ENSO事件对西北太平洋热带气旋影响的分级研究

采用1951-2006年联合台风警报中心(JTWC)最佳路径数据集和气候预测中心(CPC) ENSO资料,分析了西北太平洋不同等级热带气旋累积能量(accumulated cyclone energy,ACE)与ENSO指数之间的关系.结果表明;ACE与ENSO指数间存在正相关关系;分级热带气旋中,ENSO事件主要通过超强台风(Super TY)的活动与ACE指数联系起来的,超强台风频数在El Ni(n)o期间多于La Ni(n)a 期间,同时持续时间也更长;ENSO指数和热带气旋活跃季超强台风ACE指数的滞后相关(ENSO指数滞后5个月内)与它们的同时相关大小相当.此外,还研究了分级热带气旋持续时间、强度和频数分别对ACE指数的贡献,结果显示超强台风频数的贡献最大.接下来,利用1951-2006年不同ENSO位相情况下NCEP再分析资料,分析了ENSO影响超强台风发生发展的物理机制.主要结论为:西北太平洋存在一些SuperTY频数与源地分布在ENSO年与平常年相比有明显差异的关键区;ENSO事件改变关键区低层相对涡度以及海表温度是其影响SuperTY源地及频数变化的重要途径.     

大河影响下的边缘海沉积有机碳输运与埋藏及再矿化研究进展

大河影响下的边缘海是陆源输入物质的主要储库,也是有机碳埋藏和再矿化的主要场所,在全球碳的生物地球化学循环中有着重要作用。从有机碳的输运、埋藏和再矿化等方面综述了大河影响下的边缘海沉积有机碳生物地球化学研究的最新进展。研究表明,有机碳的来源、组成、粒径和密度分布等显著影响着有机碳的分布特征和归宿,大河影响下的边缘海中移动泥等特殊沉积环境在有机碳的输运、埋藏和再矿化分解等方面发挥了独特的作用;微生物分解作用则是边缘海沉积有机碳,特别是难降解陆源有机碳发生分解的重要因素。综合运用分子生物学、有机地球化学、生物地球化学等多学科研究手段,深入研究特定微生物、浮游生物功能类群等在大河影响下的边缘海沉积有机碳生物地球化学过程中的作用,将极大地丰富对河口和陆架边缘海生源要素生物地球化学循环的认识。     

高度计波高数据同化对印度洋海域海浪模式预报影响研究

为提高海浪模式预报的精度,改善初始场是途径之一。研制了基于最优插值(OI)方法的海浪数据同化并行程序模块,并将其植入第三代海浪模式WAVEWATCH IIITM,建立了印度洋海域海浪同化预报方法,使用卫星高度计波高数据进行了同化预报试验。OI模块的并行设计使得植入同化模块的海浪模式仍能以并行方式运行。文中5°S以北印度洋海域为目标区域,嵌套在WAVE-WATCH IIITM的全球网格中,使得目标区域开边界条件得到较好解决。同化数据使用Jason-2高度计测量有效波高(SWH)沿轨数据。海浪同化预报模式由大气模式WRF(Weather Research andForecasting)输出的1小时一次的海面10 m风场驱动。将同化的模式结果(SWH)、无同化的模式结果(SWH)分别与高度计沿轨数据(SWH)进行比较,表明同化改善模式预报初始场的效果是明显的。以同化初始场出发进行海浪预报试验,结果表明,高度计波高数据同化在一定程度上可改进海浪短期预报的精度。     

基于剖分的中尺度海洋温度场三维显示技术

针对网格化和数据量庞大的中尺度海洋标量场数据在其三维可视化中表现出来的构造效率较低和表达连续性效果较差的问题,以剖分重构为核心思想,采用三线性插值算法对数据进行加密处理,基于不同角度平面对温度场进行剖分和色彩映射,最后采用OpenSceneGraph图像渲染引擎的颜色、光照、透明度和回调等渲染技术展现更为真实的、科学的动态三维温度场,提供一种简洁、高效、科学的中尺度海洋温度场表达方法。     

2012年冬季菲律宾海浮游动物丰度和生物量的水平分布

为了解西太平洋菲律宾海浮游动物丰度和生物量的水平分布特征,于2012年11月26日至2012年12月12日对菲律宾海上层海洋(0—200m)的浮游动物进行了调查。调查站位分别位于受赤道逆流(NECC)、棉兰老流(MC)、北赤道流(NEC)和黑潮(KC)影响的海域。通过比较浮游动物的丰度和生物量(分别用干重,灰分,无灰干重和含能量等指标表示),探讨不同海流中浮游动物的分布特征。结果表明:桡足类、毛颚类和水母类是菲律宾海浮游动物的三大主要类群。调查海域浮游动物丰度为11—116ind./m3,NECC区平均丰度最高((96±28)ind./m3),然后依次是MC区和KC区,NEC区最小((26±9)ind./m3)。在浮游动物生物量(干重)方面,同样NECC区最高((3.25±1.11)mg/m3),其次为MC区,但是平均丰度最小的NEC区生物量超过KC区。造成这一差异的主要原因,可能是由于KC区的浮游动物具有更高的含水量以及较小个体所占比例较高。不同水团之间浮游动物灰分、无灰干重和含能量的分布特征与干重相一致。结合环境因子分析显示,上升流、叶绿素a、初级生产力、海流和温度等因素对浮游动物的分布具有一定影响。     

威海双岛湾海域重金属的分布特征及生态风险评价

根据2012年双岛湾海域环境调查资料,研究了海水和表层沉积物中重金属的分布特征以及生态风险。结果显示,双岛湾海域海水中的重金属Cu和Pb在湾中部和湾底的部分站位含量较高,Zn和Cr含量在湾底最高、湾外最低,Cd和Hg在湾底和湾外的含量均高于湾中部,As的分布比较均匀;除Zn和Pb外,其余重金属含量均高于周边其他海域。双岛湾海域沉积物中重金属含量较低,与区域背景值相近,其中重金属Hg和Cd在湾内沉积作用明显,而Cu、Pb和Cr在湾外沉积作用比较明显。相关性分析表明,有机碳含量对双岛湾沉积物中的重金属分布影响不大。生态风险评价结果表明,双岛湾海域海水未受到重金属的污染;表层沉积物中重金属存在中低度的生态风险,具有潜在的不利生物毒性效应,重金属毒性大小依次为Pb>As>Cu>Hg>Cr=Cd>Zn。     

海洋大数据处理软件体系结构设计

针对海洋数据格式与海洋信息应用系统的异构性,提出一种基于移动代码(Mobile code)的海洋大数据处理软件体系结构。首先,利用统一的网络服务接口与数据交换格式,规范海洋信息应用系统之间的数据访问与共享。其次,通过移动代码将海洋大数据的处理过程移至云端,提高信息处理效率。应用示例实现了异构海洋信息应用系统间的互操作,并且缩短了海量数据的处理时间,验证了该体系结构在海洋大数据处理中的通用性与有效性。     

2008年中国沿岸冬季寒潮激发陆架波的小波分析

This study applies the wavelet analysis to the tidal gauge records, alongshore winds, atmospheric temperature and pressure along the China coast in winter 2008. The analysis results show three events of sea level oscillations(SLOs) on the shelf induced by winter storms. The first event occurred from January 9 to 21. The SLO periods were double-peaked at 1.6–5.3 and 7.0–16.0 d with the power densities of 0.04–0.05 and 0.10–0.15 m2·d, respectively.The second event occurred from February 5 to 18. The SLO period was single-peaked at 2.3–3.5 d with power density of 0.03–0.04 m2·d. The third event occurred from February 20 to March 8. The SLO periods were doublepeaked at 1.5–4.3 and 6.1–8.2 d with the power densities of 0.08–0.11 and 0.02–0.08 m2·d, respectively. The SLOs propagated along the coast from Zhejiang in north to Guangdong in south. The phase speeds ranged about 9–29m/s from Kanmen to Pingtan, 5–11 m/s from Xiamen to Huizhou and 11–22 m/s from Huizhou to Shuidong. The dispersion relation of the SLOs shows their nature of coastal-trapped wave.     

基于微卫星(SSR)分子标记的中国对虾渤海湾增殖亲虾群体及回捕群体的遗传多样性分析

Eight microsatellite markers were used to analyze genetic diversity, level of inbreeding, and effective population size of spawner and recaptured populations of Chinese shrimp(Fenneropenaeus chinensis) during stock enhancement in the Bohai Bay in 2013. A total of 254 and 238 alleles were identified in the spawner and recaptured populations, respectively, and the numbers of alleles(N_a) were 8–63 and 6–60, respectively. The numbers of effective alleles(N_e) were 2.52–21.60 and 2.67–20.72, respectively. The polymorphism information content ranged from 0.529 to 0.952. The observed heterozygosity(H_o) values(0.638–0.910 and 0.712–0.927) were lower than the expected heterozygosity(H_e) values(0.603–0.954 and 0.625–0.952), which indicated that the two populations possessed a rich genetic diversity. In 16 tests(2 populations×8 loci), 13 tests deviated from the HardyWeinberg equilibrium. F_(is) values were positive at seven loci and the inbreeding coefficients(F) of the two populations estimated by trio ML were 13.234% and 11.603%, suggesting that there was a relatively high degree of inbreeding. A certain level of inbreeding depression had occurred in the Chinese shrimp population. F_(st) values ranged from 0 to 0.059, with a mean of 0.028, displaying a low level of genetic differentiation in the two populations. Effective population sizes(3 060.2 and 3 842.8) were higher than the minimum number suggested for retaining the evolutionary potential to adapt to new environmental conditions. For enhancement activity in 2014,the ideal number of captured shrimp spawners should have ranged from 7 686 to 19 214 to maintain genetic diversity and effective population size. Further strategies to adjust the balance of economic cost, fishing effort and ideal number of shrimp spawners to maintain a satisfactory effective population size for ensuring the sustainability of Chinese shrimp are proposed.     

西太平洋暖池研究综述

西太平洋暖池（Western Pacific Warm Pool）是全球海温最高的海域,汇聚了巨大的热能,在地球气候系统中具有非常重要的作用。本文综述了近30年来有关西太平洋暖池的研究进展,包括西太平洋暖池的维持机制、在不同时间尺度西太平洋暖池的变异特征和物理机制,以及西太平洋暖池的观测和数值模拟等领域的研究进展。西太平洋暖池的维持是现有地形下大气过程和海洋过程相互作用导致的,在季节内到世纪尺度均存在很强的变化。其中：季节内变化的驱动机制主要包括与大气季节内振荡(Madden Julian Oscillation)相关的对流和海表面热通量变化,以及海洋波动等海洋动力过程;季节变化主要是太阳辐射的季节变化导致;在年际尺度上,西太平洋暖池作为El Ni?o-Southern Oscillation的一部分而振荡具有显著年际变化;太平洋代际振荡（Pacific Decadal Oscillation）和大西洋代际振荡（Atlantic Multi-decadal Oscillation）驱动着西太平洋暖池的年代际变化;世纪尺度的变化显示全球变暖背景下西太平洋暖池存在扩张趋势。人类对西太平洋暖池的系统观测始于海洋观测卫星的使用,随后历经WCRP/TOGA、TAO/TRITON、TOGA-COARE、WOCE、Argo、SPICE、NPOCE等多个观测计划,极大促进了西太平洋暖池的研究。但截止到第五次耦合模式比对计划（Coupled Model Intercomparison Project 5）,多数气候模式仍未能克服热带模拟偏差,对西太平洋暖池的模拟效果较差,表明在西太平洋暖池动力学的理解和模拟方面仍有较大进步空间。