基于SAR多普勒质心频移的海面流场迭代反演算法

为了克服SAR多普勒质心频移法反演海面流场时风场贡献去除困难的难题,本文提出了基于M4S模型的弦截下山法,利用其迭代计算局部区域的海面流场;然后估算整幅SAR图像中风场对多普勒速度的风贡献因子$\gamma $;最后去除风场对多普勒速度的贡献。将该算法用于Radarsat-2数据反演海面径向流速,并利用匹配的实测数据验证反演精度。研究结果表明,本文提出的弦截下山法具有良好的收敛性和较高的收敛速度,而且对本文中使用的两景SAR数据,反演的海面径向流速偏差分别为0.04 m/s和0.15 m/s。     

日照岚山港北作业区邻近海域春、秋季浮游动物群落结构研究

以2015年5月(春季)和10月(秋季)在日照岚山港北作业区邻近海域进行的浮游动物调查数据为例,分析了该海域浮游动物的群落结构特征。调查海域两季共发现浮游动物成体20种,浮游幼虫7类,其中春季成体12种,浮游幼虫4类,秋季成体19种,浮游幼虫6类;春、秋两季调查浮游动物平均丰度分别为128.1 ind./m³、103.3 ind./m³;平均生物量(湿重)分别为1 129.9 mg/m³、954.3 mg/m³;平均多样性指数分别为2.39、2.01;平均丰富度指数分别为0.85、1.21;平均均匀度指数分别为0.87、0.62;春季调查优势种为强壮箭虫(Sagitta crassa)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)、真刺唇角水蚤(Labibocera euchaeta)、太平洋纺锤水蚤(Acartia pacifica)、球型侧腕水母(Pleurobrachia globosa),秋季调查优势种为太平洋纺锤水蚤、小齿海樽(Doliolum denticulatum)、强壮箭虫、真刺唇角水蚤;聚类分析表明,调查海域浮游动物可划分为3个群落。本研究可为深入研究该海域浮游动物群落结构提供重要的基础数据。     

大西洋经向翻转环流对岁差响应的气候背景依赖性

大西洋经向翻转环流（Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC）是气候系统重要的组成部分,其强度变化可直接影响南北半球的热量分配,厘清其变化机理对全球变暖背景下的未来预估至关重要。海洋沉积物记录发现,在晚更新世,AMOC的变化与地球岁差周期有紧密联系,但其物理机理尚不清楚。本文利用海洋−大气耦合气候模型—COSMOS（ECHAM5/JSBACH/MPIOM）模型,通过敏感试验,分析在冰盛期冷期和间冰期暖期气候背景下,AMOC对地球岁差变化的响应机理。结果表明：岁差降低引起的北半球夏季太阳辐射增强,会导致间冰期暖期背景下的AMOC显著减弱,但对冰盛期AMOC的影响并不明显。通过进一步分析发现,在间冰期暖期,夏季太阳辐射增强,造成高低纬大西洋海表的升温,同时促进北大西洋高纬度地区的局地降水,两者导致北大西洋表层海水密度降低,共同削弱大西洋深层水生成。而在冰盛期冷期,大西洋高低纬度地区的响应对AMOC的影响反向—副热带升温触发的海盆尺度低压异常,通过其南侧的西风异常削弱大西洋向太平洋的水汽输送,导致净降水增多,海表盐度下降;同时,高纬度升温造成的海冰减少,促进了海洋热丧失,海表失热变重,有利于大西洋深层水的生成,最终两者的共同作用导致AMOC对岁差变化的响应偏弱。本文系统揭示了不同气候背景下,岁差尺度AMOC变化的控制机理,对理解晚更新世AMOC重建记录中持续存在的岁差周期具有重要启示意义。     

日本海中尺度涡旋时空变化特征研究

本文利用1993–2019年基于海表面高度异常的涡旋数据集和高度计数据统计分析了日本海区域中尺度涡旋的大小、极性、生命周期、振幅、传播等表面特征的时空变化规律。27年间,共探测到1 429个涡旋,气旋和反气旋数量基本相当,其中气旋675个,反气旋754个。两种极性涡旋均具有较强的季节变化：秋季较多,冬季次之,春季最少。郁陵盆地、大和盆地等为涡旋多发区域呈现西南–东北向带状分布。其中,南部海域反气旋占优,靠近津轻海峡的北部海域气旋占优。西部和南部受东韩暖流和对马暖流的驱动,涡旋移动方向与流场基本一致,北部涡旋与黎曼寒流以及副极地锋流有关。研究表明,动力学不稳定是涡旋在秋冬季大量产生的重要原因。此外,半封闭盆地、局地流场以及复杂的海气相互作用等都可能会对涡旋的产生和消亡造成一定影响。     

山东地震台网监测预警能力评估分析

国家地震烈度速报与预警项目已进入试运行阶段,山东全省作为重点预警区,其预警能力直接关系山东及其周边地区的预警效能。为精确评估山东地震台网的监测预警能力,以本台网所记录到的波形数据为基础,将仪器最大概率峰值位移作为背景噪声评估指标获得山东地震台网的监测能力。在此基础上,考虑到预警时效性需求,系统评估了山东地震台网中,由125台速度计组成的测震台网、由152台加速度计组成的强震台网、由1198台烈度仪组成的烈度台网及其融合网的预警最小震级和首报时间。结果表明,山东地震台网平均监测能力达到M_L0.4,最小值可达M_L-0.2,最大值可达M_L1.1; 测震、强震和烈度台网“三网”融合后预警最小震级、首台触发后和震后的预警时间平均值分别约为M_L2.2、3s和5s,“三网”融合进行预警的策略可以满足地震预警“稳、准、快”的要求。     

阿富汗地震R/S分形特征及地震活动性分析

地震的发生具有非线性特征,分形理论能够刻画地震时空分布特征及其变化过程。本文基于R/S分析方法确定阿富汗主要地震带的分形特征,利用ARIMA模型对兴都—库什山地震带可能发生的年度最大震级进行预测。R/S分析表明,兴都—库什山地震带Hurst指数为0.9125,地震活动记忆周期为8年; 苏莱曼山地震带Hurst指数为0.7281,地震活动记忆周期为9年。兴都—库什山和苏莱曼山地震带地震活动的变化趋势与历史变化一致,且兴都—库什山地震带的趋势延续性比苏莱曼山地震带更为显著。ARIMA模型预测结果显示,2022—2026年兴都—库什山地震带可能发生的年度最大震级分别为M_b6.2、M_b6.1、M_b5.8、M_b5.8和M_b6.1。     

我国市县地球物理监测资源评估

我国地球物理监测站网主要由GNSS、定点形变、重力、地电、地磁、地下流体六大观测站网组成,由国家站、省级站和市县站构成基本监测单元。市县站观测手段多、站点数量庞大,是地球物理监测站网的重要组成部分。为摸清市县站监测资源底数、统筹利用市县监测数据,中国地震局历时2年完成了我国市县地震监测资源评估工作。基于此项工作,本文从观测环境、观测系统、数据质量和预报应用四个方面对我国市县地球物理监测资源进行简要分析,评估结果显示: 37.8%的测项评估为合格,可直接纳入国家地球物理数据库管理,47.9%的测项评估为基本合格,可纳入国家市县数据库管理,14.3%的测项评估为不合格,需要停测或者优化改造。针对评估结果,简要分析了市县监测运维工作存在的主要问题并提出具体可行的解决建议,为提升市县站监测质量提供参考。     

基于走航观测数据的ERA5南海北部夏季短波辐射收支评估

海表短波辐射收支是海–气界面能量交换的重要物理过程。本研究利用2019年南海北部夏季科考航次的走航观测数据,评估了ERA5再分析数据的海表短波辐射通量收支。结果表明,ERA5的向下短波辐射相比观测偏小,11时和15时（北京时间）的偏差最大,可达−100 W/m² 。与此同时,ERA5的海表反照率整体偏低,其中高太阳高度角时段偏差较小,约为−0.03,低太阳高度角时段偏差较大,约为−0.15。向下短波辐射和反照率的偏差共同造成ERA5白天平均海表净短波辐射通量比观测偏小约25.4 W/m²;其中,反照率低估抵消了约50%向下短波辐射偏差的贡献。研究表明,在不同大气透射率情况下,ERA5的海表辐射收支偏差存在不同表现。ERA5海表反照率的低估可能与其采用的参数化方案在南海北部的适用性不足有关。基于观测本研究也给出了一个简单的参数优化方案。     

九龙江口潮滩表层沉积物有机质的分布、来源及沉积环境指示意义

本研究旨在揭示九龙江口潮滩有机质含量及其来源的时空分异规律,寻找有效识别潮滩沉积环境的有机碳指标,以便更好地将有机碳应用于河口沉积微相识别和古环境研究。在九龙江口潮滩不同地貌单元,于夏季和冬季采集41个表层沉积物,进行粒度、总有机碳（TOC）、总氮（TN）和稳定碳同位素（δ¹³C）测试。结果显示：从高潮滩至低潮滩,沉积物粒度逐渐变粗,TOC、TN和C/N变小,δ¹³C值偏正。高潮滩有机质来源以陆源和红树林贡献为主,中潮滩以海源和互花米草贡献为主,低潮滩以海源贡献为主。九龙江口潮滩有机质的分布和来源受控于河口陆海相互作用的季节变化、潮滩沉积动力分异和潮滩植被分布。高潮滩与中–低潮滩之间,TOC存在显著性差异,TN、δ¹³C存在极显著性差异,因此参数组合TOC、TN和δ¹³C可作为高潮滩与中–低潮滩的有效判别指标。     

基于耳石微化学的东海大黄鱼洄游路线推测

近年来,东海频现对大黄鱼（Larimichthys crocea）大网捕获（吨级规模以上）,引起了对衰退中的野生大黄鱼资源保护的担忧。为查明东海野生大黄鱼洄游规律,本文根据2020−2022年在浙江近海产卵场和外海越冬场采集的不同批次野生大黄鱼样本,利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS）测定耳石微化学元素,结合聚类分析和主成分分析（PCA）,对不同大黄鱼群体进行了划分,结合耳石的年轮特征,研究大黄鱼群体的栖息生境,推测大黄鱼洄游路线。结果表明,Ba/Ca $\leqslant$0.004 2时可以判定为海洋栖息生境,Ba/Ca $\geqslant$ 0 .008 1时可以判定为河口栖息生境,0.004 2 < Ba/Ca< 0.008 1时可以判定为混合栖息生境。根据该阈值范围,判定本次采样的大黄鱼的5种生境类型：（1）近海产卵,近海混合水域短暂栖息类型（占22.2%）;（2）近海产卵,阶段性往复混合生境栖息类型（占15.6%）;（3）近海产卵,河口水域育幼索饵,外海越冬栖息类型（31.1%）;（4）河口产卵、混合水域育幼,外海越冬栖息类型（6.7%）;（5）近海混合水域短暂产卵,绝大部分时间海洋生境栖息类型（24.4%）。对所有样本的Ba/Ca核心、峰值和边缘值进行PCA,5种栖息类型的样本均匀分布在第一轴的两侧,大部分时间都在海洋生境中的G1、G2和G5,以及受陆源影响较大的G3和G4。同时,PCA结果同时也显示,5种类型样本均会近同步地在近海岛礁处出现,这表明外海、近海和河口的群体由于洄游等因素的影响会出现混合,说明了舟山岛礁水域对大黄鱼产卵育幼的重要性。本研究为东海大黄鱼近海产卵场、索饵场和外海越冬场之间洄游履历,以及大黄鱼洄游路线推测提供一定依据。