2DVAR方法在台湾海峡海表流场融合中的应用

高频地波雷达可以提供沿岸大面积海表流的观测,但单个地波雷达只能提供径向流观测。本研究发展了一套二维变分(Two-Dimensional VARiational Method, 2DVAR)数据融合方法,将台湾海峡海域的地波雷达径向流数据与ROMS (Regional Ocean Model System)模式输出结果进行融合,得到一套较好的融合产品。结果显示,融合产品与雷达径向流的平均相对误差相较于模式输出与雷达径向流的平均相对误差由9.70%降低至1.54%。为进一步检验融合方法,设计了两种独立样本试验。试验一将雷达径向流按空间均匀划分为融合样本与独立样本,使用雷达融合样本与模式输出进行融合,此时融合结果的平均均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)相较于模式输出由0.41 m/s降低至0.19 m/s。试验二将雷达径向流和模式输出在空间上都均匀划分为融合样本与独立样本,对两种数据的融合样本进行融合,使用TC (Triple Collocation)方法估计模式输出、雷达观测与融合结果的误差方差,此时融合结果的平均误差方差最小,且其误差方差相对于独立的雷达径向流与模式输出在远岸处有明显减小。以上结果都表明融合数据更加接近实际海流,证明了2DVAR方法融合海表流的有效性。     

HY-2B卫星散射计海面风场产品质量分析 *

星载微波散射计是获取全球海面风场信息的主要手段, HY-2B卫星散射计的成功发射为全球海面风场数据获取的持续性提供了重要保障。本文利用欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)再分析风场数据、热带大气海洋观测计划(Tropical Atmosphere Ocean Array, TAO)和美国国家数据浮标中心(National Data Buoy Center, NDBC)浮标获取的海面风矢量实测数据, 对HY-2B散射计海面风场数据产品的质量进行统计分析。分析表明, HY-2B风场与ECMWF再分析风场对比, 在4~24m·s^-1风速区间内, 风速和风向均方根误差(root mean square error, RMSE)分别为1.58m·s^-1和15.34°; 与位于开阔海域的TAO浮标数据对比, 风速、风向RMSE分别为1.03m·s^-1和14.98°, 可见HY-2B风场能较好地满足业务化应用的精度要求(风速优于2m·s^-1, 风向优于20°)。与主要位于近海海域的NDBC浮标对比, HY-2B风场的风速、风向RMSE分别为1.60m·s^-1和19.14°, 说明HY-2B散射计同时具备了对近海海域风场的良好观测能力。本文还发现HY-2B风场质量会随风速、地面交轨位置等变化, 为用户更好地使用HY-2B风场产品提供参考。     

基于变分模态分解和注意力机制的浪高预测

针对海洋中的海浪高度数据存在非线性和非平稳性的特点,海浪高度的预测就变得相对复杂.基于变分模态分解(VMD),在引入注意力机制(AM)的基础上,对传统长短期记忆(LSTM)神经网络算法进行了改进,提出了一种基于混合模型的海浪高度预测算法.算法通过预处理、预测和重构3个主要步骤,对海浪高度的时间序列进行预测.为了比较和说...     

玉米素和水杨酸对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)生长及虾青素积累的影响

虾青素是一种具有强抗氧化活性的类胡萝卜素,而雨生红球藻是天然虾青素的主要来源。本文以雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)为材料,研究了植物激素玉米素和水杨酸对雨生红球藻的生长、虾青素含量及相关基因表达的影响。分别添加5种浓度的玉米素或水杨酸,结果发现0.05mg/L玉米素或25mg/L水杨酸处理5d后雨生红球藻虾青素积累最多。该浓度玉米素或水杨酸可显著提高光胁迫下藻细胞密度,最高分别达到3.4×10~5cell/mL和3.0×10~5cell/mL;同时玉米素与水杨酸组中虾青素含量显著上升,分别为1.7%和1.6%,比对照组分别增加29.2%和25.6%。玉米素缓解了高光逆境条件下光合作用基因——Rubisco大亚基(rbcL)及其活化酶(rca)、碳酸酐酶(ca)的下调表达,但对虾青素合成途径β-胡萝卜素酮化酶基因(bkt)的表达量没有显著影响;而水杨酸则相反,在胁迫后期不能缓解光合作用相关基因的下调表达,但可使bkt基因显著上调,最高可达对照组的2.5倍。本研究首次比较了玉米素和水杨酸对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响,发现玉米素比水杨酸具有更好的促进雨生红球藻中虾青素积累的效果。     

洞庭湖水系五强溪水库光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)遗传多样性的AFLP分析

为了了解沅水五强溪大坝阻隔对光泽黄颡鱼可能造成的遗传多样性影响,采用AFLP分子标记技术,对沅水五强溪水库库区和沅水下游两个光泽黄颡鱼野生群体进行了遗传多样性分析。9对选择性引物在两个光泽黄颡鱼群体中,共扩增出1243个位点,多态位点1091个,多态位点比率为87.77%。其中库区和沅水下游群体多态位点比率分别为85.41%、83.25%,观测等位基因数分别为1.854±0.592、1.803±0.622,有效等位基因数分别为1.597±0.381、1.574±0.377,Nei’s多样性指数分别为0.220±0.211、0.207±0.195,Shannon’s信息指数分别为0.330±0.305、0.302±0.338;两个群体内的平均遗传距离分别为0.124±0.072、0.119±0.057,群体间的平均遗传距离为0.127±0.100。两个群体的遗传参数比较不存在显著差异(P0.05)。聚类分析显示,UPGMA系统树没有依据群体而形成明显的两大分支。以上结果表明,五强溪水库库区和沅水下游两个光泽黄颡鱼群体的遗传多样性丰富,光泽黄颡鱼种群遗传结构对水库大坝阻隔的响应不明显。     

青岛沿海24种鱼类耳石秤量特征与鱼体大小关系

研究中经常会用测量耳石称量特征推算饵料鱼类的形态参数,而青岛沿海鱼类相关的研究较少,因此作者根据2015年3、5、8月3个航次在青岛近海的拖网调查数据,分析了捕获的24种共1002尾鱼的耳石秤量特征(耳石长、耳石宽和耳石质量)和鱼体大小(体长、体质量)的关系。结果表明,渔获24种鱼类分属5个目、14个科、24种鱼类的体长体质量呈显著幂函数相关,相关系数R~2的范围为0.779～0.997,幂指数b的范围为2.376～3.591,平均值为3.048±0.327,其中黄鲫(Setipinna taty)等11种鱼类的b值均大于3(P0.05),为正异速生长,其余13种鱼类的b值小于3(P0.05),呈负异速增长。耳石宽-鱼体长的相关性比耳石长-鱼体长的相关性要好,仅有3种鱼(饰鳍斜棘鱼衔(Repomucenus ornatipinnis)、矛尾虾虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)和焦氏舌鳎Cynoglossus lighti)未呈现显著相关关系。在耳石质量-鱼体质量的相关关系中,9种鱼(如皮氏叫姑(Johnius belengerii)、扁斜棘?(Repomucenus planus)、石鲽(Kareius bicoloratus)呈显著相关(只是列举了一部分), 5种鱼(锦鳚(Pholis nebulosus)、矛尾虾虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)、斑尾刺虾虎鱼(Synechogobius ommaturus)、焦氏舌鳎(Cynoglossus lighti))在现有样品情况下未呈现显著相关关系。     

闽三角海域赤潮发生的时空特征

赤潮是海洋生态系统异常的重要指标。本文收集1986～2017年闽三角海域的赤潮事件,基于GIS技术分析赤潮的时空分布特征。结果表明:32年来,闽三角海域赤潮发生98次,赤潮高发区在厦门西海域、同安湾和泉州湄洲湾海域;闽三角海域赤潮年际发生次数呈波动变化,一年中赤潮高发期集中在5～8月;中肋骨条藻、角毛藻及旋链角毛藻是闽三角海域的赤潮优势种,具有一定的区域分布特征;有毒赤潮事件发生频率有增加趋势。本文系统性地总结了闽三角海域赤潮时空特征,为该区域的赤潮风险分析和预防提供依据。     

Binary Star Fractions from the LAMOST DR4

Stellar systems composed of single, double, triple or higher-order systems are rightfully regarded as the fundamental building blocks of the Milky Way. Binary stars play an important role in formation and evolution of the Galaxy. Through comparing the radial velocity variations from multiepoch observations, we analyze the binary fraction of dwarf stars observed with LAMOST. Effects of different model assumptions, such as orbital period distributions on the estimate of binary fractions,are investigated. The results based on log-normal distribution of orbital periods reproduce the previous complete analyses better than the power-law distribution. We find that the binary fraction increases with Teff and decreases with [Fe/H]. We first investigate the relation between α-elements and binary fraction in such a large sample as provided by LAMOST. The old stars with high [α/Fe] dominate with a higher binary fraction than young stars with low [α/Fe]. At the same mass, earlier forming stars possess a higher binary fraction than newly forming ones, which may be related with evolution of the Galaxy.     

顾及多分析尺度的地形部位面向对象分类方法

地形部位是地表形态的基本单元,其分类和提取在地貌发育、数字土壤制图、景观生态制图等领域有着重要的应用。康鑫等提出的多尺度Geomorphons地形部位分类法（简称多尺度Geomorphons法）利用高程相对差异信息和地形部位多尺度特征,可避免受地形属性计算及单一分析尺度约束而误分类,然而其存在分类破碎及分析尺度域难以确定的问题。基于此,本文以多尺度Geomorphons法为基础,提出了其适宜分析尺度域确定方法,建立了以初始地形部位数据层组合的对象多尺度分割和分类方法,进而构建了顾及多分析尺度的地形部位面向对象分类方法。以陕北黄土高原区域5 m分辨率DEM为实验数据,对面向对象分类方法进行了验证与评价。实验结果表明：①均值变点法可有效解决分析尺度域难以确定的问题,实验样区适宜分析尺度域为[5×5, 33×33]栅格单元;②以0,255为二值化的地形部位数据层组合适用于多尺度分割,尺度、形状及紧致度参数组合影响分割结果,且对于实验样区存在最优分割参数;③与多尺度Geomorphons法相比,本文方法得到的地形部位分类结果完整性较好,在地表形态对应和地理认知等方面更具合理性。     

Effects of Anthropogenic Disturbance on Sediment Organic Carbon Mineralization Under Different Water Conditions in Coastal Wetland of a Subtropical Estuary

The changes in soil organic carbon(C) mineralization as affected by anthropogenic disturbance directly determine the role of soils as C source or sink in the global C budget. The objectives of this study were to investigate the effects of anthropogenic disturbance(aquaculture pond, pollutant discharge and agricultural activity) on soil organic C mineralization under different water conditions in the Minjiang River estuary wetland, Southeast China. The results showed that the organic C mineralization in the wetland soils was significantly affected by human disturbance and water conditions(P 0.001), and the interaction between human disturbance activities and water conditions was also significant(P 0.01). The C mineralization rate and the cumulative mineralized carbon dioxide-carbon(CO_2-C)(at the 49th day) ranked from highest to lowest as follows: Phragmites australis wetland soil aquaculture pond sediment soil near the discharge outlet rice paddy soil. This indicated that human disturbance inhibited the mineralization of C in soils of the Minjiang River estuary wetland, and the inhibition increased with the intensity of human disturbance. The data for cumulative mineralized CO_2-C showed a good fit(R~2 0.91) to the first-order kinetic model C_t = C_0(1 – exp(–kt)). The kinetic parameters C_0, k and C_0 k were significantly affected by human disturbance and water conditions. In addition, the total amount of mineralized C(in 49 d) was positively related to C_0, C_0 k and electrical conductivity of soils. These findings indicated that anthropogenic disturbance suppressed the organic C mineralization potential in subtropical coastal wetland soils, and changes of water pattern as affected by human activities in the future would have a strong influence on C cycling in the subtropical estuarine wetlands.