等面积纬度和等量纬度间的直接变换

为了便于实现等面积方位投影与椭球等角圆柱或圆锥投影之间的变换,借助具有强大符号运算功能的计算机代数系统Mathematica,推导出了等面积纬度和等量纬度之间变换的直接表达式,进一步将表达式改进为适合电算的形式,并将其系数统一表示为关于椭球偏心率e和椭球第三扁率n的幂级数形式。通过算例分析表明:基于第三扁率n的幂级数表达式具有更紧凑的形式和更好的收敛性,且导出公式的计算误差分别小于10^-8和10^-8″,可以满足大地测量和地图制图计算精度要求。     

全新世安塞剖面的磁学特征变化历史及其受控因子分析

黄土高原黄土是第四纪古气候研究的主要对象之一,磁化率是黄土古气候研究的主要代用指标。然而,黄土地层磁学特征的主控因子依然存在争论。本文选取黄土高原中部的安塞黄土剖面为研究对象,对地层进行系统的磁学特征分析。安塞剖面在早全新世至中全新世早期(~10000~8500 a)黄土层中磁性矿物含量较低且呈递增趋势,中全新世(8000~3000a)古土壤层中磁性矿物含量较高,在中全新世中期(7000~5000a)达到最高随后呈递减趋势,晚全新世(3000 a以来)黄土层中磁性矿物含量很低并呈递减趋势。此外,地层的磁学特征表现出3次快速变化：6500 a前后,地层中磁性矿物含量迅速增加;4500 a前后和2700 a前后,地层中磁性矿物含量快速降低。通过与全新世降水和气温等气候因子对比发现降水量是控制安塞剖面中次生强磁性矿物含量变化的关键性气候因子,低温并不能增加地层中强磁性矿物含量,而高温则可能限制地层中强磁性矿物的形成。土壤中强磁性矿物含量变化对气候好转响应迟缓,对气候恶化响应迅速。     

FIO-ESM气候模式北太平洋海表温度和降水的季节性预报技巧评估

The seasonal prediction of sea surface temperature(SST) and precipitation in the North Pacific based on the hindcast results of The First Institute of Oceanography Earth System Model(FIO-ESM) is assessed in this study.The Ensemble Adjusted Kalman Filter assimilation scheme is used to generate initial conditions, which are shown to be reliable by comparison with the observations. Based on this comparison, we analyze the FIO-ESM 6-month hindcast results starting from each month of 1993–2013. The model exhibits high SST prediction skills over most of the North Pacific for two seasons in advance. Furthermore, it remains skillful at long lead times for midlatitudes. The reliable prediction of SST can transfer fairly well to precipitation prediction via air-sea interactions.The average skill of the North Pacific variability(NPV) index from 1 to 6 months lead is as high as 0.72(0.55) when El Ni?o-Southern Oscillation and NPV are in phase(out of phase) at initial conditions. The prediction skill of the NPV index of FIO-ESM is improved by 11.6%(23.6%) over the Climate Forecast System, Version 2. For seasonal dependence, the skill of FIO-ESM is higher than the skill of persistence prediction in the later period of prediction.     

山东半岛南北两侧海域真核浮游生物群落特征及与环境因子的相关性分析

为了解山东半岛南北两侧的烟台崆峒岛(KTD)海域和日照东港(DG)海域真核浮游生物群落特征,采用高通量测序技术,以18S rDNA V4区为目标基因,对2017年10月至2018年7月两海域的真核浮游生物多样性进行了检测;同期测定两海域的环境因子(溶解氧、氨氮含量等10个理化指标),并与真核浮游生物丰富度做相关性分析。实验结果表明:通过高通量测序技术共鉴定出浮游生物455种,其中,KTD海域共检测出真核浮游生物36个门类424种;DG海域共检测出真核浮游生物34个门类365种。绿藻门(Chlorophyta)、硅藻门(Diatomea)是两海域浮游植物中整体丰度最高的门类。KTD海域,绿藻门各月丰度在3.0%—21.3%之间,其中2018年7月(K1807)最高,达到了21.3%;硅藻门各月丰度在2.0%—16.59%之间,其中2018年2月(K1802)最高,达到了16.59%。DG海域,绿藻门各月丰度在2.0%—12.3%之间,其中2017年11月份(D1711)最高,达到了12.3%;硅藻门各月丰度在2.0%—47.0%之间,其中1月(D1801)最高,达到了47.0%。占优势地位的浮游动物主要是节肢动物门类的物种,其每月丰度分别在6.0%—38.9%和7.6%—48.6%之间。环境因子相关性分析表明水温、DO、pH、硅酸盐、硝酸盐氮等环境因子为影响该海域浮游生物群落结构的主要因子。研究结果对了解双壳经济贝类养殖区饵料组成及其在时空的变化,对海岸带食物网、生态基础管理和海洋经济贝类养殖生产等方面提供数据支撑。     

海洋区域地质图数据库建设标准编制技术方案

依据我国近年海洋区域地质调查、制图及数据库建设工作实践,结合国内外主流方法技术,提出了海洋区域地质图数据库建设标准编制的技术方案,试图架起海洋区域地质制图与数据库建设之间的桥梁,推动地图与数据库数据进入重利用与再生产的良性循环。     

Historic changes in flux of matter and nutrient budgets in the Bohai Sea

Over the past four periods （ 1959--1960, 1982--1983, 1992--1993, and 1998--1999）, the ecosystem of the Bohai Sea changed due to both a significant decrease of river water discharge from the Huanghe River and a reduction of precipitation. The shifts in nutrient chemistry could result in changes in the phytoplankton composition with an increased potential for non-diatom algal blooms. Simple box model was used to estimate the water - mass balance and nutrient budgets for the Bohai Sea. Water budgets indicate that the residual flow changed from out of the Bohai Sea before 1993, but became inflow to the Bohai Sea after then. The nutrient budgets developed indicate that the Bohai Sea was a sink for nutrients except for phosphate in 1959--1960 and 1982-- 1983 and for silicate in 1982--1983. Net water flow transports nutrients out of the Bohai Sea in 1959--1960, 1982--1983 and 1992--1993, but into the sea in 1998--1999 due to climate changes, such as precipitation and subsequent freshwater discharge. The residual fluxes of nutrients are minor relative to atmospheric deposition and riverine inputs. Conversions of phosphate values to carbon by stoichiometric ratios were used to predict that the system was net heterotrophic before 1982--1983 and net autotrophic after then. Nutrient budgets can explain the change of nutrient concentrations in the Bohai Sea except nitrates, which should include the surface runoff.     

海底观测网发展现状及趋势研究

文中详细研究了当前世界上最典型的海底观测网的建设发展规模、形式、设备类型以及我国海底观测网的发展现状,并对国内外海底观测网的发展趋势进行总结。对日本、加拿大、美国及欧洲的海底观测网进行了设备级研究,对我国台湾地区、东海、南海的海底观测网现状进行了研究,并讨论了国外先进观测网对我国的海底观测网建设的借鉴意义。文中总结出海底观测网发展的整体趋势为:单节点网络加速验证新型设备及传感器的水下能力;区域尺度网络用于加速多学科发展并提升灾害预警能力;而浮标平台网络作为补充,铺设在远海区域以降低阶段建设成本。     

桂林洞穴滴水对应CaCO3沉积物的稳定同位素特征与环境意义

桂林地区降水及茅茅头大岩滴水滴速和现代碳酸盐的碳氧同位素研究表明:(1)滴水沉积的δ18O达到了同位素沉积平衡,洞穴滴水的δ18O与同期降雨的δ18O值呈正相关关系;(2)在旱季和湿季交替时,滴水δ18O值滞后于降雨δ18O受活塞效应的影响;(3)δ13C难以达到同位素沉积平衡,主要受滴水动力学影响;(4)同一洞穴不同滴水对环境的响应不同,如果洞穴顶板覆盖较厚,水分在土壤和岩层中滞留时间较长,滴水则反映受到平滑作用的降雨,反之则波动较大。     

CMIP5气候模式下淡水通量变化

基于全球降水气候态计划(GPCP)的降水资料和美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的客观分析海气通量(OAFlux)的蒸发数据,对CMIP5的13个耦合模式的淡水通量历史模拟结果进行评估。结果表明:模式能够模拟出淡水通量的气候态空间分布,但普遍存在双热带辐合带(ITCZ)现象,热带海域是模式模拟不确定性最大的区域。模式能较好模拟出纬向平均的淡水通量的分布特征,但量值较实测偏小,且由于模式对1月10°S附近淡水通量的模拟过低,导致年平均的赤道和10°S之间的淡水通量模拟存在明显的偏差。季节尺度上,模式对北半球淡水通量的变化特征有很好的模拟能力,但对南半球的模拟能力不足。年际尺度上,模式普遍能够刻画ENSO引起的淡水通量在太平洋中部同西太平洋以及印尼贯通流反相变化的空间分布特征,但是时间特征模拟很差。从各个方面评估模式的历史模拟结果,多模式集合的结果都要优于单个模式的结果。全球变暖背景下,未来淡水通量变化最显著的区域位于热带和亚热带区域。原本蒸发(降水)占主导的海域,蒸发(降水)更强。不同气候情景下,淡水通量变化的空间形态没有显著变化,但RCP8.5气候情景下模拟的淡水通量变化幅度及模式间变化的一致性均强于RCP4.5的结果。     

桑沟湾沉积碳库年汇入速率的长期变化及其区域性差异

对取自桑沟湾北西南三根柱样近200 a碳来源及埋藏通量的解析,分析了湾内不同站位各形态碳的差异性,进而对全湾碳埋藏进行了估算。湾内环流、贝藻养殖等造成湾内不同区域碳埋藏的差异;桑沟湾总碳（TC）平均量1.79%,有机碳（TOC）平均量0.54%,无机碳（TIC）平均量1.25%,TOC含量相对较小,为海陆混合来源,以陆源有机碳（C_t）为主,大规模人工养殖后,海源有机碳（C_a）有明显增加的趋势。桑沟湾碳埋藏通量平均为228.9 g/（m2·a）,以无机碳为主要埋藏形式（约占70%）,高的沉积速率及生物残骸沉降使桑沟湾养殖区碳的来源及埋藏区别于其他陆架海域。