依据水文强化观测计算胶州湾水体混合参数

根据2001年夏季胶州湾连续站观测资料,从分析潮汐、潮流特征和温度、盐度变化趋势入手,计算了湍动能耗散率和密度扩散系数.借助调和分析、谱分析、线性回归和经验正交分析方法,得到各观测要素的统计特征,并讨论其成因.研究表明,胶州湾以半日潮振荡占优,水平潮流表现为往复流的形式;由于观测前台风过境,降水骤增,径流量变大,温度、盐度层化显著,并伴随湾内与外海水交换的进行,温/盐与潮位分别表现为显著的负/正相关,盐度逐日升高并趋于新的平衡;湍动能耗散率和密度扩散系数的量级分别为10-5w·m-3和10-6m2·s-1,受强潮流剪切影响该值明显高于陆架边缘海域,其空间主要模态表现为表层小、底层大,相应时间系数存在大约6h的显著周期.     

浅海环流研究的一种新方法

提出在较强夏季跃层存在条件下的一种研究浅海环流的新方法。该方法是根据海洋温度和盐度的时间和空间变化资料．以及该水层通过其边界（海－气或跃层）所进行的热量和质量交换，计算环流的流速和流向。作为实例，对南黄海冷水团区进行了试验，结果表明，该方法合理、可行。     

渤海浮游植物生物量时空变化初析

本文根据 4 0年间收集的综合观测资料、部分成果以及 1998/ 1999年本课题执行的 2个航次的调查和岸边监测 ,分析了渤海浮游植物生物量的年循环规律、水平分布的年际变化及长期变化。结合渤海水温、盐度、黄河径流量及营养盐浓度的变化 ,初步分析了原因。渤海为高生产力陆架海 ,每年有 2次生物量的高峰期 ,水华时间有 1个月的前后移动 ;生物量及其水平分布的年际变化大于 10年际变化。渤海温盐有增加趋势 ,无机氮浓度增加、磷酸盐浓度降低 ,河流输入变化只影响局部海域子系统 ,近岸海域的富营养化使得营养盐更多地消耗在近岸 ,而中央海区依然保持良好水质。物理系统的变化是该时空变化的重要原因之一。     

夏季南黄海潮混合锋的分布

本文根据南黄海风、潮、热通量等实测资料,用stigebrandt的一维模式,对夏季南黄海潮混合锋的位置进行模拟。通过对阳光透射效应和风作用的讨论发现,可以忽略阳光透射对锋的水平位置的影响,而风的作用则是不可忽略的。根据实测锋的剖面结构,文中特别指出,由于浮力平流效应,表层锋水平位置往往与底层锋相距较远,应对二者分别研究。尽管文中的一维模式也不能对受浮力平流影响较大的表层锋准确模拟,但计算结果与实测底层锋符合良好,可见,用此模式来研究底层锋是合适的。     

黄海春季水华过程中微微型浮游生物的变化特点

于2007年3—4月在黄海中部海域采用流式细胞术研究了春季水华过程中聚球藻、微微型真核浮游生物和异养细菌的生物量变化。聚球藻和微微真核型浮游生物的生物量与叶绿素a浓度变化基本呈现相反的趋势,在水华前期较高,水华期迅速下降,直至水华后期又有所升高。异养细菌在整个水华过程中变化较小,生物量在水华期最高,与水柱叶绿素a浓度呈极显著正相关(r=0.319,p<0.01)。水华期这三类微微型浮游生物对浮游植物总碳生物量的贡献很低。纤毛虫和鞭毛虫捕食可能是导致聚球藻和微微型真核浮游生物在水华期生物量降低的主要原因。     

2011年春、夏季黄、东海水团与水文结构分布特征

根据2011年春季(4月)夏季(8月)两个航次调查的CTD温盐资料,获得观测期间黄、东海主要水团特征:(1)夏季黄海冷水团10℃等温线在黄海海域中部30m以深,影响范围西至122°E南至34°N,最低温度为6.2℃,比气候态平均冷水团温度低约2℃;(2)夏季冲淡水以长江口为中心,呈半圆形向外扩展,并无明显NE转向,30.00等盐线在32°N断面上东至124°E,南至29.5°N,扩展范围与往年相比偏西1°左右,而在SE方向较往年有明显延伸扩展。水文结构特征为:(1)春季,温跃层主要在南黄海中部以西,跃层强度仅为0.10—0.40℃/m;密跃层主要在长江口以东,跃层强度0.20—0.30kg/m4;(2)夏季,温跃层强度最高值在长江口东北,跃层强度达到2.41℃/m,上界深度5.5m,厚度2.5m;黄海温跃层强度普遍强于东海,主要是冷水团区域表底显著的温度差异造成;密跃层强度高值区在33°N断面西侧海区,强度达到1.38kg/m4,上界深度5.5m,厚度约为1.5m;沿长江冲淡水舌轴方向的密跃层强度为0.30—0.60kg/m4,自西向东逐渐减弱。     

东海陆架表层水温年际变化时空特征分析

结合东海沿岸嵊山(北)和厦门(南)站1960—2001年海表温度(SST)监测数据与东中国海1982—2011年AVHRR水温资料,讨论了台站监测的空间代表范围,分析了东海陆架SST年际变化的时空特征。结果表明,嵊山和厦门站SST变化分别代表内陆架和台湾海峡。东海陆架52年来SST总体呈升温趋势,冬季最为显著;内陆架的升幅远大于台湾海峡。内陆架水温冬季分别在1977年和1995年发生两次跃升,共升温2.34℃;春、夏、秋季均在1994年发生冷暖转折,分别升高1.19℃、1.43℃和1.16℃。台湾海峡水温冬季在1989年跃升0.91℃,夏季在1987年跃升0.38℃,春、秋季则在1996—1997年间分别升温0.80℃和0.58℃。全年水温变化最大处在长江口附近内陆架海区,可能的主导因素是低盐水与外海水混合:随季风、降水、径流变化的沿岸流、长江冲淡水和台湾暖流给该区域带来不同水团,使得热量向下层输运减少,从而导致东海内陆架升温快于其它海区。     

利用卫星资料分析黄海海表温度的年际与年代际变化

海表温度长期变化在一定程度上反映了海域的气候变化信号,卫星遥感资料是获取高时空分辨率水温长期变化的有效手段。基于国家海洋局1982—1999年黄海断面监测器测数据的2 954组水温数据对时空匹配的卫星(NOAA/AVHRR)反演海表温度(SST)进行校验,计算得到卫星反演SST系统偏差为(0.18±1.00)℃。卫星反演的水温空间分布以及长期变化趋势与器测趋势较为一致,可以用来研究海域SST长期变化规律。利用校验后1982-01～2011-08NOAA/AVHRR的SST数据,分析了该时段黄海冬夏季代表月2、8月海表水温的变化规律。结果显示:(1)近30a,黄海冬季水温有2次跃迁:1989—1990年由冷至暖的状态跃迁,2000-2001年出现由暖至冷的状态转变;1990年代冬季水温达最高,相比1880年代,水温升高1.07℃,新世纪水温稍有降低,水温较1990年代下降了0.53℃,温度变化较大区域位于北黄海、山东半岛沿岸,苏北浅滩毗邻海区,该区SST与局地经向风场存在显著正相关,且北极涛动通过影响冬季风间接影响黄海水温变化;(2)夏季海表水温在1994—1995年呈现由冷至暖的状态跃迁,冷、暖期水温相差0.57℃,水温变化较显著的区域为黄东海分界处,其具体变化机制需深入研究。     

水母灾害的形成机理、监测预测及防控技术研究进展

受人类活动和全球变化双重压力的影响,近年来我国近海水母呈现增多的趋势,局部海域水母灾害连年发生,对近海核电站等重大设施安全运行、海洋经济可持续发展和海洋生态环境安全造成严重威胁。我们不仅亟需在科学上阐明我国近海水母灾害发生的重要过程和机制,而且在技术上亟需研发水母灾害监测预警系统和防灾减灾技术体系,以提升我国海洋水母灾害应对能力和海洋环境安全保障能力。本文在查阅文献资料、国际交流与合作、课题组的研究成果的基础上,综述国内外水母灾害的形成机理、水母灾害监测及防控技术的研究进展,分析各种水母监测技术,防控技术的局限性以及在特定海域成功应用的原因,展望今后我国水母灾害的监测技术及防控策略。     

四个耦合模式在模拟和预测东亚季风系统方面的对比分析

基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告(AR4)中的海气耦合模式实验,本文研究了温室气体辐射强迫达到4.5 W/m2(Representative Concentration Pathways,RCP4.5)未来情景下东亚地区季风气候变化,对4个海气耦合模式(FGOALS_s2.0(Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System model_s2.0)、GFDL_CM3(Geophysical Fluid Dynamics Laboratory Coupled Model v3)、MPI_ESM_LR(Max Planck Institute-Earth System Model-Low Resolution)和MIROC5(Model for Interdisciplinary Research on Climate v5))的模拟结果进行了对比。结果显示,各模式均能较好地模拟东亚地区的季风气候态特征,例如冬、夏季盛行风向,降水、热通量的季节和海陆分布特点及降水北进南撤特征。然而,各模式的模拟结果之间也存在差异,例如与再分析资料相比,FGOALS_s2.0模拟的风速偏大,GFDL_CM3模拟的降水较低,综合比较得出,GFDL_CM3对东亚地区气候变化的模拟效果最好。对未来气候的预测方面,4个模式给出较为一致的结论:未来100 a东亚季风的总体变化趋势为季风环流夏季风增强,冬季风减弱,夏季风速增加3.7%左右;降水增加,尤以陆地增加明显,东亚地区未来降水全年增加量约为4.62%;大部分地区热通量有增加的趋势,这是温室效应增强的结果。