用多层感知器模型由吸收光谱反演浮游植物色素

浮游植物吸收光谱已逐渐成为高光谱水色遥感的可获取参量。文章采用了多层感知器模型, 由珠江口担杆群岛附近水体的浮游植物吸收光谱进行了色素浓度的反演, 感知器的输入量是浮游植物吸收光谱, 输出量分别对应叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c、光保护类胡萝卜素和非光保护类胡萝卜素五大类主要色素的浓度。分析结果表明, 叶绿素a和叶绿素c估算结果的平均相对偏差比较低, 在测试数据集中两者的偏差分别为19.06%和15.90%; 光保护类胡萝卜素和非光保护类胡萝卜素的估算浓度的相对偏差比较高, 对于测试数据而言, 分别为37.62%和36.96%; 叶绿素b浓度在测试数据集中的估算相对偏差约为27.47%。五大类色素在测试数据集和训练数据集的估算偏差比较接近, 已训练好的多层感知器可用于担杆岛水体中色素信息的反演。同时, 此色素反演方法也为遥感监测水体浮游植物种群动态提供了重要的手段。     

分层水体对表层辐照度比影响的蒙特卡罗分析

众多海洋观测数据表明,在真光层深度范围内,海水固有光学特性和光学有效组分的剖面分层分布是广泛存在的,而很多遥感反演模型的建立基于均一分布假设,尤其是在经验模型的建立中,往往只利用某一深度或各深度平均的光学有效组分浓度与水体光谱的统计关系。文章通过模拟平静水面水下光的辐射传输,分别研究了叶绿素、无机悬浮物浓度垂直分布结构对水下辐照度比的影响,并对比了两类分层水体权重函数等效浓度计算式及相应水下辐照度比,结果表明,对于分层水体,透射深度和层化强度是影响等效浓度值计算误差的主要因素,透射越深,表层层化越强,水体层化对水下辐照度比的影响就越大,但其计算误差也越大。Gondon等效浓度计算结果比较接近实际值,而Zaneveld计算式则高估了分层水体的等效浓度值。     

南海中部和北部上层海水中溶存甲烷浓度及海气交换通量*

根据2010年4—5月国家基金委南海多学科综合航次在南海中部和北部的调查资料,利用抽真空气相色谱法测定海水中溶存甲烷浓度,分析了该海区上层海水中溶存甲烷的浓度、饱和度及海气交换通量。南海中部和北部表层海水中溶存甲烷浓度范围为1.15—5.6nmol·L?1,平均值为2.2nmol·L?1,饱和度范围为59.7%—298.8%,59%站位的溶存甲烷处于过饱和状态。甲烷海气交换通量范围分别为?17.7—61.3μmol·m?2·d?1(根据 LM-86方程计算)和?27.9—119.6μmol·m?2·d?1(根据 W-92方程计算)。南海是大气中甲烷的来源之一,年甲烷辐射量估算值为2.7×10?2—4.0×10?2Tg·a?1。     

不同辐射背景下大西洋热盐环流下沉区混合层深度变化

基于政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)4种最新辐射强迫情景,利用ECHAM5/MPI-OM(European Centre Hamburg Model 5/Max Planck Institute Ocean Model)气候模式输出的1850—2300年逐月混合层深度、海表面温度、海表面盐度数据,分析大西洋热盐环流下沉区混合层深度的变化情况。结果表明:随辐射强迫增加,热盐环流下沉区混合层深度下降,混合层深度振荡周期在格陵兰-冰岛-挪威海(Greenland Sea–Iceland Sea–Norwegian Sea,GIN)海域减小,在拉布拉多海(Labrador Sea,LAB)海域变化不大;与GIN海域相比,LAB海域混合层深度对辐射强迫变化更敏感;两海区温度对混合层深度的影响时间较长,混合层深度对盐度的变化反应迅速;混合层深度变化的主导因素在LAB海域中为盐度,而在GIN海域,低辐射强迫下温度主导混合层深度变化,中高辐射强迫下温度与盐度共同起主导作用。     

水流挟沙力分析与探讨

水流挟沙力是悬沙输运计算中非常重要的问题之一,其计算形式常采用基于重力理论的经验和半经验公式.本文针对目前广泛采用的2种挟沙力关系式,选用4组实验水槽数据和2组天然河道实测资料分别讨论其关联性.结果表明,不论指数m在其取值范围内取何值,2个表达式皆存在一定的函数关联性.且当指数m取1和2/3时,直接表现出很强的线性关联.在挟沙力计算中采用流速的平方关系式,物理意义清晰,形式简单.在实际应用时,适当选取系数,挟沙力采用形式简单的平方关系式是完全可行的.     

昆承湖水流水质计算分析

在模拟昆承湖水流流场的基础上,模拟化学需氧量(CODMn)在湖水中的扩散情况;同时,利用昆承湖实测资料和水质的浓度场计算结果,得到其枯季环境容量.可以看出,昆承湖的流速较小,且方向由西北流向东南,可能是受长江径流和湖底西北高东南低的地形特征影响;从昆承湖的CODMn浓度实测值和计算值中,可以看出小于其水环境质量标准限值.这将进一步为实现常熟市湖泊水环境质量的不断提高、生态状况的持续改善与科学管理提供依据.     

罗源湾海岸盐沼悬沙粒度及沉降速率的观测和分析

海岸盐沼对环境变化的响应非常敏感,是研究全球变化和人类活动对海岸带环境影响的典型区域之一。影响盐沼演化过程的一个非常重要的因素就是水体悬沙特性[1]。在沿岸水域环境中,有机和无机的细颗粒悬沙在物理和化学的作用下絮凝成大颗粒的絮凝体,其粒径和沉降速率通常是分散细颗粒悬沙的好几倍,因此絮凝过程基本上改变了细颗粒悬沙的水动力行为过程[2]。絮凝体因相对分散颗粒物有较高的沉降速率,水中的悬沙更容易沉降到滩面,控制着水体中的细颗粒物质的沉降通量[3]。     

海南省三亚湾和榆林湾海水中叶绿素a浓度、总细菌和大肠杆菌的丰度与分布

1996 年8 月在海南省三亚湾和榆林湾对海水中的叶绿素a 浓度、总细菌和大肠杆菌的丰度进行了检测。结果表明叶绿素a 浓度和总细菌丰度以三亚河口和榆林湾内港为最高, 离岸逐渐降低。三亚河口和榆林湾内港的叶绿素a 高浓度 (分别超过10 μg/dm 3 和5 μg/dm 3)、高的总细菌丰度(均达4×106个/cm 3) 和三亚河口高的大肠杆菌丰度(达11 000 个/dm 3) 表明其水体已呈现富营养化, 这主要是由生活污水通过三亚河对河口和内港的污染造成的。要保证三亚市旅游业的可持续发展, 应加强对三亚河、榆林内港及海滨区环境和水质的监控与管理     

Biogeochemical Variation in Dimethylsulfide, Phytoplankton Pigments and Heterotrophic Bacterial Production in the Subarctic North Pacific during Summer

Dimethylsulfide (DMS), chlorophyll a (Chl-a), accessory pigments (fucoxanthin, peridinin and 19-hexanoyloxyfucoxanthin), and bacterial production (BP) were measured in the surface layer (0–100 m) of the subarctic North Pacific, including the Bering Sea, during summer (14 July–5 September, 1997). In surface sewater, the concentrations of DMS and Chl-a varied widely from 1.3 to 13.2 nM (5.1 ± 3.0 nM, mean ± S.D., n = 48) and from 0.1 to 2.4 µg L^–1 (0.6 ± 0.6 µg L^–1, n = 24), respectively. In the subarctic North Pacific, DMS to Chl-a ratios (DMS/Chl-a) were higher on the eastern side than the western side (p < 0.0001). Below the euphotic zone, DMS/Chl-a ratios were law and the correlation between DMS and Chl-a was relatively strong (r ² = 0.700, n = 27, p < 0.0001). In the euphotic zone, DMS/Chl-a ratios were higher and the correlation between DMS and Chl-a was weak (r ² = 0.128, n = 50, p = 0.01). The wide variation in DMS/Chl-a ratios would be at least partially explained by the geographic variation in the taxonomic composition of phytoplankton, because of the negative correlation between DMS/Chl-a and fucoxanthin-to-Chl-a ratios (Fuc/Chl-a) (r ² = 0.476, n = 26, p = 0.0001). Furthermore, there was a positive correlation between DMS and BP (r ² = 0.380, n = 19, p = 0.005). This suggests that BP did not represent DMS and dimethylsulfoniopropionate (DMSP) removal by bacterial consumption but rather DMSP degradation to DMS by bacterial enzyme.     

甲醛对Nessler法和次氯酸酚盐法测定养殖水体总氨氮的影响

水体中含一定浓度的甲醛 ,用 Nessler法测得的总氨氮 (TAN)浓度远远高于实际浓度 ,差异百分数最高达 4 5 0 .0 6 % ;用次氯酸酚盐法测得的总氨氮 (TAN)浓度则明显低于实际浓度 ,差异百分数最高可达 84 .77%。甲醛浓度范围为 10～ 4 0 mg/ L、TAN浓度为 1～ 10 mg/ L,通过双因素有重复观察值的交叉实验 ,得到如下矫正式 :(1)用 Nessler法测 TAN时 ,Y=4 .0 5 2 9- 0 .0 72 4 x1+ 0 .2 0 6 4x2 ,标准误差为 1.3381;(2 )用次氯酸酚盐法测 TAN时 ,Y=0 .1196 + 0 .0 345 x1+ 1.0 0 2 2 x2 ,标准误差为 0 .4 6 2 7。 Y为 TAN实际浓度 (mg/ L) ,x1为甲醛浓度 (mg/ L) ,x2 为测得的 TAN浓度(mg/ L )。比较含氨氮水体与不含氨氮水体中的甲醛浓度 ,方差分析结果表明 ,没有显著差异。