珊瑚礁海水pH变化及其对海洋酸化的意义

珊瑚钙质骨骼δ11B重建的海水pH时间变化序列显示：珊瑚礁海水pH的长期变化具有显著的年际―年代际波动周期,并且这些波动是区域海洋气候过程和珊瑚礁海水生物活动共同作用的结果。珊瑚礁生态系统中的生物活动（光合呼吸作用和钙化作用）控制着海水碳酸盐系统的组成,调节着海水pH的变化。这一过程在全球气候环境变化和区域海气过程的影响下,一起作用于珊瑚礁海水pH的变化,因而使得不同海域的珊瑚礁海水对海洋酸化的响应有所差别。研究珊瑚礁生物活动在长时间尺度上对海水pH的作用对认识珊瑚礁海水酸化机理十分重要,同时也是了解珊瑚礁生态系统如何响应海洋酸化的重要手段。     

波浪作用下方箱-水平板浮式防波堤时域水动力分析

在线性化势流理论范围内求解方箱-水平板浮式防波堤的波浪绕射和辐射问题,从时域角度分析了浮式防波堤的水动力特性.采用格林函数法将速度势定解问题的控制微分方程变换成边界上的积分方程进行数值求解,浮式防波堤的运动方程采用四阶Runge-Kutta方法求解.对不同层数水平板的浮式防波堤的波浪透射系数、运动响应和锚链受力进行了计算分析,结果表明方箱相对宽度对方箱-水平板浮式防波堤的波浪透射作用有重要的影响,透射系数随着方箱相对宽度的增加而减小.对于方箱加二层水平板的浮式防波堤,在本研究的计算条件下,当方箱相对宽度从0.110增加至0.295时,透射系数从0.88减小至0.30.水平板有利于增加浮式防波堤对波浪的衰减作用,但随着水平板层数从0增加至2,这种波浪衰减作用增加的程度趋弱.方箱-水平板的浮式防波堤的运动量小于单一方箱防波堤的运动量.与此对应,方箱-水平板防波堤的锚链受力小于单一方箱防波堤的锚链受力.     

福建沿海海域波浪能资源分析与评价

采用波浪模拟的方法,较准确计算得出福建沿海海域波浪能资源分布状况,并给出相应的分析和综合评价.主要结论如下:(1)福建沿海海域波浪能平均密度为2.6～7.3 kW/m,波浪能资源储量为2 210.45 MW,在我国沿海海域仅次于台湾和广东,是波浪能开发利用可以优先考虑的海区之一.(2)福建沿海海域波浪能资源储量的70%分布于平潭岛以北海域,其值达1 512.49 MW.其中,尤以北礵地区值最大,为378.80 MW.(3)以年平均波高为指标,福建沿海海域中东山区段为三类区,其他区段均为一类区和二类区,具有良好的开发前景.(4)福建沿海海域波浪能具有波功率密度低、资源分布广泛且不均匀、波功率密度随季节变化、能量具有多向性等分布特点.(5)基于福建波浪能的开发与利用现状,建议应优先着眼于解决边远海岛等特殊场所的用电问题.     

海洋铪同位素演化及其对大陆物源与洋流变化的启示

尽管海洋铪(Hf)同位素早在20世纪80年代就有报道,但直到最近几年随着分析测试技术的发展,它作为示踪陆源风化输入和洋流循环改变的新指标才越来越受到关注。综述了全球大洋Hf同位素现代分布以及新生代演化特点,其中最重要的现象是Nd-Hf同位素投影图上海水与岩石具有不一致的趋势线。在这些观测资料的基础上着重讨论了围绕海洋Hf同位素物源争议的一系列问题,阐述了海洋热液系统、大陆差异风化、洋岛陆架沉积物溶解等对海洋Hf的贡献以及Hf,Nd存留时间不一致等对海洋Hf同位素的影响等。弄清Hf的海洋地球化学行为,对深入认识海洋Hf的循环以及古海洋演化具有着重要的意义。     

上层海洋对热带气旋的响应与反馈研究进展

对60年来有关上层海洋与热带气旋(Tropical Cyclone,TC)的响应与反馈的研究进行了回顾,通过观测手段的完善和改进模式的应用,人们的认识不断提高:TC直接激发的近惯性流最大可达1 m/s,其导致的强烈的剪切造成混合层对下层冷水的夹卷是引起混合层降温的主要原因,并往往伴随着混合层深度的增加,这一影响在TC右侧更为最著,并可延续几天到几十天不等。TC导致的混合层降温会使得海洋输出的热通量减少,反过来削弱TC的强度,形成一个负反馈,而海洋特殊的热力和环流结构(如暖涡、洋流等)则对TC有正反馈。所以了解TC经过前的海洋初始场对研究TC与海洋之间的相互作用、对预测,TC的强度、路径变化等尤其重要;通过准确的初始场结合越来越完善的模式可以对TC进行更真实的模拟和预测,使得对TC准确的预报和预警成为可能。     

舟山港4艘商船压舱箱沉积物中甲藻孢囊种群结构的分析

为了解商船压舱箱沉积物在海洋水生生物入侵过程中扮演的潜在媒介作用,本文利用光学显微镜观察法,研究了停泊于我国舟山港4艘商船压舱箱沉积物中甲藻孢囊的种类组成、孢囊密度、香农-威纳指数(H′)和PSP原因种,并对甲藻孢囊种群结构进行了相关性分析。结果表明,鉴定出的甲藻孢囊隶属于5大类,共24种,4份样品中甲藻孢囊的种群结构各有差异,但均检测出能产生麻痹性贝毒(Paralytic Shellfish Poisons,PSP)的甲藻孢囊,如亚历山大藻Alexandriumspp.和链状裸甲藻Gymnodium catenatum。在4艘商船的压舱箱沉积物中均检测出有硅藻分布,其中在富成轮压舱箱沉积物中还检测出3种未知种孢囊。通过相关性分析可知,甲藻孢囊H′值与PSP甲藻孢囊密度占总甲藻孢囊密度的比率呈负相关。甲藻可以通过商船压舱箱沉积物为传播媒介,以孢囊形式来扩大其生物地理分布,提高甲藻物种多样性可有助于降低PSP甲藻的破坏风险。因此,有效处理船只压舱箱沉积物、积极保护当地海洋生物物种多样性,对于降低外来甲藻物种(特别是一些有毒有害种)的赤潮风险和保持当地海洋生态系统的平衡,具有十分重要的意义。     

基于拟层流风波生成机制的海浪谱模型

海浪谱的能量可以视为由具有不同相速度的谐波携带的能量所组成。基于对风波形成、发展过程的认识,认为各组成谐波的能量由谐波自平均风摄取而来,由此根据拟层流模型推导出谐波能量密度的计算公式,建立以等效风速和峰值频率等为基本参数的海浪谱模型——随机Fourier函数模型,并给出了确定谐波频率、波长、相速度、振幅以及等效风速等模型参数的原则和计算方法。在59个实测样本谱基础上,采用随机建模方法确定模型参数的取值及其概率分布。结果表明,海浪谱模型可以很好地预测谱能,所计算的物理谱与实测谱均值吻合良好。     

海洋酸化及其对海洋生态系统的影响

海洋酸化是21世纪人类面临的重大环境问题,酸化将对钙化生物造成非常严重的损害,给海洋生态系统带来目前还无法准确评估的影响。海洋酸化是人类强烈干预地球系统背景下的自然过程,是与全球变暖相关的重大全球性环境问题,对人类赖以生存的海洋生态系统的维系和持续利用有着及其深刻的影响。美国、欧盟以及英国等发达国家均在近期加强了对海洋酸化问题的研究,启动多项相关计划。扼要综述了最近10年来海洋酸化对海洋生态系统影响的若干进展。     

ENSO cycle and climate anomaly in China

The inter-annual variability of the tropical Pacific Subsurface Ocean Temperature Anomaly (SOTA) and the associated anomalous atmospheric circulation over the Asian North Pacific during the El Ni o-Southern Oscillation (ENSO) were investigated using National Centers for Environmental Prediction/ National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) atmospheric reanalysis data and simple ocean data simulation (SODA). The relationship between the ENSO and the climate of China was revealed. The main results indicated the following: 1) there are two ENSO modes acting on the subsurface tropical Pacific. The first mode is related to the mature phase of ENSO, which mainly appears during winter. The second mode is associated with a transition stage of the ENSO developing or decaying, which mainly occurs during summer; 2) during the mature phase of El Ni o, the meridionality of the atmosphere in the mid-high latitude increases, the Aleutian low and high pressure ridge over Lake Baikal strengthens, northerly winds prevail in northern China, and precipitation in northern China decreases significantly. The ridge of the Ural High strengthens during the decaying phase of El Ni o, as atmospheric circulation is sustained during winter, and the northerly wind anomaly appears in northern China during summer. Due to the ascending branch of the Walker circulation over the western Pacific, the western Pacific Subtropical High becomes weaker, and south-southeasterly winds prevail over southern China. As a result, less rainfall occurs over northern China and more rainfall over the Changjiang River basin and the southwestern and eastern region of Inner Mongolia. The flood disaster that occurred south of Changjiang River can be attributed to this. The La Ni a event causes an opposite, but weaker effect; 3) the ENSO cycle can influence climate anomalies within China via zonal and meridional heat transport. This is known as the "atmospheric-bridge", where the energy anomaly within the tropical Pacific transfers to the mid-high latitude in the northern Pacific through Hadley cells and Rossby waves, and to the western Pacific-eastern Indian Ocean through Walker circulation. This research also discusses the special air-sea boundary processes during the ENSO events in the tropical Pacific, and indicates that the influence of the subsurface water of the tropical Pacific on the atmospheric circulation may be realized through the sea surface temperature anomalies of the mixed water, which contact the atmosphere and transfer the anomalous heat and moisture to the atmosphere directly. Moreover, the reason for the heavy flood within the Changjiang River during the summer of 1998 is reviewed in this paper.     

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