海洋科学大数据共享与价值研究

大数据时代背景之下,随着海洋数据体量的快速积累和数据技术的迅猛发展,海洋科学数据高效管理和价值挖掘成为了重点课题之一.本文基于海洋科学大数据获取、存储、服务和管理的现状,分析了海洋科学大数据共享的技术问题和障碍,提出了海洋科学大数据共享服务的发展建议,以期为海洋大数据未来高效管理和可持续发展的理论与实践提供信息支撑.     

青岛市地质资源环境承载能力评价关键技术与应用

通过了解青岛市地质资源分布特征和区域地质环境条件,从地质资源和地质环境2个方面科学合理选取评价因子,建立评价指标体系,开展青岛市地质资源环境承载能力评价。评价结果显示,青岛市地质资源相对较匮乏,地质资源环境承载能力整体以强和较强为主,地质资源环境承载能力较弱的地区主要分布在环胶州湾地区、东部崂山山区及西海岸新区的西南部,地质资源环境承载能力弱的地区主要分布在李沧区以北及周边。分别从生产生活空间、农业生产空间及生态环境空间等方面提出了青岛市地质资源环境优化配置建议,为青岛市地质资源合理利用与地质环境安全保障提供科学依据。评价结果能够为区域国土空间规划提供建议。     

细菌细胞膜脂记录的西太平洋暖池约4Ma以来沉积物风尘陆源输入变化

西菲律宾海作为西太平洋暖池的一部分,重建其在地质历史时期的热力学变化、陆源输入变化,对于理解西太平洋暖池在全球地质时间尺度上的作用具有重要意义.利用古菌与细菌的细胞膜质甘油二烷基甘油四醚(glycerol dialkyl glycerol tetraethers,GDGTs)对西菲律宾海XT-47孔沉积物的陆源输入及其...     

缢蛏(Sinonovacula constricta)心率Arrhenius拐点温度(ABT)及其与生长性状相关和通径分析

运用一种无损伤性的生物心跳参数红外监测方法,记录分析了96只缢蛏个体在22—38°C温度变化范围内波形特征和心率数据,依据阿伦尼乌斯方程直线拟合求得每个个体心率的阿伦尼乌斯拐点温度(Arrheniusbreaktemperatures,ABT)指标,并进一步分析了缢蛏心率ABT与其生长性状的相关关系。结果表明:缢蛏心跳在温度上升过程中不断变化, 22—34°C范围内可采集获得心脏搏动的稳定波形,且心跳速度在前期呈现随温度的上升而加快,到后期随温度上升而减弱,平均心率31°C达峰值为33.65BMP,同时缢蛏个体之间的心率差异明显,22°C时个体间差异最大,范围在13.90—27.95BMP,平均心率为19.66BMP,变异系数达14.06%,26—31°C时个体间的差异相对较小,但变异系数也均在8.5%以上;缢蛏所有个体中心率ABT最小值为29.74°C,最大值31.86,平均值为31.02°C。建立了缢蛏心率ABT受生长性状影响的最优回归方程。壳宽对缢蛏心率ABT的直接负作用最强,直接通径系数为–0.6895,而壳长对心率ABT直接通径系数尽管只有为0.3959,但它还通过壳高、壳宽间接发挥作用(间接通径系数分别为0.221 8,–0.194 1),因而总的影响最大(相关系数为0.423 6)。     

海水循环水系统中环境因子对大西洋鲑体内土腥味物质含量的影响

为获知不同时期封闭式海水循环水养殖系统中水质因子、浮游植物和细菌群落结构对大西洋鲑(Salmo salar)体内土腥味物质含量变化的影响,于2018—2019年4次采集封闭式海水循环水养殖系统的水样和大西洋鲑。测定水体的氨氮、亚硝氮、硝氮、活性磷酸盐等指标,分析水体浮游植物群落结构并通过16S高通量测序测定水体中细菌群落结构,通过微波蒸馏-固相微萃取-气相色谱-质谱联用(MD-SPME-GC-MS)方法,分析大西洋鲑背肌中土臭素(Geosmin,GSM)和二甲基异冰片(2-methylisoborneol,MIB)的含量。研究发现:测定水质指标中温度、溶解氧、盐度、pH、氨氮、亚硝氮、硝氮、活性磷酸盐、总氮、总磷、总悬浮物和溶解性总有机碳在不同时期差异显著。共鉴定出浮游植物7门、13目、26属,蓝藻门(Cyanophyta)、硅藻门(Bacillariophyta)和绿藻门(Chlorophyta)为优势门;不同时期细菌群落中的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),但细菌群落结构存在差异,这主要是由水质差异引起的。在不同时期,鱼体MIB含量均高于GSM含量,MIB为鱼体中主要的土腥味物质,在7和10月MIB含量较高。鱼体土腥味物质含量受浮游植物和细菌群落影响,而水质因子可能通过影响浮游植物和细菌群落的结构,来影响养殖鱼体内土腥味物质的含量。     

地磁日变测量系统便携化方案研究

分析目前海洋磁力测量时,采用G88X系列海洋磁力仪的地磁日变测量系统存在功耗高、体积大、质量重等问题。通过对磁力仪、电缆、数据采集计算机、UPS等各个部件的改装、改造、替换构思,提出一套完整的便携化方案,使整套系统的功耗、体积、质量均显著降低,从而实现系统便携化。     

基于时间平均的海底沉积物声速预测

在海底沉积物声速预测中,把不同海域的物理性质完全不同的沉积物试验数据拟合出一个统一的方程存在不足,不但数据过于离散,而且方程中参量的物理意义不明确。借鉴Wyllie等建立的时间平均方程的思路,基于声传播过程中路程、时间和声速之间的基本关系,引入了表征固液双相之间的堆垒方式和耦合状态对声传播路径影响的耦合系数,建立了沉积物声速预测模型。将鹿回头外海、南海南部和北部的沉积物测量数据进行线性回归分析,分别得出适用于不同海域的沉积物声速预测模型,拟合的复相关系数较大,偏差较小,证明该模型能够反映声速随孔隙度的变化规律,且各参数物理意义明确,具有一定的研究和理论探索意义。     

基于QuikSCAT卫星遥感风场的台风最大风速半径反演及个例分析

建立了一种卫星遥感风场的最大风速半径(Rmax )反演方法.该方法基于 QuikSCAT 风场,结合 JTWC 台风参数资料,将遥感平均风剖面与 Holland 台风模型进行最小二乘法拟合来反演 Rmax.2001-2009年13个台风69幅数据反演结果统计分析表明:用气压表征台风强度的 P 算法遥感反演结果与 JTWC 分析结果的标准差为10.7 km,效果较好.此外,通过0513、0519和0221 3个典型台风过程的 Rmax 演变情况分析表明:对于对称性结构较好的成熟台风,反演结果能较好地反映出不同台风的 Rmax 尺寸差别,台风过程中 Rmax 的演变情况符合台风发展情况;台风风场对称性差、地形以及背景流场的影响,是导致 Rmax 反演出现较大偏差主要因素.     

垂向悬沙扩散与近岸挟沙力理论研究

根据垂向二维悬沙扩散方程和谢才公式,假定泥沙垂向扩散系数为常数或为水深和摩阻流速的函数时,从理论上推导得到一个新的不仅适用一般水域,也适用于高含沙水域的挟沙力公式。公式一阶近似形式上与近岸海域常用的刘家驹公式相一致也不显含泥沙沉速,从理论上证明了刘家驹公式的合理性,说明其经验公式在理论上也成立。对更高阶近似,公式显含泥沙沉速,与维利卡诺夫以及张瑞瑾等挟沙力公式相一致,说明了张瑞瑾公式的合理性。分析了导出的公式的物理意义以及与刘家驹公式和张瑞瑾公式的异同。新的挟沙力公式也表明挟沙力公式的近似应是流速平方的多项式,选择低阶项作为近似会有一定的误差。     

辽东湾北部近海大型水母数量分布和温度盐度特征

通过2009-2011年5月下旬-7月下旬辽东湾北部近海10m等深线内的大型水母调查数据,分析了辽东湾北部近海近三年中大型水母资源状况,并探讨了辽东湾大型水母的生态类型。结果显示:辽东湾北部近海大型水母种类主要有海蜇(Rhopilema esculentum)、沙蜇(Nemopilema nomurai)、白色霞水母(Cyanea nozakii)、海月水母(Aurelia sp.1),海蜇和沙蜇是优势种。海蜇幼水母阶段主要集中分布在5m等深线以内的近岸河口水域,随着个体增大有略向深水或密度较小的水域扩散的趋势,仍主要分布在5m等深线两侧水域,属于高温低盐种类。6月份调查海区中发现大量的沙蜇幼水母,随着沙蜇个体增大,7月份调查海区中沙蜇数量大幅度减少。辽东湾海月水母在南部海域出现较多,2010、2011年在北部近海部分海域出现。白色霞水母近几年来辽东湾出现较少,栖息在盐度较高的水域。辽东湾各种大型水母中,沙蜇的生长速度最快。辽东湾海蜇幼水母、沙蜇幼水母的海区出现时间要晚于黄、东海。