地震带Hurst指数为0.9125,地震活动记忆周期为8年; 苏莱曼山地震带Hurst指数为0.7281,地震活动记忆周期为9年。兴都—库什山和苏莱曼山地震带地震活动的变化趋势与历史变化一致,且兴都—库什山地震带的趋势延续性比苏莱曼山地震带更为显著。ARIMA模型预测结果显示,2022—2026年兴都—库什山地震带可能发生的年度最大震级分别为M_b6.2、M_b6.1、M_b5.8、M_b5.8和M_b6.1。     

我国市县地球物理监测资源评估

我国地球物理监测站网主要由GNSS、定点形变、重力、地电、地磁、地下流体六大观测站网组成,由国家站、省级站和市县站构成基本监测单元。市县站观测手段多、站点数量庞大,是地球物理监测站网的重要组成部分。为摸清市县站监测资源底数、统筹利用市县监测数据,中国地震局历时2年完成了我国市县地震监测资源评估工作。基于此项工作,本文从观测环境、观测系统、数据质量和预报应用四个方面对我国市县地球物理监测资源进行简要分析,评估结果显示: 37.8%的测项评估为合格,可直接纳入国家地球物理数据库管理,47.9%的测项评估为基本合格,可纳入国家市县数据库管理,14.3%的测项评估为不合格,需要停测或者优化改造。针对评估结果,简要分析了市县监测运维工作存在的主要问题并提出具体可行的解决建议,为提升市县站监测质量提供参考。     

基于走航观测数据的ERA5南海北部夏季短波辐射收支评估

海表短波辐射收支是海–气界面能量交换的重要物理过程。本研究利用2019年南海北部夏季科考航次的走航观测数据,评估了ERA5再分析数据的海表短波辐射通量收支。结果表明,ERA5的向下短波辐射相比观测偏小,11时和15时（北京时间）的偏差最大,可达−100 W/m² 。与此同时,ERA5的海表反照率整体偏低,其中高太阳高度角时段偏差较小,约为−0.03,低太阳高度角时段偏差较大,约为−0.15。向下短波辐射和反照率的偏差共同造成ERA5白天平均海表净短波辐射通量比观测偏小约25.4 W/m²;其中,反照率低估抵消了约50%向下短波辐射偏差的贡献。研究表明,在不同大气透射率情况下,ERA5的海表辐射收支偏差存在不同表现。ERA5海表反照率的低估可能与其采用的参数化方案在南海北部的适用性不足有关。基于观测本研究也给出了一个简单的参数优化方案。     

九龙江口潮滩表层沉积物有机质的分布、来源及沉积环境指示意义

本研究旨在揭示九龙江口潮滩有机质含量及其来源的时空分异规律,寻找有效识别潮滩沉积环境的有机碳指标,以便更好地将有机碳应用于河口沉积微相识别和古环境研究。在九龙江口潮滩不同地貌单元,于夏季和冬季采集41个表层沉积物,进行粒度、总有机碳（TOC）、总氮（TN）和稳定碳同位素（δ¹³C）测试。结果显示：从高潮滩至低潮滩,沉积物粒度逐渐变粗,TOC、TN和C/N变小,δ¹³C值偏正。高潮滩有机质来源以陆源和红树林贡献为主,中潮滩以海源和互花米草贡献为主,低潮滩以海源贡献为主。九龙江口潮滩有机质的分布和来源受控于河口陆海相互作用的季节变化、潮滩沉积动力分异和潮滩植被分布。高潮滩与中–低潮滩之间,TOC存在显著性差异,TN、δ¹³C存在极显著性差异,因此参数组合TOC、TN和δ¹³C可作为高潮滩与中–低潮滩的有效判别指标。     

基于耳石微化学的东海大黄鱼洄游路线推测

近年来,东海频现对大黄鱼（Larimichthys crocea）大网捕获（吨级规模以上）,引起了对衰退中的野生大黄鱼资源保护的担忧。为查明东海野生大黄鱼洄游规律,本文根据2020−2022年在浙江近海产卵场和外海越冬场采集的不同批次野生大黄鱼样本,利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS）测定耳石微化学元素,结合聚类分析和主成分分析（PCA）,对不同大黄鱼群体进行了划分,结合耳石的年轮特征,研究大黄鱼群体的栖息生境,推测大黄鱼洄游路线。结果表明,Ba/Ca $\leqslant$0.004 2时可以判定为海洋栖息生境,Ba/Ca $\geqslant$ 0 .008 1时可以判定为河口栖息生境,0.004 2 < Ba/Ca< 0.008 1时可以判定为混合栖息生境。根据该阈值范围,判定本次采样的大黄鱼的5种生境类型：（1）近海产卵,近海混合水域短暂栖息类型（占22.2%）;（2）近海产卵,阶段性往复混合生境栖息类型（占15.6%）;（3）近海产卵,河口水域育幼索饵,外海越冬栖息类型（31.1%）;（4）河口产卵、混合水域育幼,外海越冬栖息类型（6.7%）;（5）近海混合水域短暂产卵,绝大部分时间海洋生境栖息类型（24.4%）。对所有样本的Ba/Ca核心、峰值和边缘值进行PCA,5种栖息类型的样本均匀分布在第一轴的两侧,大部分时间都在海洋生境中的G1、G2和G5,以及受陆源影响较大的G3和G4。同时,PCA结果同时也显示,5种类型样本均会近同步地在近海岛礁处出现,这表明外海、近海和河口的群体由于洄游等因素的影响会出现混合,说明了舟山岛礁水域对大黄鱼产卵育幼的重要性。本研究为东海大黄鱼近海产卵场、索饵场和外海越冬场之间洄游履历,以及大黄鱼洄游路线推测提供一定依据。     

海州湾底层鱼类物种多样性与生物量的关系

随着生物多样性的丧失,全球许多海洋生态系统的功能发生了显著变化。为了解生物多样性和生态系统功能之间的关系,科学的海洋生态保护与管理显得尤为重要。本研究根据2013−2022年春季在海州湾及其邻近海域进行的底拖网调查数据,基于结构方程模型（SEM）探究了底栖鱼类群落中环境因素、生物多样性（物种丰富度与均匀度）和生态系统功能指标（以总生物量表示）之间的关系。结果表明：物种丰富度和生物量之间存在显著的正相关,而均匀度和生物量存在显著的负相关。环境因素中盐度对物种丰富度和生物量均有显著的影响,而对于温度来说,夏季与冬季的温度比年平均温度对生物量的影响更强烈。本研究表明,生态位互补效应和选择效应这两种机制可能同时对维持海州湾底层鱼类群落中的生物多样性−生物量关系发挥了作用,此外这种关系还依赖于它们所生存的环境和栖息条件。     

东海内陆架泥质区台风沉积辨识的指标与方法研究

台风是当今人类社会面临的全球性重大环境灾害问题之一,但由于台风器测年限较短,限制了对台风长期演化机制的研究。沉积记录成为拓展台风记录时间跨度的重要载体,其中台风沉积的有效辨识是重要基础。尽管许多研究试图基于各种指标和方法来重建长时间尺度的台风活动,但目前仍缺少对台风沉积辨识指标与方法有效性的评估。本文以高分辨率的东海内陆架泥质区ZM02孔为载体,采用放射性同位素²¹⁰Pb和¹³⁷Cs定年法确定沉积物的年代序列。耦合器测记录和沉积记录,分析器测时期台风强度和频率与台风沉积敏感指标（如砂含量和D₉₀）之间的对应关系,以期探讨台风沉积辨识指标和方法的有效性。结果显示,ZM02孔的平均沉积速率为0.97 cm/a,其上部4.5～100 cm的沉积年代为1917−2011年。砂含量和D₉₀均可作为东海内陆架泥质区台风沉积辨识的有效指标,阈值法的识别效果最好且稳定性高。砂含量可能是反映浙江海岸台风强度变化的潜在指标,而D₉₀则可能蕴含台风频率信息。这些认识有助于更准确地利用沉积记录去拓展台风记录的时间跨度,也有助于提高从沉积记录解译环境信息的能力。     

新疆博格达山晚古生代地层的形成时代、物源及其演化:碎屑锆石U-Pb年代学证据

新疆博格达山主体由石炭系海相火山—沉积岩系组成, 以发育两期双峰式火山岩, 但不发育花岗岩为特征, 对其晚古生代地层时代的划分和演化争议较大.本文重点对博格达山北部两个晚古生代砂岩进行了碎屑锆石U-Pb年代学分析, 重新标定博格达山地区晚古生代地层的形成时代; 利用物源区的演化, 约束晚古生代构造演化.测年结果显示博格达上亚群砂岩的碎屑锆石表面年龄值分布范围较宽, 主峰年龄为343～284 Ma(80%), 次峰年龄为386～375 Ma(3%)、503～441 Ma(7%)和871～735 Ma(10%); 芦草沟组砂岩的碎屑锆石表面年龄值非常集中, 主峰年龄为358～279 Ma(97%), 次峰年龄为257～251 Ma(约3%).博格达山中部原石炭纪博格达群上亚群与西部和南部下芨芨槽群相当, 应属于早二叠世, 中部—东部的石炭—二叠纪界线应在博格达下亚群—上亚群或居里得能组—沙雷塞尔克组之间的不整合面之中.博格达北部地区晚二叠世以南侧天山物源区供给为主, 反映出晚古生代期间博格达山地区至少存在晚石炭世末和中二叠世两期构造隆升.结合区域火山岩与火山碎屑岩的研究, 认为博格达山地区晚古生代主要经历4个演化阶段: 早石炭世弧后盆地裂解阶段、晚石炭世碰撞拼贴阶段、早二叠世碰撞后伸展阶段、中-晚二叠世再次隆升到稳定阶段.