911Plus CTD溶解氧传感器校正方法及漂移过程的探讨

本文基于两个航次CTD观测资料与现场同步Winkler滴定溶解氧资料比对分析,阐述了溶解氧传感器测量误差校正方法以及剖面测量中测量误差变化过程,并依据传感器校正系数漂移变化预估传感器使用寿命,为今后海洋调查取得真实可信溶解氧资料提供技术指引。

船载ADCP测量误差的因素分析和校正方法

系统归纳和分析了引起船载ADCP测量误差的主要因素和校正方法。结合实际经验对ADCP资料后处理中的难点问题提出了解决方案,并且取得了良好的结果。

2007年春季南黄海中层冷水特征及成因

本文根据2007年南黄海的CTD调查资料,分析了南黄海中层冷水的10个示性特征及其分布特征,指出2007年春季中层冷水主要出现于35°N以北的海域,核心区主要位于50 m等深线附近,中心深度位于25~40 m,宽度约为100 km,厚度为10~25 m,跃变强度为0.04~0.14℃/m。对比分析冬季与夏季温度、盐度及实测海流资料,南黄海春季出现的中层冷水主要是黄海暖流、沿岸冷水以及春季表层升温等过程的综合作用结果。

黄海冷水团演变过程及其与邻近水团关系的分析

黄海冷水团是出现在黄海的一种独特的水文现象.文中利用覆盖整个黄海的GDEM三维水温资料,结合近期一些大型调查所获得的有关观测研究结果,首先较系统地分析了黄海冷水团的形成和演变过程,并对冷水团3个冷中心的季节演变提出了一些与前不同的认识.同时,通过对黄海冷水团形成、发展和消亡与该海域温跃层演变关系的分析,进一步揭示了黄海冷水团演变的机理.然后,探讨了黄海冷水团演变过程中与青岛和仁川东南海域冷水团以及东海北部底层冷水的关系.分析表明,在黄海冷水团发展的鼎盛时期,青岛冷水团和仁川东南海域冷水团以及东海北部底层冷水皆包络其中.

黄、东海陆架海域温度垂直结构类型划分与温跃层分析

基于黄、东海陆架海域1997—1999年4个季节调查的CTD资料,采用拟阶梯函数逼近法对温度垂直剖面拟合逼近,然后按拟合均方差和跃层强度对黄、东海陆架区的温度垂直结构进行类型划分,共划分为6个类型:三层结构型(T型)、主跃层上位型(U型)、主跃层下位型(L型)、多阶梯状结构型(M型)、异常结构型(A型)和垂直均匀型(H型)。分析结果表明:温度垂直结构类型在黄海区域为:春季呈L型;夏季呈U型;秋季呈T型;冬季呈H型。东海北部春季基本呈T型;夏季西部呈T型,东部呈U型;秋、冬季演变为H型;东海南部春、夏季主要呈L型;秋、冬季除近岸出现逆温类型外,大部分区域呈H型。利用风和潮的混合卷挟模式阐述了各种温度垂直结构的形成机制,最后给出了黄、东海陆架海域的主温跃层特征值的区域分布和季节变化。

渤、黄、东海海表面温度年际变化特征分析

将渤、黄、东海海表面温度作为一个整体场,研究其年际变化特征,并进一步探讨其与东亚季风场年际变化特征的关系。利用美国NOAA极轨卫星中的高级甚高分辨率辐射计(AVHRR)反演的海表面温度资料,采用EOF方法分冬夏两季对渤、黄、东海SST的年际变化做了初步分析,发现渤、黄、东海SST存在显著的年际变化周期,冬季存在5 a的显著变化周期,夏季存在4 a的显著变化周期,并研究了东亚季风场的年际变化对SST变化产生的影响,发现冬季El Nio年东亚寒潮活动弱于La Nia年,El Nio年SST较La Nia年偏高;夏季El Nio年东亚夏季风活动弱于La Nia年,El Nio年SST较La Nia年偏低,但是趋势不如冬季明显。

冬季黄海暖流区的空间变化和年际变化特征

利用了多年连续的冬季水文调查数据,以黄海暖水舌作为黄海暖流的示性指标,采用经验函数正交分解及相关分析的方法,探讨了黄海暖流的年际变化特征,结果表明:1)黄海暖流的强弱存在4～7a的年际变化周期,并与冬季局地季风的经向分量具有较好的相关关系;2)黄海暖流的流轴存在一个3～6a的变化周期,而且其流轴的摆动明显受冬季季风纬向分量的影响;3)季风增强,黄海暖流增强且流轴西移。

黄海暖流的路径及机制研究

利用NASA/AVHRR反演的每日海表面温度资料,法国航天局AVISO发布的海表面高度资料,中国气象科学数据共享服务网成山头台站的日均风场资料,首先对黄海海表面温度分布进行了分析,揭示了表征黄海暖流的暖水舌存在两个分支。然后对1981年10月～2010年5月这两个分支发生情况进行了统计,得出两个分支并不是个别年份所特有的,而是具有一定的普遍性。最后通过相关性分析,并结合黄海不同区域海表面高度的相对变化,认为西北向分支、北向分支,是通过风生增减水引起海表面高度局部差异来提供驱动力的,具有补偿性质。

处理走航式海洋多参数剖面测量系统(MVP)温度和电导率滞后效应的方法

走航式海洋多参数剖面测量系统(moving vessel profiler,MVP)是一种集成程度和自动化程度都较高的海洋调查设备,能对海洋多要素进行同时观测,获得水平方向的高分辨率数据资料。由于温度和电导率传感器响应时间的不匹配,MVP下放速度过快(峰值速度4 m/s)而造成非常明显的盐度尖峰现象。本研究结合Fofonoff(F)法、时间常数指数递归数字滤波(Giles and McDougall,GM)法和Grose提出的盐度尖峰订正方案,提出了一种新的方法,即MCT(match conductivity and temperature response time)法,通过对压力、温度和电导率传感器进行响应时间的匹配来减弱盐度尖峰。将SBE-9型CTD资料作为标准,发现订正后的资料与CTD盐度曲线的互相关系数为0.917,误差比订正前减小80%。对比35°N断面修正前后的盐度资料,订正后温盐跃层处出现的低盐区域消失。MVP的应用比常规海洋调查仪器CTD对于海洋现象的观测更有优势。

南黄海春季水温分布特征的分析

利用美国海军的空间分辩率为10 ′×10 ′月平均的GDEM三维水温资料,研究了南黄海春季水温的分布特征及其演变过程.分析结果较清晰地显示了春季南黄海的水温分布如何从冬季的垂直均匀型过渡到夏季的层化结构.分析还表明:春季南黄海水温的水平和垂直结构皆比冬季更为复杂,并出现若干个较特殊的水文现象,例如,在34 °40 ′～36 °20 ′N的南黄海西侧出现了'青岛冷水团',而在35 °30 ′～37 °20 ′N的南黄海东侧,初次发现存在着一个类似性质的冷水团,称其为'仁川外海冷水团'.此外,在冷水团的邻近海域还存在着中层冷水.

南黄海海面大气长波辐射计算方法的比较

利用了"中国近海海洋综合调查与评价"项目在南黄海区获得的海-气通量观测资料,对一些常用的计算海面大气长波辐射通量的经验公式进行了比较。结果表明,采用Clark和Josey各自提出的经验公式所得的计算结果与实测结果具有较好的一致性;而利用Bignami和Bunker提出的经验公式计算的海面大气长波辐射通量值与实测资料则存在着较大的误差。出现差别的原因可能与不同经验公式所选参数密切相关。

北黄海冷水团温度年际变化研究

本文基于1976—2006年国家标准断面(大连—成山头)调查资料,结合ECMWF气温、风速以及辐射等再分析资料,研究了北黄海冷水团的低温中心以及北部锋面的年际变化规律,并对其与气候年际变化信号的关系做了相关性分析以及EOF分析,研究了影响北黄海冷水团的诸多因素。研究结果表明,北黄海冷水团及其北部锋面强度存在明显的年际变化特征,北黄海冷水团中心最低温度具有升温趋势,北部锋面强度具有减弱趋势。分析发现,前冬海温,当地气温,经向风场以及辐射通量都对来年北黄海冷水团的强度存在影响,东亚冬季风的年际变异是影响北黄海冷水团温度年际变化的主要机制,El Nio、La Nia事件成熟期滞后于北黄海冷水团最低温度的相对低值、高值出现,ENSO通过与东亚冬季风的相互作用与北黄海冷水团相联系。

热带印度洋偶极子事件期间印度洋大气的变化——大气流函数场和势函数场的分析

大气环流的变异是热带印度洋偶极子(IOD)事件研究中的一个重要问题。本文从风场旋度分量和散度分量角度出发,利用观测资料和大气环流模式,对IOD事件发生时热带印度洋海区上空的大气环流变化进行了分析,揭示出风场不同分量在IOD事件期间的变化特征。研究结果表明,热带印度洋大气环流系统在IOD事件期间,旋度分量和散度分量在垂直方向上呈现明显的一阶斜压形式,而在水平方向上呈现明显的对称分布特征。对低空(850 hPa)来说,无辐散流函数距平场在IOD事件正位相期间表现为关于赤道对称的一对反气旋式环流;无旋度分量在IOD事件正位相期间的响应表现为东印度洋辐散、西印度洋辐合;大气环流的两种分量场均可以在赤道印度洋地区产生距平意义下的纬向东风,正是这种形式的距平东风使得IOD事件依靠海气系统正反馈机制得以维持和发展。而高空(200 hPa)大气环流形式刚好与850 hPa相反。

基于LOPC的夏季南黄海35°N断面浮游动物水平和垂直分布初探

用集成在移动船载温盐剖面仪(MVP)的激光型浮游生物光学计数仪(LOPC),于2012年7月底在南黄海35°N断面调查浮游动物丰度的水平和垂直分布情况,并对获得高时空分辨率的数据资料进行分析。结果表明,本次调查海域浮游动物的丰度为西高东低,浮游动物分布可能受温度、浮游植物分布、潮致涌升等因素影响,其中温度为最主要因素。该仪器可以作为中国近海浮游生物调查,特别是对浮游动物资源的走航大面调查、垂直分布及其生态学研究的一种有效的手段。

黄海西部海洋湍流的季节变化特征分析

在2006—2007年开展的"中国近海海洋综合调查与评价"项目中,作者利用自由下降湍流剖面仪MSS60在南黄海海区分别进行了夏、冬、秋季三个航次的微尺度湍流观测,并计算分析了该海区的湍动能耗散系数ε,湍扩散系数κ等。通过与温度、流速分布图对比,结果表明三个季节的湍流混合趋势大体一致。在沿岸浅水区,混合作用比较强烈。而深水区湍流混合的垂直分布明显地表现出三层结构,混合较强的上混合层和底混合层,及相对较弱的中层。风混合和潮混合是黄海湍流混合的主要形式。风的影响主要表现在海洋上层,潮流的影响则表现于底层。

南黄海西部夏季流的观测与分析

2006年夏季我们在南黄海西部布设并获得了1个月以上的5套ADCP锚系测流站的观测资料。本文依据所得资料分析研究了该海区的潮流分布特征,重点探讨了潮流的垂向结构,计算了潮流底Ekman层厚度。分析还表明:该海域存在较强的半日潮、近日潮、近惯性和半月频率的斜压流,其平均动能大值发生在跃层及其附近的水层中;而平均涡动动能大值出现在跃层下界以浅,最大值则在跃层上界附近。

南海北部中尺度涡与内波相遇的特征分析

基于2009年12月~2010年4月南海北部大陆坡上东沙岛以西的一套潜标资料，分析一个中尺度涡与内波相遇时海水温度的变化特征。根据潜标上的温压记录，利用功率谱分析，发现潜标布放处存在周期为20~30 min的内孤立波及全日和半日周期的内潮；结合海表面高度异常资料，描述此处一个中尺度涡的经过过程。利用天文潮大潮发生的时间规律，推断出中尺度涡与内波的相遇，从而解释了压力记录的异常变化。根据中尺度涡与内波各自引起的海流流向，分析在本次观测中两者相遇时的共同作用所引起的海水温度的垂向变化，即当两者引起的流向相反时，内波引起的日周期等温线波动由上凸型弧状变为下凹型弧状，短时震荡由向下振荡变化为向上振荡。

越南离岸流跨海盆特征初步分析

为了更加清晰地分析南海的环流结构,本文利用南海表层卫星跟踪漂流浮标轨迹,结合卫星高度计资料,分析了南海中、南部跨海盆尺度海流。结果表明,2011年9~10月,越南沿岸流向南,并分别在11.5°N和8.5°N（等深线出现弯曲处）转向东形成越南离岸流。之后,这支离岸流在11°~16°N呈现蛇形路径,从越南东岸跨越南海南部海盆到达菲律宾西岸。分析卫星高度计数据,结果表明,秋季南海中北部被气旋式环流控制,气旋式环流南部为东向流,可从越南东部一直到菲律宾沿岸,从而决定了越南离岸流跨海盆的特征。越南离岸流的蛇形路径主要是由反气旋-气旋-反气旋-气旋交错出现的中尺度涡决定的。

一种移动式海水痕量元素洁净采集实验室的设计

痕量元素及其同位素采集、预处理和分析在海洋研究中具有重要的作用,由于含量极低,在采样、样品预处理及分析过程中容易受到外界污染源沾污。通过在一个20尺标准超高集装箱内制作一套移动式海水痕量元素洁净采集实验室,完成对实验室空间设计、空气质量控制,样品快速转移,实现水样上船后快速进入到洁净环境中,减少样品暴露在大气中时间,在洁净环境中高效完成样品取样、过滤和预处理等操作。所有操作满足GEOTRACES组织有关痕量元素采集的规范要求,从源头上保证分析测试结果的可靠性。

长江口邻近海域溶解氧的时空分布及影响因素研究

基于2018年早春和夏季长江口邻近海域的调查数据,分析溶解氧(DO)的时空分布,并讨论其影响因素。结果表明,夏季DO浓度变化范围为1.58~9.37 mg/L,浮游生物光合作用产生的DO是夏季表层水体过饱和的主要因素;夏季调查海域受台湾暖流北上引起海水层化加强,同时水体富营养化导致表层生物大量繁殖所引起有机碎屑的沉降和耗氧分解作用是底层低氧区存在的主要因素。夏季在台湾暖流影响下底层水体表观耗氧量(AOU)与营养盐成正相关关系,底层有机物耗氧降解过程与营养盐的再生密切相关。早春DO浓度变化范围为7.90~10.1 mg/L,长江口外北部海域和浙江近岸海域海水混合均匀,DO浓度主要受温度控制,而台湾暖流影响区海水出现层化现象,其低DO含量也为低氧区的形成奠定了基础。