最近60年来气候变化和人类活动对山地河流入海径流、泥沙的影响——以胶东半岛南部五龙河为例

采用Mann-Kendall非参数检验法、累积距平法、有序聚类分析法及线性回归等数学方法,以胶东半岛五龙河流域为例,对最近60年来气候变化和人类活动对山地河流入海径流、泥沙的影响进行了研究。结果表明,20世纪50年代以来五龙河入海径流、泥沙量均呈现出显著的阶段性逐级减少趋势。最近60年来,五龙河年径流量和输沙量主要集中在6—9月;主要受年降水量变化影响,年径流量从1980年开始显著减少,并在1966年出现较大波动;受年降水和径流变化影响,年输沙量也分别在1966和1980年呈减少突变;总体来看,年输沙量减少的趋势性要强于径流量。除气候变化影响外,1966年以来流域内大面积坡耕地改梯田和园地、林地建设等人类活动,也是造成河流径流、泥沙减少的重要原因。整体而言,最近60年来,气候变化和人类活动因素对五龙河入海水沙总量减少的贡献率分别为70%—80%和20%—30%。     

北极孔斯峡湾表层沉积物中溶解有机质的来源与转化历史

在北极地区孔斯峡湾采集28个表层沉积物样品,测定了其中水溶性有机质(也称溶解有机质,DOM)的分子量分布、紫外/可见吸收光谱和三维荧光光谱特征,并利用平行因子分析(PARAFAC)模型对DOM的荧光组分和来源进行了解析。结果表明:孔斯峡湾表层沉积物中有色溶解有机质(CDOM)及其中的荧光溶解有机质(FDOM)含量均从内湾向外湾方向呈逐渐累积的趋势,但CDOM中的FDOM所占比例逐渐减小,与DOM趋于老龄化密切相关。沉积作用减弱以及长期的光化学降解和微生物降解作用对此起主要贡献,并导致腐殖质和小分子组分在沉积物DOM中所占的比例呈逐渐递增的趋势。沉积物DOM包含陆源类腐殖质、自生源类腐殖质和类蛋白等三个荧光组分,但是其组成比例空间差异很大。吸收光谱斜率比(S_R)随自生源所占百分比增加而减小,随DOM腐殖质组分中陆源与自生源的比值增加而增加;腐殖化指数(HIX)随类腐殖质与类蛋白质比值和水深的增加而增加,生物源指数(BIX)随自生源比例增加而增加。峡湾沉积物DOM的组成和来源存在着高度的空间差异,在冰川湾区由水体颗粒有机质(POM)的近期转化和迁移而来,而在峡湾中央及口门附近以较老的腐殖质为优势,主要源于水体DOM长期迁移和转化。研究表明,FDOM/CDOM,S_R,HIX和BIX等构成的CDOM光谱指纹信息可以作为揭露沉积物溶解有机质来源及迁移转化历史的工具,对探索海洋与冰川相互作用影响下的峡湾环境演变有着重要意义。     

闽江下游河口区及其邻近海域表层沉积物的地球化学特征

闽江是我国东南沿海地区最大的河流,年径流量位居全国第3位。对采自闽江下游及闽江口邻近海域的沉积物分析表明,沉积物以SiO2含量高、Al2O3等组分的含量较低为特点。样品中碎屑矿物主要是石英、斜长石、正长石、白云母和绿泥石。从SiO2看,闽江沉积物与石英砂岩的成分较接近,不同于浅海沉积物,与黄河、长江、珠江三大河流也有较大差异。地形地貌及水动力条件控制沉积物粒度的分布,粒度又控制沉积物的组分分布。总体表现为,由陆向海,呈SiO2逐渐降低、Al2O3等组分升高的趋势。人类活动对闽侯段及闽江北港到马江段河流沉积物的影响也不容忽视。闽江流域的源区特征、水动力条件和搬运距离以及物理化学条件与生物作用对沉积物的改造,使得沉积物组分间具有良好的相关性。     

弹性双柱在规则波作用下振动响应

通过速度势的特征展开方法,建立垂直圆柱对波浪绕射的解析解,得到作用在柱体上的波浪力计算表达式,通过谐波增量平衡法(IHB法),计算研究弹性双柱相对位置对双柱振动响应的影响。设计了弹性双柱体模型试验,数值结果与模型试验结果较吻合,为海洋工程结构振动设计提供一种解决方法。     

Air-sea carbon-dioxide flux estimated by eddy covariance method from a buoy observation

Precise measurements of the CO2 gas transfer across the air-sea interface provide a better understanding of the global carbon cycle.The air-sea CO2 fluxes are obtained by the eddy covariance method and the bulk method from a buoy observation in the northern Huanghai sea.The effects of buoy motion on flux calculated by the eddy covariance method are demonstrated.The research shows that a motion correction can improve the correlation coefficient between the CO2 fluxes estimated from two different levels.Without the CO2-H2 O cross-correlation correction which is termed as PKT correction,the air-sea CO2 fluxes estimated by eddy covariance method using the motion corrected data are nearly an order of magnitude larger than those estimated by the bulk method.After the CO2-H2 O cross-correlation correction,some eddy covariance CO2 fluxes indeed become closer to the bulk CO2 flux,whereas some are overcorrected which are in response to small water vapor flux.     

无因次等孔隙体积配产配注方法研究与应用

为了改善注水开发效果差的情况,对无因次等孔隙体积配产配注理论改善注水开发效果的方法进行了研究。针对高30断块油藏,分别使用无因次等孔隙体积法和传统的kh值计算其合理配产配注量,接着采用油藏数值模拟进行了无因次等孔隙体积配产配注法和传统的kh法在该断块油藏注水开发的对比预测。结果表明,相比kh法,无因次等孔隙体积法使油田有效开发时间延长27年,采出程度由22．46％提高到27．94％,提高5．48％,增产原油19．88×10^4t。所以采用无因次等孔隙体积配产配注法比传统kh配产配注法更加符合油藏实际,使有效开发年限更长,最终水驱采收率更高。该方法可以为同类注水开发油藏的合理配产配注提供参考。     

热带气旋中期路径的动力相似预测方案

提出一个西北太平洋热带气旋中期路径的动力相似预测方案.方案应用热带气旋初始参数和数值预报产品,构造未来时刻环境要素场的多元客观相似判据.通过定义非线性的相似指数综合评估历史热带气旋样本与预报热带气旋在多元判据下的连续动态相似程度,以此找到相似样本.应用相似样本的历史路径进行坐标变换、相似指数的权重综合和惯性动力修正,得到热带气旋中期预报路径.预报试验表明该方案具有预报技巧.     

渤、黄、东海潮汐、潮流的数值模拟与研究

基于FVCOM海洋数值模式,采用高分辨率的三角形网格,对渤、黄、东海的潮汐、潮流进行数值模拟,并通过比较120个沿岸验潮站和14个潮流观测站的实测与模拟结果进行模型验证,两者符合较好。根据模拟结果,给出了四个主要分潮的潮汐同潮图和5m层潮流最大流速及最大潮流同潮时分布。渤、黄、东海共有5个半日分潮和3个全日分潮的独立旋转潮波系统,且都呈逆时针方向旋转;半日潮流和全日潮流各有12个圆流点;在冲绳岛和奄美岛两侧的4个半日潮流圆流点分别呈对称分布,其中有3个为本文首次给出;在日本九州岛西侧还新给出2个全日潮流圆流点。有关它们的存在性需要实测资料的进一步检验。     

黄海微食物环生态模型的建立与校验

细菌降解有机物又由小型浮游动物摄食回到主食物链的微食物循环被认为是海洋生态系统稳定的重要因素,是主食物链的必要补充,而对该作用的认识需要模型量化。本研究在已有黄海浮游生态系统模型基础上,增加微食物环过程(打开已有模型中营养物质转化的隐形参数关系,建立异养细菌与有机物和浮游动物之间的能量流动联系),考虑黄海营养状况,建立了1个基于磷、硅循环,包括细菌、浮游植物(小型和大型)、浮游动物(小型、大型和捕食性)生物量、磷营养盐浓度(磷酸盐、溶解态有机磷和颗粒态有机磷)及硅营养盐浓度(硅酸和生物硅)共11个生态变量的二维微食物环生态模型。在普林斯顿海洋模型模拟的黄海气候态天平均二维温度场和流场的驱动下,以该模型模拟了生态系统各营养级生物量分布的季节变化,分析了食物网能量流动关系,其结果符合黄海生态系统变化规律;模拟的溶解有机磷浓度、颗粒有机磷浓度、细菌生物量等与相关文献观测中结果相比在合理范围内或变化一致,证明模型是可信的,可为进一步研究陆架海微食物环作用提供依据。     

南海与厦门湾海水中210Po和210Pb的粒级分布

对南海和厦门湾表层水中210Po和210Pb的粒级分布特征进行了研究.结果表明,南海海水中210Po和210Pb在不同粒级颗粒物中的体积比活度高低顺序为:(＜0.4μm)＞(0.4～2.0 μm)＞(2.0～10 μm)＞(＞10μm).210Po、210Pb主要存在于＜2.0 μm粒级颗粒物中.厦门湾210Po体积比活度高低顺序为:(2.0～10 μm)＞(＜1.2μm)＞(＞10μm)＞(1.2～2.0 μm),210Po主要存在于＞2.0μm粒级颗粒物中.南海不同粒级颗粒物中210Pb的质量比活度差异不大,0.4～2.0 μm和2.0～10 μm粒级210Po质量比活度约为10μm粒级210Po比活度的3倍.厦门湾210Po的质量比活度比南海相应粒级210Po低约1个数量级,且各粒级间差异不大,表明不同粒径颗粒物在210Po和210Pb清除过程中的作用不同.210Po和210Pb的固-液分配系数(Kd)及分馏因子(α)进一步证实南海0.4～2.0 μm粒级颗粒物对210Po的清除能力比其它粒级颗粒物更强,而＞10μm粒级颗粒物对210Pb的清除能力比其它粒级颗粒物更强.不同粒级颗粒物中210Po与210Pb之间的不平衡状况揭示了不同粒级颗粒物不同的来源,为210Po/210Pb不平衡示踪颗粒物来源提供了依据.