西北太平洋不同区域海平面变化特征分析

重点研究西北太平洋长期验潮站海平面变化的季节、年际和年代际变化特征。所选站点多年平均变化速率为1.71mm/a。结果表明,近岸区、大洋沿岸区、大洋区主要周期均为12个月;近岸区、大洋沿岸区、大洋区部分低纬度站点存在6个月周期;所有站点都存在明显的年际和年代际周期信号;中高纬度地区年代际信号强于年际信号,热带地区年际信号强于年代际信号;近岸区、大洋沿岸区、大洋区站点年际和年代际变化具有明显的地域性;热带地区受ENSO影响强于中高纬度地区,热带大洋区受ENSO影响强于大洋沿岸区,热带大洋沿岸区受ENSO影响强于近岸区;受PDO影响较明显的站点位于25°N～40°N的中纬度地区。1993—2010年间,近岸区、大洋沿岸区、大洋区验潮站、大洋区T/P的主要周期均为12个月,但变化速率和季节变化振幅各不同,大洋区验潮站滞后其他区近1个月达到极值。     

用温盐资料研究夏季南海水通过琼州海峡进入北部湾的特征

夏季琼州海峡水交换向来存在两种观点:一种认为在西南风作用下,琼州海峡水交换从西向东;另一种观点则和上述相反。我们通过琼州海峡东部水域温盐分布和沿岸海洋站同步观测资料的对比发现,夏季北部湾的涠州岛盐度变化规律和琼州海峡东部、琼州海峡中部变化规律一致。由此证明,夏季南海水通过琼州海峡进入北部湾的事实。北海略受影响。而远离琼州海峡的龙门和白龙尾两站,则更多反映夏季陆地水文规律。由此证明,夏季南海水通过琼州海峡进入北部湾的事实。     

基于Sentinel-2卫星影像的海南西岛珊瑚礁识别和变化分析

珊瑚礁是海洋中最重要的生态系统之一, 近年来在全球气候变化和人为干扰加剧的影响下, 我国南海珊瑚礁总体处于快速退化状态。以海南西岛珊瑚礁为例, 基于Sentinel-2系列卫星10 m空间分辨率影像, 利用面向对象分类法(object-based image analysis, OBIA)对2017年12月~2018年3月和2021年12月两个时期的海南西岛珊瑚礁底质进行了识别分类, 并进行珊瑚礁面积变化分析。将2021年12月的分类结果与现场调查数据进行对比验证, 总分类精度和Kappa系数分别为83.3%和0.71。对比两个时期珊瑚礁底质分类结果表明, 西岛西侧珊瑚礁覆盖面积未出现明显变化, 东侧珊瑚礁显示恢复趋势。本文研究表明, 10 m地面分辨率卫星系列影像和面向对象的阈值分类方法可以对海南西岛珊瑚礁进行较为准确的识别和变化分析, 监测结果可为海南岛沿岸西岛等小型岛礁珊瑚保护及修复提供参考。     

南海TOPEX/ POSEIDON 高度计资料的正交响应法潮汐分析

根据Munk等提出的响应法 (ResponseMethod)和Groves等 ( 1 975 )的正交响应方法(OrthogonalizedConvolutionMethod)的思想 ,利用正交潮响应法对 2 4 8个周期超过 6年的南中国海的TOPEX/POSEIDON卫星高度计资料进行潮波分析。在分析中引入全日潮族和半日潮族 ,并利用正交潮函数 (OrthotideFunction)分析出了 3个主要的全日分潮 (K1 、O1 、P1 )和 3个主要半日分潮 (M2 、S2 、N2 ) ,并给出了K1 、O1 、M2 、S2 的等振幅线和同潮时图 ,结果与其他学者的主要结果符合得很好。通过与整个海区 5 3个验潮站的主要全日分潮K1 分潮和主要半日分潮M2 分潮的比较 ,K1 分潮的振幅和迟角的平均绝对误差分别为 4.73cm和 1 1 .6°,而M2 分潮的分别为 1 1 .91cm和 2 8.4°,优于Mazzega( 1 994)的结果。     

大沽河口底层海水溶解氧浓度分析

大沽河是胶州湾入海径流量最大的河流,对其入海口海水溶解氧含量进行分析可以衡量水质的好坏,为大沽河污染治理效果提供依据。本文基于2016年11月6日—2017年6月20日期间大沽河口底层海水温度和溶解氧浓度等数据,对其底层海水溶解氧浓度的时间变化特征及影响因素进行了分析,并对水质进行了评估。结果表明,观测期间大沽河口海水溶解氧浓度以季节变化为主,秋季至冬季升高,冬季至夏季降低,其中1月平均值最高,约为11.86mg/L,6月份最低,约为6.17mg/L。影响大沽河口海水溶解氧浓度变化的主要因素是海水温度,溶解氧浓度随着温度的季节性变化而变化。在大风天气的影响下,溶解氧浓度在秋季末至春季初期出现了过饱和的现象。大沽河口底层海水溶解氧浓度受到潮汐作用的影响存在半日周期和日周期的变化特征。在观测期间大沽河口不存在溶解氧浓度低于二类水质标准的现象。     

Rossby波对菲律宾以东太平洋海平面年际变化的影响研究

采用能够反映斜压大洋对大尺度海表面风应力旋度响应的一层半约化重力模式研究菲律宾以东太平洋海区Rossby波与海平面年际变化的关系.模式分别利用海区东侧验潮站和卫星高度计海表面数据作初始东边界,对Rossby波西传路径上的风应力旋度进行积分,得到西侧海平面信号.结果发现,模拟的海平面信号跟验潮站和卫星高度计资料相关性很高,并能模拟出海平面年际变化特征和低(高)异常信号由东侧产生并向西传播的过程,反映了一阶斜压Rossby波对菲律宾以东太平洋海区年际海平面变化的动力机制.     

南海中部深水海盆的潮流垂直结构

南海季风实验(SCSMEX)期间,由台湾大学在南海中部深海盆投放了3个定点ATLAS浮标,用来观测长时间序列的水温、海流和气象数据。利用调和分析和EOF方法对1998年10月至1999年4月3个站点近6个月的流速观测资料进行分析,研究了观测海区的潮流空间结构特征。调和分析结果表明,该海区以全日潮流为主,潮流椭圆随深度旋转,且潮流以顺时针旋转为主,潮流振幅存在显著的垂向变化。对实测海流进行10~30 h的带通滤波保留潮周期部分,滤波后的潮流进行EOF分解得到潮流存在不同的垂向模态,证明南海深水海盆潮流具有较强的斜压性。     

海底有缆在线观测系统研究与应用综述

获取高质量海洋观测数据是维护国家安全和权益、保障人类生存与可持续发展、应对全球气候变化、开发利用海洋资源、防灾减灾等的重要基础。随着海底观测技术的发展,海底有缆观测已成为地球观测的第三个平台。通过借鉴国内外海底观测网的成熟技术,设计研发单节点海底有缆在线观测系统,主要包含海底观测、电力信息传输和陆上人机交互信息管理等三个子系统,具有高度可扩展性,可根据监测需求集成安装常用的各类海洋观测仪器和水下高清摄像头,从而实现海洋环境和水下生物资源的原位、长期、连续、稳定的在线观测。研发的海底有缆在线观测系统构造简单、扩展性强、经济成本低,已广泛应用于山东省海洋牧场观测网的海洋生态环境和渔业资源、辽东湾的冬季海冰、海洋牧场与海上风电的融合效应、河流入海口水质、海上溢油等不同领域的业务化监测中,为我国海洋生态环境保护与修复、海洋资源开发利用、海洋防灾减灾等提供了高质量的科学数据支撑。海底有缆在线观测系统是业务化海洋在线观测技术领域里的创新研究,具有重要科学意义和广泛应用前景。     

马尼拉俯冲带潜在地震海啸对华南沿海的影响

马尼拉俯冲带潜在地震海啸对我国南部沿海城市构成巨大威胁,利用情景式数值模拟技术重构灾害过程并评估危险等级有助于理解南海海啸传播规律并指导预警预报和防灾减灾工作。根据美国太平洋海洋环境研究中心(Pacific Marine Environmental Laboratory, PMEL)发布的马尼拉俯冲带断层参数设计M_w 7.5、M_w 8.1和M_w 8.5三个震级下共19个震源,应用非静压海啸数值模型(Non-hydrostatic Evolution of Ocean WAVE, NEOWAVE)模拟各震源激发海啸在南海海盆的传播过程,通过最大波辐和测点时间序列发现海啸波能量传输分布并评估代表区域危险等级。研究表明, M_w 7.5级地震海啸对我国南部沿海的影响较低,波幅一般不超过30 cm; M_w 8.1级地震海啸对华南沿海主要造成太平洋海啸预警中心定义的Ⅱ或Ⅲ级海啸危险等级,海啸影响范围和能量分布特征由震源位置决定; M_w 8.5级地震海啸主要对中国沿海构...     

南海中尺度涡温盐结构的季节特征及形成机制

本文利用最新的涡旋数据集和ARMOR3D数据,研究了南海中尺度涡温盐结构的季节特征及形成机制。合成分析的结果表明,在冬季,涡旋引起温度异常的水平分布在50米以浅表现为类似偶极型分布,而在50m以深则趋向于中心对称分布;在夏季,温度异常的水平分布均表现为中心对称的特征。涡旋引起盐度异常的水平分布也具有类似的季节特征,但是偶极型中的不对称性相对较弱。在垂向上,涡旋所致的温度异常表现为单层结构,而盐度异常则为三层结构。进一步的分析表明,涡旋所致温盐异常的垂向分布特征与背景温盐的垂向分层有关;而在50m以浅,温盐异常的水平分布的不对称特征主要由背景温盐场的水平平流所致。