东太平洋海隆13°N表层含金属沉积物物质组成与元素赋存状态

为了解不同类型含金属沉积物在物质组成和元素赋存状态的差异,对东太平洋海隆13°N洋中脊两侧表层含金属沉积物(站号:E271和E53)进行了矿物学、地球化学分析,顺序提取实验,并与前人对轴部表层沉积物(站号:17A-EPR-TVG1)的研究结果作了对比分析。研究结果表明, E271和E53是远端含金属沉积物,由非浮力热液羽状流中颗粒物沉降所形成的;17A-EPR-TVG1沉积物是近喷口含金属沉积物,由黑烟囱或者热液硫化物丘状体崩塌、堆积,或者由热液羽状流中Fe-Mn氧化物和硫化物快速沉淀而形成的,近喷口沉积物比远端沉积物更富集Fe、Cu和Zn等元素。元素在两种含金属沉积物中的赋存状态基本相同,除了Fe,Cu,Zn,Mo和稀土元素(REE)等元素在远端沉积物中主要存在于Fe-Mn氧化物相,在近喷口沉积物中主要在残留相中。远端沉积物中REE页岩标准化配分模式与海水相似,表明REE主要来自海水,而近喷口沉积物中REE配分模式与热液流体相似,说明REE以高温热液流体来源为主。相关研究结果加深了对热液沉积作用研究的认识。     

北太平洋海浪场和风场特征分析

利用欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF——European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)的1979年1月2014年12月逐6 h的ERA-Interim有效波高和10 m风场资料,分析了近36年期间北太平洋海域海浪场和风场的变化特征。结果表明:1)中低纬度的西北太平洋波高有逐年线性递增趋势,大约在0.2~0.6 cm/a,而低纬度的太平洋东北部海域则以-0.4~-0.2 cm/a的趋势减小。2)风速线性变化趋势显著的区域主要集中在太平洋东北部低纬度海域,约以1.0~2.0 cm/(s·a)的速度在增加。而日本岛四周、菲律宾半岛以南等海域大都以-1.0~-0.5 cm/(s·a)的速度减小。3)北太平洋海域波高和风速都具有明显的季节变化特征,两者具有很强的相关性。西风带内有一个个波高超过10 m的风暴圈,其波高受风浪和涌浪的双重作用。这可为航海、海洋工程设计、军事及海洋能开发与利用等方面提供科学依据。     

海阳砂质海岸岸滩演化

基于海阳近岸海域的水深地形、表层沉积物粒度以及遥感影像等资料,利用泥沙起动流速和沿岸输沙数理公式以及岸滩演化数学模型,探讨了海阳近岸海域岸滩演化特征及主要控制因素。研究结果表明,研究区总体处于动态平衡状态,潮流很难使泥沙发生直接起动,波浪造成的沿岸输沙总体向ENE方向运移。影响研究区冲淤变化的因素主要有河流来沙、波浪以及人工构筑物。河流径流量减小,导致研究区泥沙来源减少,加剧了局部海岸侵蚀;近岸人工构筑物的建设,改变了泥沙输运趋势,并导致局部冲淤环境发生变化;波浪是控制研究区泥沙运移、沉降的关键因素,控制着研究区冲淤演化的整体格局。     

台湾海峡夏季与冬季的水体及热盐通量观测

利用在台湾海峡附近的下放式声学多普勒流速剖面仪(Lowered Acoustic Doppler Current Profiler,LADCP)观测资料和温盐观测资料,通过对连续站的两个季节观测进行正压和斜压潮流分析从而去除潮流得到准定常流,并在此基础上计算了南海和东海之间通过台湾海峡输运的水体及热盐通量。结果表明:台湾海峡大部分海域是半日潮海区(正规半日潮及不正规半日潮海区),半日潮主要分量为太阴半日分潮M2;台湾海峡的水体输运及热盐通量呈现明显的季节变化:夏季台湾海峡内表现为一支东北流向的海流,即台湾海峡暖流,存在3.3 Sv(1Sv=106 m3/s)的东北向水体输运,冬季东北季风较强,西南方向的海流加强,混合层可达到底部,存在1.8 Sv的东北向水体输运。与此对应的热盐通量分别为:夏季热通量为0.34×1015 W,盐通量为118.6×109 g/s;冬季热通量为0.14×1015 W,盐通量为72.9×109 g/s。该结果对台湾海峡通量的研究给出了一个直接观测的准确值,并为相关的数值研究提供了参考。     

Proglacial groundwater storage dynamics under climate change and glacier retreat

Proglacial aquifers are an important water store in glacierised mountain catchments that supplement meltwater-fed river flows and support freshwater ecosystems. Climate change and glacier retreat will perturb water storage in these aquifers, yet the climate-glacier-groundwater response cascade has rarely been studied and remains poorly understood. This study implements an integrated modelling approach that combines distributed glacio-hydrological and groundwater models with climate change projections to evaluate the evolution of groundwater storage dynamics and surface-groundwater exchanges in a temperate, glacierised catchment in Iceland. Focused infiltration along the meltwater-fed Virkisá River channel is found to be an important source of groundwater recharge and is projected to provide 14%–20% of total groundwater recharge by the 2080s. The simulations highlight a mechanism by which glacier retreat could inhibit river recharge in the future due to the loss of diurnal melt cycling in the runoff hydrograph. However, the evolution of proglacial groundwater level dynamics show considerable resilience to changes in river recharge and, instead, are driven by changes in the magnitude and seasonal timing of diffuse recharge from year-round rainfall. The majority of scenarios simulate an overall reduction in groundwater levels with a maximum 30-day average groundwater level reduction of 1 m. The simulations replicate observational studies of baseflow to the river, where up to 15% of the 30-day average river flow comes from groundwater outside of the melt season. This is forecast to reduce to 3%–8% by the 2080s due to increased contributions from rainfall and meltwater runoff. During the melt season, groundwater will continue to contribute 1%–3% of river flow despite significant reductions in meltwater runoff inputs. Therefore it is concluded that, in the proglacial region, groundwater will continue to provide only limited buffering of river flows as the glacier retreats.     

台风“灿鸿”对长江口外海域悬浮体分布的影响

台风作为事件性的强动力因素,其对河口海域沉积环境的影响目前研究较少,开展典型台风事件对长江口外海域悬浮体分布的影响研究对于深入理解长江径流挟带陆源物质向东海陆架扩散机制等具有重要意义。利用2015年09号台风"灿鸿"过境前后长江口外海域现场调查数据,分析台风前后长江口外水体结构和悬浮体粒度分布变化,结合同期环境观测数据与开源数据,阐明台风对河口外海域悬浮体分布的影响机制。结果表明:长江口外海域悬浮体中细颗粒组分(≤ 128μm)主要为无机矿物颗粒,而粗颗粒组分(>128μm)主要是生源有机颗粒。生源有机粗颗粒主要分布于中上层水体,而无机细颗粒主要分布于底层水体,使得长江口外海域悬浮体平均粒径分布呈双层结构。台风前后悬浮体粒度分布变化反映了台风对长江口外海域物理和生物过程的双重影响,其中物理过程主要影响无机细颗粒分布变化,生物过程主要影响有机粗颗粒。台风期间强烈的偏北风使得长江冲淡水在口门外海域由东北输运转为往东输运,与长江冲淡水输运方向一致的表层无机细颗粒在台风后输运方向同样往东。另外,台风作用在河口区产生的下降流将12250-4站位底部再悬浮的泥质沉积物向东搬运至12300-4站,导致12300-4站底层悬浮体浓度增加、粒度变细。台风过境还造成长江口外海域初级生产力提高,而浮游植物生长对悬浮体中有机粗颗粒的形成有促进作用,使得口门外海域上层水体中有机粗颗粒体积浓度升高。长江口外海域由于台风过境导致悬浮体中无机细颗粒和生源有机颗粒含量均增加,使得其平均粒径整体变化不大。     

气温长期演变趋势中城市化的可能影响

利用兰州、上海及其周围站点的１月和年平均气温资料，通过对比，分析了城市化对气温长度演变趋势的影响。结果表明在区域性气候增暖过程中，城市化的影响是不可忽略的。     

南海西沙海域永乐海底峡谷形成演化过程分析

远海孤立碳酸盐台地周缘发育了碳酸盐岩峡谷,对其开展研究有助于深刻理解碳酸盐碎屑沉积物的“源-汇”体系及深水油气成藏等方面。文章利用多波束测深、高分辨率二维多道地震等数据,精细刻画南海西沙海域永乐海底峡谷的地貌形态及内部充填特征,揭示该峡谷沉积演化过程,分析峡谷成因控制因素及稳定性。永乐海底峡谷形成演化可分为萌芽、汇聚和拓展3个阶段,随着演化过程的发展,峡谷规模及对沉积物输运作用增加。永乐海底峡谷形成及演化主要受古地貌隆起形成的负地形和沉积物重力流侵蚀作用影响。峡谷在第四纪以后仍有较明显的活动迹象。分析显示永乐海底峡谷是西北次海盆的重要物质输送通道,其沉积演化过程及稳定性对研究碳酸盐台地沉积物输运等深水沉积过程及岛礁工程建设具有一定参考意义。     

近几十年来西北江三角洲网河区顶点的河相关系

据西北江三角洲网河区顶点马口、三水两水文站1959－1988年的实测大断面、流量、流速和水位资料，采用Leopold的水力几何形态关系建立断面河相关系，探讨两水文观测断面的河相关系特征、年际变化及河相关系的差异。河相关系表明，西北江三角洲的断面水力几何形态指数β1值相对较小，而β3值相对较大，代表了珠江特有的丰水少沙河流的河相关系。     

一种迭代法的圆曲线拟合方法

针对在实际测量工作中量测圆心坐标及半径时存在的问题,该文基于迭代法的思想,推导了一种圆曲线拟合的方法,并用实例数据进行了检验。结果显示,该方法在离散点均匀采集或非均匀采集的情况下均具有良好的拟合效果,与目前在圆曲线拟合方法中普遍采用的最小二乘法相比,具有同样高的拟合精度,验证了该拟合方法的正确性与可行性。