A coupled ice-ocean ecosystem model for 1-D and 3-D applications in the Bering and Chukchi Seas

Primary production in the Bering and Chukchi Seas is strongly influenced by the annual cycle of sea ice. Here pelagic and sea ice algal ecosystems coexist and interact with each other. Ecosystem modeling of sea ice associated phytoplankton blooms has been understudied compared to open water ecosystem model applications. This study introduces a general coupled ice-ocean ecosystem model with equations and parameters for 1-D and 3-D applications that is based on 1-D coupled ice-ocean ecosystem model development in the landfast ice in the Chukchi Sea and marginal ice zone of Bering Sea. The biological model includes both pelagic and sea ice algal habitats with 10 compartments： three phytoplankton （pelagic diatom, flagellates and ice algae： D, F, and Ai） , three zooplankton （copepods, large zooplankton, and microzooplankton ： ZS, ZL, ZP） , three nutrients （ nitrate ＋ nitrite, ammonium, silicon ： NO3 , NH4, Si） and detritus （Det）. The coupling of the biological models with physical ocean models is straightforward with just the addition of the advection and diffusion terms to the ecosystem model. The coupling with a multi-category sea ice model requires the same calculation of the sea ice ecosystem model in each ice thickness category and the redistribution between categories caused by both dynamic and thermodynamic forcing as in the physical model. Phytoplankton and ice algal self-shading effect is the sole feedback from the ecosystem model to the physical model.     

楚科奇海和加拿大海盆表层沉积物中好气异养细菌的地理分布

本文用MPN法测定楚科奇海和加拿大海盆表层沉积物中好气异养细菌(GAB)的含量,并对其地理学分布进行分析。结果表明,研究区GAB的检出率高达100%。4℃时GAB的含量范围、平均含量为4.00×102-2.40×106个.g-1、1.71×106个.g-1。25℃时GAB的含量范围、平均含量为2.40×105-2.40×107个.g-1、1.10×107个.g-1。无论是含量范围,还是平均含量,均是25℃时的培养结果大于4℃时的培养结果。GAB含量的地理分布趋势是随纬度增高,含量呈降低趋势。在经度变化上则为由东向西,含量呈降低趋势。对沉积物所处水深的分析,表明其在4℃培养得出来的GAB含量随水深增加有下降的趋势,25℃培养出来的GAB含量受环境影响较小,与水深变化关系不明显。     

海三棱藨草(Scirpus mariqueter)根系低分子量有机酸对根际沉积物重金属生物有效性的影响

应用等离子光谱仪(ICP)与高效液相色谱仪(HPLC)分别对海三棱藨草根际沉积物中重金属(Cu、Pb、Zn和Cd)不同化学形态含量和植物根系分泌物中常见低分子量有机酸进行了季节跟踪测定,分析了有机酸(柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸、甲酸和乳酸)含量与重金属化学形态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态)的季节相关性。结果表明,柠檬酸、草酸和苹果酸含量与Cu和Pb的除残渣态外的其它4种形态含量呈正相关性,表明其能提高Cu和Pb生物有效性,与Zn的所有形态含量呈负相关性,降低了生物有效性;酒石酸、甲酸和乳酸含量与Cu和Pb的可交换态含量呈负相关性,而与其它形态含量相关性不明显,降低了生物有效性。与Zn的除残渣态外的其它4种形态含量呈正相关性,提高其生物有效性。而上述所有有机酸与Cd的各种化学形态相关性不明显。表明其对Cd的生物有效性影响不大。     

海黍子乙酸乙酯相提取物的抑菌和体外免疫活性的研究

研究7 种海黍子(Sargassum kjellmanianum)乙酸乙酯相提取物的抗菌活性和对小鼠免疫细胞功能的影响, 筛选出抗菌和体外免疫活性较强的提取物。考察7 种提取物的抗菌活性, 以及对小鼠腹腔巨噬细胞RAW264.7 增殖、脾淋巴细胞增殖、释放NO、吞噬中性红能力的影响。抑菌实验结果表明, 7 种提取物对真菌无明显的抑制作用, 而针对不同的细菌表现出不同的程度的抑制活性; 免疫实验结果表明, 乙酸乙酯相的7 个样品都具有一定的体外免疫活性, 不但可以促进小鼠巨噬细胞RAW264.7 增殖和体外刺激淋巴细胞增殖, 还可以促进小鼠腹腔巨噬细胞产生NO和吞噬中性红。     

三次黑潮大弯曲形成机制的分析

通过对HYbrid Coordinate Ocean Model(HYCOM)高分辨率海洋环流模式(1/12°)数值模拟结果的分析发现,该模式对1993—2003年的模拟结果出现了3次显著的黑潮大弯曲现象。研究表明,日本以南这3次黑潮大弯曲路径的形成与2种机制有关:沿30°N西传的海洋Rossby波将太平洋145°E附近海面高度正异常信号传到九州岛东南海域是第二次黑潮大弯曲的主要形成机制;而冲绳海槽北部海水的位势涡度负异常则有利于九州岛东南反气旋再循环流海域海面高度正异常,有助于第一次和第三次黑潮大弯曲路径的形成。     

海-陆-气耦合模式中海洋分量的温盐模拟分析

基于OASIS耦合器,发展了一套具有较高分辨率并行化的海-陆-气耦合模式,并进行了30年以上的耦合积分。为了评估模式中海洋分量的基本性能,首先考察了耦合模式对"气候漂移"的控制,然后对比分析了耦合与未耦合海洋环流模式模拟温度和盐度的气候态特征和季节变化,结果显示耦合模式的模拟结果中没有出现明显的"气候漂移现象",同时能较好的模拟全球大洋温盐分布的基本特征和季节变化。     

台湾海峡海表面温度的遥感反演及精度检验

海表面温度(SST)是海洋-大气系统中一个十分关键的物理量。SST为海洋学课题的研究提供了一种直观的指示量[1],在海洋捕捞中SST是寻找中心渔场的指标之一,可为渔业部门提供鱼类的回游路线和渔场的位置信息[2]。SST制约着海面和大气的热量、动量和水汽交换,是研究大气环流和气候变化[3]甚至台风移动路径[4]等气象学课题的一个重要因子。因此,SST在海洋学和气象学研究中占有非常重要的地位,此外SST对海洋运输、海洋污染、海上油气资源开发、海滨核电站建设等方面的影响近年来也倍受关注。     

渤海垂直湍流混合强度季节变化的数值模拟

渤海为极浅陆架海 ,其中湍流耗散作用显著。将三维斜压陆架海模式 HAMSOM应用于渤海 ,以渤海周边台站每天 4次的常规气象资料作为风和热驱动 ,渤海海峡开边界以 5个主要分潮调和常数计算水位强迫 ,计算了渤海 1982年水文要素和流场变化 ,并用模式以湍的局地平衡理论封闭计算出垂直湍流粘性的时空分布。结果表明 :渤海湍流混合冬强夏弱 ,变化幅度较大 ( 10～ 2 0 0 cm2 / s) ,这是风搅拌和潮混合的湍流输入在密度层化调整下的结果 ;风的作用在冬季强于潮的作用 ,而底层则由潮混合控制呈现半月周期 ;渤海湍粘性系数的空间分布十分复杂 ,这是在渤海地形和岸形轮廓限制下 ,由一定大气条件驱动的流场和密度场导致的湍流混合强度不同所致     

Barents海巨大的海底火山口中潜在的水合物丘状体

穿过Barents海“火山口区”的多次调查资料的解释结果提供了该区火山口（大洼地，直径300－500m，深10－30m)，与距今大约15000年冰消作用后气体逸出相关联的进一步证据。为山口的位置表明气体的流动受到三叠纪粉砂岩基岩断裂的控制。数个火山口内的地形高处（由棱角状的岩石组成，局部隆升于火山口壁围岩之上），被解释为水合物丘状体，说明了在火山口形成之后气体仍持续不断地流动。这可能是最早报道的在岩化沉积物中存在的水合物丘状体。假定这种气体为甲烷，海底温度与现今的相似，那么，当海底位于海平面之下280－340m时（比现今低10－80m)就会形成水合物丘状体。地化研究为紧邻火山口区海底浅层中气体水合物随季节性温度变化而分解这一论点提供了证据。     

胶州湾海水微表层粘度及其在海-气通量计算中的作用

物质海 -气通量计算新建议中将物质海 -气通量计算公式 F=K(CL- b Cg)中的 CL 用CL ( SML ) 代替。本文着重于对公式中质量迁移系数 K的讨论。在测定了海水微表层、次表层水粘度并同时测定了其它一些化学参量基础上 ,得出如下结论 :海水粘度与盐度、碱度有一定相关性 ;微表层与次表层海水的粘度变化小于 3%。因此 ,海水微表层效应影响 K值 ,与海水微表层效应影响物质浓度相比 ,可以不考虑。